Schwereloser Sprit
Studentisches Experiment startete erfolgreich an Bord einer Höhenforschungsrakete.
Im Rahmen des europäischen Programms REXUS – Rocket Experiments for University Students – startete gestern eine Höhenforschungsrakete vom Esrange Space Center in der Nähe der schwedischen Stadt Kiruna. Mit dabei: Ein Experiment der TU Berlin, das neuartige, mit Hilfe von 3D-Druck hergestellte Treibstofftanks für Raumfahrtanwendungen testet. Ein Team des Raumfahrtvereins „BEARS e.V.“ (Berlin Experimental Astronautics Research Student Team) hatte sich erfolgreich beworben. Dieses studentische Raumfahrtprogramm wird getragen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR und der schwedischen Raumfahrtagentur SNSA. Insgesamt acht Teams sind in Nord-Schweden mit dabei, die ihre Experimente mit zwei Höhenforschungsraketen Richtung All beförderten. Für etwa zwei Minuten war es dann möglich, Versuche unter Schwerelosigkeit durchführen.
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Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit
„Wir sind sehr froh, dass der Start so reibungslos geklappt hat, immerhin arbeiten wir bereits seit fast zwei Jahren an der Mission“, sagt Matteo Grube, Master-Student der Luft- und Raumfahrttechnik. „Nun geht es an die Auswertung der Messdaten während der Schwerelosigkeit. Das wird uns auch noch eine Weile beschäftigen.“ Testobjekte waren sechs verschiedene Treibstofftanks für Raketen, die mit Hilfe von 3D-Druck produziert wurden. Diese neue Fertigungstechnologie vereinfacht sowohl die Fertigung und macht gleichzeitig neue Designs möglich.
Flüssiger Treibstoff im Tank einer Rakete verhält sich in der Schwerelosigkeit ganz anders, da durch das Fehlen der Gravitation er nicht mehr Richtung Erde gezogen wird. Das freie Schweben der Flüssigkeit könnte sowohl zu Problemen bei der Lagekontrolle von Raketen und Satelliten führen wie auch dazu, dass der Treibstoff nicht mehr optimal am Tankausgang Richtung Raketenantrieb fließt. „Bisher sorgen hier eingeschweißte Bleche oder Hohlprofile für Abhilfe“, erklärt Grube. Diese Strukturen werden „Propellant Management Devices“ (PMDs) genannt. „Wir wollten nun verschiedene neue Designs für die PMDs testen, die nur mit Hilfe von additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden können.“ Erst vor gut zehn Jahren wurde der 3D-Druck auch für Metalle etabliert. Hier schmilzt ein Laserstrahl punktuell Metallpulver auf und lässt so jede beliebige dreidimensionale Form entstehen.
Sechs verschiedene Formen für die PMDs wurden nun getestet. Sechs Kameras haben dabei die Tanks während der zweiminütigen Schwerelosigkeit beobachtet. Sie wurden für die Versuche einfach mit Wasser gefüllt, das mit einem fluoreszierenden Stoff versetzt ist. Damit das Verhalten des Wassers auch gefilmt werden kann, musste die Außenhülle der Tanks aus Plexiglas gefertigt werden.
TU Berlin / JOL
