Quelle: DLR 27. Februar 2024.

27. Februar 2024 – Am 27. Februar 2024 um 8:27 Uhr ist die Höhenforschungsrakete MAPHEUS-14 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erfolgreich von der schwedischen Raketenbasis ESRANGE nahe Kiruna gestartet. Sie erreichte eine Höhe von 265 Kilometer und versetzte ihre wissenschaftliche Fracht rund sechseinhalb Minuten lang in Schwerelosigkeit. Insgesamt 14 Experimente waren an Bord der Rakete, die nach der Landung wieder sicher geborgen wurden. Die Ergebnisse sollen künftigen Weltraummissionen, der Technologie- und Materialentwicklung wie auch den Menschen auf der Erde dienen.

MAPHEUS-14 startete mit dem neuen Raketenmotor RED KITE, der von DLR und Bayern-Chemie gemeinsam entwickelt wurde und nun erfolgreich seinen Regelbetrieb aufgenommen hat. Die zweite Raketenstufe war ein Improved Malemute, ein militärischer Raketenmotor der für den zivilen Forschungseinsatz umgewidmet und ebenfalls von der Bayern-Chemie produziert wurde. Somit lag das Antriebssystem der Höhenforschungsrakete erstmals vollständig in deutscher Hand. Die Forschungsflugreihe MAPHEUS wird vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum, vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin sowie von der Mobilen Raketenbasis MORABA des DLR gemeinsam mit Partnern aus Schweden betrieben.

„Dank des neuen leistungsfähigen Motors war MAPHEUS-14 unsere bisher umfangreichste und wissenschaftlich stärkste Kampagne. Wir hoffen, dass dies eine neue Ära für das Projekt und unsere Zusammenarbeit mit zahlreichen externen Beteiligten einleiten wird“, sagt Prof. Thomas Voigtmann, wissenschaftliche Projektleiter der Mission vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum.

Prof. Felix Huber, Direktor der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining, ergänzt: „Der RED KITE-Motor ist ein gutes Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung. Jetzt haben wir einen eigenen Motor, eine zweite Quelle, die nach unserem Flugprofil entwickelt wurde. Er passt perfekt zu den Anforderungen, die wir haben. Das ist jetzt wirklich ein Vorteil.“

RED KITE – Booster für die Forschung
Der neue Feststoffmotor RED KITE ist als Erst- und Zweitstufe für mehrstufige Höhenforschungsraketen ausgelegt. Er ist besonders leistungsstark und erlaubt Nutzlasten von mehr als 400 Kilogramm. So waren auf MAPHEUS-14 sieben Experimentanlagen sowie ein „Shared Module“ untergebracht, das sieben Kleinexperimente beherbergte.

Forschungseinrichtungen aus Deutschland, Schweden, Frankreich und Australien nahmen an der Mission teil. Einige führten einzigartige Versuche aus der Materialforschung und -fertigung durch, die Technologieentwicklungen vorantreiben. Andere untersuchten menschliche und tierische Zellen, um herauszufinden wie sich das Gehirn regeneriert und wie sich Schwerelosigkeit auf das zentrale Nervensystem auswirkt. Patienten auf der Erde sollen von den Erkenntnissen daraus profitieren. Die Experimente sollen auch einen Beitrag dazu leisten, die Entstehung von Krebs besser zu verstehen. Novum war außerdem das erste komplett 3D-gedruckte Experiment an Bord einer Höhenforschungsrakete.

Deutsch-Schwedische Raumfahrtkooperation
Im Shared Module, das von der Swedish Space Corporation (SSC) verantwortet wurde, waren Experimente im Cubesat-Maßstab untergebracht. Der MAPHEUS-Flug diente als Technologieerprobung für künftige Weltraum-Experimente auf CubeSat-Satelliten. Die kostengünstigen Kleinsatelliten sind für Universitäten wie auch kommerzielle Anwender zunehmend attraktiv.

Das DLR setzte in der aktuellen Mission seine Zusammenarbeit mit adesso SE fort. Der deutsche IT-Dienstleister beteiligte sich an MAPHEUS-14 mit einem Experiment zur Post-Quanten-Kryptographie. Getestet wurde die sichere Datenübertragung aus dem All sowie die Nutzer-Authentifizierung für Fernsteuerungen bei Weltraummissionen. Das Unternehmen wie auch die anderen Experimentteams werten nun ihre einzigartigen Daten aus.

Seit dem Erstflug vor 15 Jahren hat das DLR sein Programm mit Höhenforschungsraketen stetig weiterentwickelt. Der erfolgreiche Flug mit RED KITE erweitert nun den Experimenthorizont für die nächsten MAPHEUS-Missionen.

Über das Projekt
MAPHEUS ist ein Höhenforschungsprogramm des DLR und steht für „Materialphysikalische Experimente unter Schwerelosigkeit“. Seit 2009 finden regelmäßig Flüge mit Höhenforschungsraketen statt. Auf wissenschaftlicher Seite wird das Projekt vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum sowie dem DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin betrieben. Die Forschungsflüge werden durch die Mobile Raketenbasis (MORABA) der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining verantwortet und am Startplatz Esrange der Swedish Space Corporation (SSC) durchgeführt.

Im Rahmen der Mission MAPHEUS-14 arbeitete das DLR zusammen mit den Unternehmen Bayern-Chemie und adesso SE sowie insgesamt 12 Forschungseinrichtungen: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Leibniz Institut für Neue Materialien, Universität Düsseldorf, Université de Bordeaux, Universität Bonn, Technische Hochschule Köln, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, La Trobe University, Astronomisk Ungdom, ResearchSat, Karolinska Institutet, Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT).

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• Höhenforschungsraketen

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Quelle: DLR 20. November 2023.

20. November 2023 – Höhenforschungsraketen benötigen leistungsfähige Raketenmotoren, um das Weltall zu erreichen und anschließend vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre für mehrere Minuten in Schwerelosigkeit zurück zur Erde zu fallen. In einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Bayern-Chemie ist es nun gelungen einen neuen Raketenmotor der Eintonnen-Klasse zu entwickeln und zu qualifizieren. Am 13. November 2023 startete die Mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR die erste Forschungsrakete, angetrieben von einer einstufigen „RED KITE“ (übersetzt „Roter Milan“) vom Startplatz Andøya Space im Norden Norwegens. Mit einer Gesamtlänge von 6,6 Metern und einer Startmasse von 1,5 Tonnen erreichte das Vehikel den Scheitelpunkt der Flugbahn in 71 Kilometern Höhe. Im Aufstieg erreichte die Rakete eine maximale Fluggeschwindigkeit von 5.150 Kilometer pro Stunde, was einer Machzahl von knapp 5 entspricht. Anschließend fiel die Forschungsrakete rund 60 Kilometer entfernt zum Startpunkt in den Atlantischen Ozean. Umfangreiche Messdaten wurden während des Fluges an die Bodenstation übertragen.

„Wir freuen uns über die erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Bayern-Chemie. Mit RED KITE steht der internationalen Forschungsgemeinschaft nun ein neuer, leistungsstarker Raketenmotor für Höhenforschungsmissionen zur Verfügung“, sagt Dr. Anke Pagels-Kerp, DLR-Bereichsvorständin Raumfahrt, anlässlich des gelungenen Erstflugs. „Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus unterschiedlichen Disziplinen wie der Forschung unter Schwerelosigkeit, Atmosphärenphysik, Über- und Hyperschalltechnologien oder neuen Raumfahrttechnologien haben jetzt verbesserte Möglichkeiten, Höhenforschungsraketen als kostengünstige und flexible Forschungs- und Erprobungsplattform zu nutzen.“

Der Geschäftsführer der Bayern-Chemie, Dr. Wolfgang Rieck, freute sich sehr über den erfolgreichen Test: „Respekt und Gratulation an das Projektteam für diese Topleistung. Wir sind alle stolz auf den gemeinsamen Erfolg und freuen uns darauf, die erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem DLR in der Serienfertigung fortzusetzen.“

Die hohe Leistungsfähigkeit der RED KITE ermöglicht konkret erweiterte Nutzlastkapazitäten im Vergleich zu den bisher in Europa durchgeführten Schwerelosigkeitsforschungsprogrammen. Die in Deutschland erstmalig verantwortete Gesamtsystemauslegung in der Größenordnung von einer Tonne Festtreibstoff ist ein wesentlicher Schritt verbunden mit einer erheblichen Fähigkeitssteigerung in der Raketentechnologie. Der Motor wurde für den Einsatz vornehmlich als Boosterstufe von mehrstufigen Forschungsraketen konzipiert. Die gut 900 Kilogramm Komposittreibstoff brennen innerhalb von zwölf Sekunden ab und liefern den notwendigen hohen Startschub für Forschungsraketen.

Erstflug und erstes Experiment an Bord
Während der Mission SOAR (Single Stage Operational Assessment of Red Kite) wurde nicht nur der neue Raketenmotor erfolgreich im Flug erprobt, sondern der Testflug hatte bereits eine wissenschaftliche Nutzlast des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik sowie des DLR-Instituts für Bauweisen und Strukturtechnologie an Bord. Bei dem Experiment APEX-TD (Air Breathing Propulsion Experiment – Technology Demonstrator) wurde die Durchströmung eines sogenannten Überschall-Verbrennungsantriebes untersucht, sowie passende Thermalschutzkonzepte erprobt. Die gesammelten Daten werden nun im Detail ausgewertet.

Das DLR beauftragte die Firma Bayern-Chemie Ende 2019 mit der Entwicklung und Fertigung eines Feststoff-Motors der Eintonnen-Klasse. Die Abteilung MORABA der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining verantwortete neben der Integration des RED KITE Motors in ein flugfähiges Vehikel ebenso den On-board Computer der Rakete, die Bahnverfolgung mittels DLR-eigenem Radar, sowie die Missionsplanung, wozu auch umfangreiche Flugdynamik-Berechnungen gehören. Zusammen mit dem Startplatzbetreiber Andøya Space, der unter anderem für die Flugsicherheit verantwortlich war, gelang die erfolgreiche Qualifikation des Feststoffmotors. Dieser wird im nächsten Schritt bereits im Februar 2024 als zweistufige Höhenforschungsrakete für das MAPHEUS-Programm des DLR zur Forschung in Schwerelosigkeit in den Regelbetrieb gehen. In einer zweistufigen Konfiguration ergibt sich mit RED KITE die Möglichkeit mehr als 400 Kilogramm Nutzlast verschiedener Experimente auf mindestens 250 Kilometer Höhe zu bringen. MAPHEUS-14 wird dann unter anderem mit einem 3D-Druck-Experiment in Schwerelosigkeit an die erfolgreiche Flugreihe von DLR-Höhenforschungsraketen anknüpfen.

Startvideo von MBDA Deutschland:
https://www.mbda-deutschland.de/wp-content/uploads/2023/11/Andoya_MBDA_2160p_200MB.mp4

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• Höhenforschungsraketen

Der Beitrag DLR: Erfolgreicher Erstflug von „RED KITE“ erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: MBDA Deutschland 19. Oktober 2022.

Aschau am Inn | 19. Oktober 2022 | Besonders leistungsfähige Raketenantriebe des Typs „RED KITE“ (Roter Milan) sollen der Forschung im Weltraum neue Perspektiven eröffnen – dieses Ziel steht hinter der aktuellen Kooperation zur Antriebsentwicklung und -produktion zwischen dem DLR und der Bayern-Chemie. Wie deren Repräsentanten im Rahmen einer gemeinsamen Informationsveranstaltung am Standort der Bayern-Chemie in Aschau am Inn erläuterten, bieten die neuen Antriebe wichtigen Bereichen aus Wissenschaft und Technik zusätzliche Forschungspotenziale und können so der raketenbasierten europäischen Forschungsarbeit im All insgesamt neue Impulse verleihen. Die zuständige Abteilung MORABA (Mobile Raketenbasis) des DLR entspricht damit einer steigenden Nachfrage der nationalen und internationalen Forschergemeinschaft für derartige Forschungsprojekte.

Ein so genanntes „Dual Thrust“- Profil erlaubt „RED KITE“-Antrieben hohe Beschleunigungswerte unmittelbar nach Abschuss, die etwa beim Zehnfachen der Erdbeschleunigung liegen und im weiteren Flugverlauf abfallen, wodurch aerodynamische Verluste minimiert werden. Damit eignet sich der „RED KITE“-Motor insbesondere auch als Boosterstufe für viele andere Raketen aus dem Portfolio der MORABA. Die Antriebe des DLR stammen teils aus militärischen Altbeständen, teils aus ziviler Fertigung. In Verbindung mit „RED KITE“ stehen der nationalen und internationalen Forschergemeinde damit in Zukunft leistungsfähige zweistufige Höhenforschungsraketen zur Verfügung.

Durch „RED KITE“- Antriebe können eine große Bandbreite möglicher Missionen und Trajektorien bedient werden. Für die Forschung unter Schwerelosigkeit ermöglichen steile Flugbahnen mit „RED KITE“ Raketenmotoren aussagekräftige Experimente außerhalb der Atmosphäre und ohne störende Beschleunigungskräfte von bis zu 7 Minuten Dauer. Ohne den störenden Einfluss der Schwerkraft können beispielsweise materialphysikalische Phänomene deutlich zielgerichteter untersucht werden. Die Forschung in den Bereichen Wiedereintritts- und Hyperschalltechnologien dagegen profitiert von flachen Trajektorien, die ihren Nutzlasten eine minutenlange Exposition in der Stratosphäre bei Geschwindigkeiten bis Mach 8 ermöglichen.

Rainer Kirchhartz, Leiter der MORABA, betont das Potenzial des neuen Antriebs: „Mit RED KITE haben wir für die Forschungsmissionen der wissenschaftlichen Gemeinschaft einen speziell an den Zielsetzungen und Bedürfnissen orientierten Antrieb zur Verfügung. Die gesteigerte Leistungsfähigkeit bietet unserer Forschungsarbeit neue Potenziale, insbesondere für die Mikrogravitationsforschung in allen wissenschaftlichen Disziplinen. Für die Forschungsziele der Atmosphärenphysik, der Hyperschallforschung und der Technologieerprobung stehen nun erweiterte Nutzlastkapazitäten und Forschungsmöglichkeiten zur Verfügung. Forschungsraketen, die auf „RED KITE“ Raketenmotoren als Unter- sowie Oberstufe basieren, können Nutzlasten von mehr als 450 kg in Höhen von bis zu 260 km bringen. Diese neuen Raketenmotoren eignen sich außerdem als ideale Stufungspartner für andere Raketenstufen aus militärischen Beständen.“ Dr. Wolfgang Rieck, Geschäftsführer der Bayern-Chemie, ergänzt: „Die Höhenforschung ist ein extrem spannendes neues Anwendungsfeld für unsere Antriebstechnologien. Wir freuen uns, zukünftigen DLR-Forschungsmissionen unter Quasi-Schwerelosigkeit mit unseren „RED KITE“-Antrieben neue Möglichkeiten zu eröffnen. Und auch das macht uns stolz: Mit über 900 Kilogramm Treibstoff werden die Feststoffraketenmotoren des Typs „RED KITE“ die größten jemals von der Bayern-Chemie entwickelten und gebauten Antriebe sein.“

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• DLR

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