Quelle: Airbus Defence and Space 21. November 2022.

Madrid, 21. November 2022 – Airbus und die ArianeGroup haben einen Vertrag über das nächste Übergangslos der Ariane-6-Großstrukturen aus Kohlefaser unterzeichnet. Der Vertrag umfasst die Herstellung und Lieferung innovativer, großer und leichter Strukturen für die nächsten 14 Ariane-6-Trägerraketen, die bis 2025 hergestellt werden sollen. Der Vertrag wird die ArianeGroup dabei unterstützen, bis dahin die volle Produktionsrate zu erreichen.

Airbus fertigt bis zu vier Kohlefaserstrukturen für jede Ariane-Trägerrakete an seinem Standort in Getafe bei Madrid. Die neue, hochmoderne Industrie 4.0-Anlage umfasst eine eigene Fertigungs- und Montagelinie für die Strukturen der Ariane-6-Trägerraketen. Die neuesten technologischen Innovationen haben zu einer geringeren Masse geführt und gleichzeitig eine stärkere Struktur in einem Stück zu geringeren Kosten ermöglicht. Die Schnittstellenstruktur (Ober- und Unterteil) ist die größte jemals in Europa hergestellte Kohlefaserstruktur für die Raumfahrt. Zu den anderen Strukturen gehören der Trägerraketenadapter für die Oberstufe und der obere Teil der Feststoffrakete für jeden Raketenbooster.

„Die Unterzeichnung dieses Vertrags ist ein bedeutender Schritt nach vorn, nicht nur für Airbus und seine Trägerraketen-Aktivitäten in Spanien, sondern auch für das gesamte Ariane-6-Programm“, sagte Luis Guerra, Leiter von Space Systems bei Airbus in Spanien. „Er zeigt, dass die spanische Beteiligung ein Schlüssel für die Zukunft der Ariane 6 und für die nächsten Schritte Europas in der Raumfahrt ist“.

„Nach der Unterzeichnung der Nutzungsverträge mit Sabca, Europropulsion, Avio und MTAerospace ist dieser Vertrag mit Airbus ein weiterer und wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem starken europäischen Ariane-6-Team“, sagte Stephane Nogatchewsky, Leiter der Beschaffung der ArianeGroup. „Während der Erstflug der Ariane 6 näher rückt und der industrielle Hochlauf intensiver wird, ist diese Zusammenarbeit ein positiver und entscheidender Meilenstein für die Zukunft des Ariane 6-Betriebs. Außerdem ist die Zusammenführung der europäischen Akteure von entscheidender Bedeutung, um die industrielle Robustheit und Wettbewerbsfähigkeit der Ariane 6 weiter zu gewährleisten und den autonomen Zugang Europas zum Weltraum zu erhalten.“

Das Ariane-6-Programm ist das einzige europäische Programm, das einen unabhängigen Zugang zum Weltraum für strategische Missionen ermöglicht und die Flexibilität bietet, sowohl schwere als auch leichte Nutzlasten in eine breite Palette von Umlaufbahnen für Anwendungen wie Erdbeobachtung, Telekommunikation, Meteorologie, Wissenschaft und Navigation zu bringen.

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Quelle: DLR 11. November 2022.

11. November 2022 – Die Entstehung der beiden Marsmonde Phobos und Deimos ist bisher ungeklärt. Um dieses Rätsel zu entschlüsseln, startet voraussichtlich 2024 die Mission Martian Moons eXploration (MMX) der japanischen Raumfahrtagentur JAXA zu den beiden Monden. Mit an Bord wird ein deutsch-französischer Rover sein, der die Oberfläche des rund 27 Kilometer großen Phobos detailliert erkunden wird. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun einen wesentlichen Teil des Rovers am Standort Bremen integriert und fertiggestellt. Die in Zusammenarbeit mehrerer DLR-Institute entstandene Carbonstruktur samt Aufricht- und Fortbewegungssystem ist in dieser Woche von Bremen nach Toulouse an die französische Raumfahrtagentur CNES geliefert worden. Dort erfolgt bis zum Sommer 2023 die Fertigstellung mit dem Einbau aller Instrumente und Subsysteme. Dort erhält der MMX-Rover auch sein Radiometer miniRAD sowie sein Spektrometer RAX. Beide Instrumente wurden am DLR in Berlin gebaut und bereits zuvor nach Toulouse geschickt.

„Mit dem MMX-Rover betreten wir technisches Neuland, denn noch nie ist ein Erkundungsfahrzeug mit Rädern auf einem kleinen Himmelskörper gefahren, der nur über rund ein Tausendstel der Erdanziehungskraft verfügt“, sagt Dr. Markus Grebenstein vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen, der die DLR-Projektleitung für den MMX-Rover innehat. „Da der Rover im freien Fall aus dem Raumfahrzeug auf Phobos gelangt, wird er bei der Landung unbeschadet mehrere „Purzelbäume“ schlagen und in unvorhersagbarer Lage zum Liegen kommen. Aus dieser Situation heraus muss er sich autonom mithilfe des Antriebssystems aufrichten und anschließend seine Sonnensegel entfalten. Erst dann ist der Rover fahrbereit und überlebensfähig“, so Grebenstein weiter. „Fahren wird er schließlich ganz behutsam mit nur einigen Millimetern pro Sekunde, um trotz der geringen Schwerkraft mit seinen speziellen Rädern den Bodenkontakt zu halten“, ergänzt Dr. Stefan Barthelmes vom DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik in Oberpfaffenhofen. Am Robotik und Mechatronik Zentrum des DLR in Oberpfaffenhofen wurde das Aufricht- und Fortbewegungssystem entwickelt und gebaut. Die besonders leichte Carbonstruktur hat das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik beigesteuert.

Porosität und Zusammensetzung der Oberfläche messen
Der nur 25 Kilogramm leichte MMX-Rover wird, angekommen bei Phobos, von der MMX-Muttersonde abgetrennt und etwa 50 Meter hinab zur Mondoberfläche fallen. Dies wurde in ersten Falltests am Bremer DLR-Institut für Raumfahrtsysteme bereits erprobt, wo nun auch die Integration erfolgte. Auf Phobos hat der Rover rund 100 Tage Zeit, die physikalischen und mineralogischen Eigenschaften der Oberfläche zu erkunden. Dabei kommen die beiden DLR-Instrumente miniRAD und RAX aus Berlin zum Einsatz. Das Radiometer miniRAD des DLR-Instituts für Planetenforschung wird mittels Infrarotmessungen die Oberflächentemperatur bestimmen. Zudem ermöglicht es Rückschlüsse auf die Porosität des Oberflächenmaterials, um diese mit Asteroiden- und Kometenproben zu vergleichen. Das Raman-Spektrometer RAX (RAman spectroscopy for MMX) ist eine Entwicklung unter Führung des DLR-Instituts für Optische Sensorsysteme mit Beteiligung der JAXA und der spanischen Raumfahrtagentur INTA. RAX wird entlang der Roverstrecke die mineralogische Zusammensetzung der Phobos-Oberfläche ermitteln. Die Minerale eines Himmelskörpers stehen eng mit seiner Entstehung und Geschichte im Zusammenhang und Vergleiche mit Messungen anderer Rover auf dem Mars helfen den Wissenschaftlern, das Mars-System mit seinen Monden besser zu verstehen.

Neben den beiden DLR-Instrumenten werden in den nächsten Monaten bei der CNES in Toulouse auch zwei Radkameras montiert, die Räder und Untergrund im Blick behalten und dabei wissenschaftliche Daten zum Aufbau der Phobos- Oberfläche sammeln, sowie zwei Navigationskameras integriert. Zudem bauen die Ingenieurteams die Solarpanele, das Energiesystem, das Funksystem für den Kontakt zur Erde, sowie den Bordcomputer in den Rover ein. Dann stehen umfangreiche Tests des vollständigen Rovers an hinsichtlich seiner Funktionen sowie seiner Beständigkeit gegenüber den Vibrationen des Raketenstarts und der extremen Temperaturschwankungen von mehr als 200 Grad Celsius auf Phobos. Die Tests unter Weltraumbedingungen wird der MMX-Rover zusammen mit dem Verbindungs- und Separationssystem zum Mutterschiff, genannt „MECSS“ (Mechanical and Electrical Connection and Support System) absolvieren. Dieser Adapter wird ebenfalls vom DLR bereitgestellt.

Ein Stück Marsmond zur Erde bringen
Die MMX-Raumsonde besteht insgesamt aus drei Modulen. Das Explorationsmodul verfügt über Landebeine, Probennehmer und einige Instrumenten sowie den mitgeführten MMX-Rover. An das Explorationsmodul schließt sich das Return-Modul mit der Kapsel zur Probenrückführung an, gefolgt von einem Antriebsmodul mit den Treibstofftanks und Raketentriebwerken. Der Start der japanischen Raumsonde ist derzeit für 2024 mit einer H-3-Rakete vom japanischen Weltraumbahnhof in Tanegashima geplant. Ungefähr ein Jahr nach dem Verlassen der Erde wird die Sonde dann 2025 in eine Umlaufbahn um den Mars eintreten, um Phobos und Deimos zu beobachten. Anschließend wird sie in einen Quasi-Orbit um den Marsmond Phobos einschwenken, dort wissenschaftliche Daten sammeln, den mitgeführten MMX-Rover absetzen und Proben von der Mondoberfläche nehmen. Nach der Probenentnahme kehrt das Raumfahrzeug mit dem auf Phobos gesammelten Material zur Erde zurück. Die Landung des MMX-Rovers auf Phobos ist für 2027 geplant und die Rückkehr zur Erde mit den Proben im Jahre 2029. Die Messungen und Bilder des Rovers auf der Phobos-Oberfläche werden auch als Referenz für die Orbiter-Instrumente dienen und helfen, die Landung des Explorationsmoduls für die Probennahme vorzubereiten.

Woher kamen „Furcht“ und „Schrecken“?
Phobos und Deimos (zu Deutsch: Furcht und Schrecken), in der griechischen Mythologie die Begleiter des Kriegsgottes Ares, der in der römischen Antike seine Entsprechung im Kriegsgott Mars hatte, begleiten als kleine Monde den Planeten Mars. Entdeckt wurden sie 1877 vom amerikanischen Astronomen Asaph Hall. Aufgrund ihrer geringen Größe (Phobos 27 Kilometer, Deimos 15 Kilometer) sind beide Monde unregelmäßig geformt und erinnern mit ihrer Gestalt eher an Asteroiden. So besagt eine Theorie, dass der Mars die beiden, womöglich im Asteroidengürtel entstandenen Körper in der Vergangenheit „einfing“. Allerdings sind damit die sehr engen und fast kreisrunden Bahnen beider Monde in der Äquatorebene des Planeten nur schwer zu erklären. Diese wären besser nachvollziehbar, wenn Phobos und Deimos Überbleibsel eines riesigen Meteoriteneinschlags auf dem Mars wären. MMX soll dieses schon lang diskutierte Rätsel der Planetenforschung lösen. Die Entstehung des Mars-Systems ist zudem ein Schlüssel, um die Prozesse der Planetenbildung im Sonnensystem insgesamt besser zu verstehen. In jedem Fall dürften Spuren von Gesteinen des Mars auf der Oberfläche von Phobos zu finden sein, die als Auswurfsmaterial späterer Asteroideneinschläge auf Phobos landeten. Damit könnte dann mit den Proben von Phobos auch Material vom Mars in der Rückkehrkapsel zur Erde und damit in irdische Labore gelangen.

MMX – Martian Moons eXploration
MMX ist eine Mission der japanischen Weltraumorganisation JAXA mit Beiträgen von NASA, ESA, der französischen Raumfahrtagentur CNES und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). CNES und DLR steuern zusammen einen 25 Kilogramm schweren Rover bei. Der deutsch-französische MMX-Rover wird unter gemeinsamer Leitung der beiden Partner entworfen und gebaut. Das DLR übernimmt dabei insbesondere die Entwicklung des Rover-Fahrwerks samt Carbonstruktur sowie des gesamten Aufricht- und Fortbewegungssystems. Zudem steuert das DLR das Verbindungs- und Separationssysten zur Muttersonde bei und stellt ein Raman-Spektrometer sowie ein Radiometer als wissenschaftliche Experimente. Diese werden die Oberflächenzusammensetzung und -beschaffenheit auf Phobos messen. Die CNES leistet wesentliche Beiträge mit Kamerasystemen zur räumlichen Orientierung und Erkundung auf der Oberfläche sowie zur Untersuchung der mechanischen Bodeneigenschaften. Darüber hinaus entwickelt die CNES das zentrale Service-Modul des Rovers inklusive des Onboard-Computers sowie des Energie- und Kommunikationssystems. Nach dem Start der MMX-Mission wird der Rover von Kontrollzentren der CNES in Toulouse (Frankreich) und des DLR in Köln betrieben.

Seitens des DLR sind unter der Leitung des Instituts für Robotik und Mechatronik zudem die Institute für Systemdynamik und Regelungstechnik, für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, für Raumfahrtsysteme, für Optische Sensorsysteme, für Planetenforschung, für Softwaretechnologie sowie das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) beteiligt.

Die Mission MMX steht in der Tradition einer bereits langjährigen erfolgreichen Kooperation der Partner JAXA, CNES und DLR. Sie knüpft an die Vorgängermission Hayabusa2 an, bei der die JAXA eine Raumsonde zum Asteroiden Ryugu schickte mit dem deutsch-französischen Lander MASCOT an Bord. Am 3. Oktober 2018 landete MASCOT auf Ryugu und sendete spektakuläre Bilder einer faszinierenden zerklüfteten Landschaft aus Geröll und Steinen. Hayabusa2 nahm Proben von Ryugu und brachte diese am 6. Dezember 2020 zurück zur Erde.

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• Marsmonde Phobos und Deimos
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Quelle: OHB SE Bremen 3. November 2022.

Bremen, 3. November 2022. Die MT Aerospace AG hat mit der ArianeGroup GmbH einen Vertrag mit einem Volumen von 35 Millionen Euro zur Weiterentwicklung von Demonstratoren für CFK-Oberstufen von europäischen Trägerraketen abgeschlossen. ArianeGroup mit MT Aerospace erhielten den Zuschlag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), um die Entwicklung des Projekts PHOEBUS (Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage) fortzusetzen. Mithilfe des Technologie-Demonstrators PHOEBUS soll eine Oberstufe* aus leichten Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern für die neuen europäischen Trägerraketen entwickelt werden. In der Technologieentwicklung PHOEBUS setzt MT Aerospace auf vollständige CFK-Lösungen: Die Verwendung des smarten Werkstoffes Kohlefaser ermöglicht weitgehend auf metallische Komponenten der Oberstufentanks und -strukturen zu verzichten. Das spart Masse, erhöht die Nutzlastkapazität der Trägerraketen, reduziert den Ressourceneinsatz und verbessert damit entscheidend die Wettbewerbsfähigkeit zukünftiger Trägerraketen. MT Aerospace und ArianeGroup werden PHOEBUS in zwei Phasen bis Mitte 2023 und in 2025 testen und validieren. Mit dem aktuellen Vertrag wird die langjährige und erfolgreiche Zusammenarbeit von MT Aerospace mit ArianeGroup fortgeführt. Er folgt auf Verträge, die 2019 und 2021 abgeschlossen wurden.

Die ‚schwarzen Oberstufe‘ für die nächste Generation europäischer Trägerraketen wird aus ultraleichten Verbundwerkstoffen bestehen. Die Kohlefaser-Technologie ist wegweisend für künftige Raumtransportkonzepte. „MT Aerospace erreicht damit Technologieführerschaft in Europa und wird daraus neue Produkte entwickeln. Dies eröffnet neue und globale Wachstumschancen für den Standort Augsburg und ist ein wichtiger Meilenstein für unsere Unternehmensentwicklung“, erläutert Ulrich Scheib, Vorstand Programme bei MT Aerospace.

Masse einsparen, Nutzlastkapazität erhöhen und Raumfahrt nachhaltiger machen
Mit der Verwendung von Kohlefasern wird das Gewicht der Oberstufe nachhaltig reduziert werden. PHOEBUS* ist ein Schlüsselelement für die Entwicklung von ICARUS (Innovative Carbon ARiane Upper Stage). PHOEBUS besteht aus Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern, nicht wie bisher aus Metall, was Gewicht einspart und sich positiv auf die Kosten jedes Raketenstarts auswirkt. Dies ermöglicht es, mehr Nutzlastkapazität (z.B. Satelliten) in den Weltraum zu transportieren: Jede mit einer schwarzen (so genannt wegen des dunklen Werkstoffs CFK) Oberstufe ICARUS ausgerüstete Rakete wird zusätzlich bis zu zwei Tonnen Nutzlast an Bord nehmen können. Dies trägt zu einer nachhaltigeren Nutzung der Ressourcen bei.

„Die Entwicklung der neuen Oberstufe wird auch Wegbereiter sein für Zukunftstechnologien im Bereich kryogene Anwendungen und für Einsatzmöglichkeiten von Flüssigwasserstoff in der Luftfahrt und in anderen Sektoren“, erklärt Hans Steininger, der Vorstandsvorsitzende der MT Aerospace AG. „Unsere erfolgreiche Zusammenarbeit mit ArianeGroup beweist immer wieder, dass wir wettbewerbsfähig sind und europäische Trägerraketen zu nachhaltigen Weltraum-Champions machen können. Es erfüllt uns mit Stolz, dass wir als größter Systempartner für das Ariane-Programm federführend Konzepte für zukunftsfähige Raumfahrtanwendungen entwickeln und dazu beitragen die Nachhaltigkeit der Raumfahrt zu sichern.“

Potential des smarten Werkstoffs CFK ausschöpfen
Über fünf Jahrzehnte hinweg konnte die MT Aerospace AG dank verschiedener Entwicklungsaufträge von europäischen Trägerraketen und der beauftragten Serienproduktion ein wertvoller Erfahrungsschatz aufgebaut werden. CFK eröffnet auch im Fertigungsprozess neue Möglichkeiten: Die Verwendung von CFK lässt beispielsweise ein integriertes Design zu, das heißt, es gibt weniger einzelne Komponenten als bei einem metallischen Pendant, dessen einzelne Komponenten sich nicht in einem Fertigungsprozess herstellen lassen, sondern im Nachgang miteinander verschweißt oder montiert werden müssen. Dies wirkt sich weiter positiv auf die Produktkosten aus.

Damit Leichtbau auch leicht geht: Der Automated-Fibre-Placement-Prozess als Kerntechnologie
Die MT Aerospace AG zählt zu den führenden Unternehmen im Leichtbau aus Metallen und Verbundwerkstoffen und ist seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt tätig. Hier kommt es oft auf jedes Gramm an, außerdem auf höchste Präzision und Verlässlichkeit, auf Reproduzierbarkeit und die Einhaltung internationaler Standards. Der Übergang von metallischen auf Verbundwerkstoffe stellt einen Paradigmenwechsel bei Oberstufendesign und -produktion dar. Mit der neuen AFP-Anlage (Automated Fibre Placement) legt MT Aerospace einen wichtigen Industrialisierungsbaustein für die optimierte Oberstufe von Trägersystemen. Der AFP-Prozess stellt dabei die Kerntechnologie für die zukünftigen Composite-Produkte dar, die für die schwarze Oberstufe in Form von Tanks und Strukturen benötigt werden.

PHOEBUS-Projekt profitiert von Expertise im Bereich Tanksysteme für die Raumfahrt
MT Aerospace hat eng mit ArianeGroup zusammengearbeitet, um Technologien zur Planung und zum Bau von Kryo-Tanks und der dazugehörigen Kohlefaser-Konstruktionen zu entwickeln. Das Unternehmen verfügt über das Know-How, Konstruktionen aus Kohlefasern und Tanks mit einem Durchmesser von bis zu 3,5 Metern herzustellen. „Nachdem wir die Eigenschaften und die Zuverlässigkeit unserer kryogenen Treibstofftanks aus CFK auf der kleinsten Skalierungsebene nachweisen konnten, treten wir jetzt in eine neue Phase ein und weisen die Performance in zwei Schritten bis auf Full-Scale Ebene nach. Damit legen wir den Grundstein für eine nachfolgende Produktentwicklung der ‚schwarzen Oberstufe‘“, fasst Thomas Schnaufer, Head of Launcher Composites & Composite Technologies, die Vorteile zusammen.

Quality first – entwickeln, testen und evaluieren
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird in seinem Testzentrum in Lampoldshausen in Deutschland die Leistung des PHOEBUS-Demonstrators mit kryogenem Wasserstoff und Sauerstoff evaluieren. Das PHOEBUS-Projekt ist Teil des „Future Launchers Preparatory Programmes“ des ESA-Direktorats für Weltraumtransport. ArianeGroup wird zusammen mit MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen in zwei Phasen entwickeln, bauen und testen. Das Projekt wird zunächst bis Mitte 2023 mit dem Bau und den Tests des „Technology Control Vehicle“, einer verkleinerten Version mit einem Durchmesser von zwei Metern, voranschreiten, um die Fertigungsprozesse zu demonstrieren. In der Folge wird ArianeGroup mit Komponenten von MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator zusammenfügen und testen; der Demonstrator besteht aus einem Tank für flüssigen Wasserstoff, der auf einem Tank für flüssigen Sauerstoff montiert ist, und hat ähnliche Abmessungen wie Teile der zukünftigen Kohlefaser-Oberstufe. Die abschließenden Tests, die den Füll- und Betankungszyklus, den Druckaufbau und die Entleerung der Tanks umfassen, werden gegen Ende 2025 im Testzentrum des DLR in Lampoldshausen in Süddeutschland durchgeführt. Dies wird der bislang weltweit größte Demonstrator eines Kohlefaser-Kryo-Tanks sein.

*) PHOEBUS steht für „Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage“ und ist das Hauptelement für die Entwicklung von ICARUS („Innovative Carbon ARiane Upper Stage”).

*) Raketenoberstufe: Bei der Entwicklung der künftigen „Black Upper Stage“ wurde die MT Aerospace mit den Tanks für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff inklusive der zugehörigen Strukturen vorgesehen. Im Zusammenspiel mit den von ArianeGroup gelieferten Komponenten, wie dem mehrfach zündbaren Vinci-Triebwerk und den verschiedenen fluidischen, hydraulischen und elektronischen Kontroll- und Steuerungssystemen bildet dieses ebenfalls von ArianeGroup integrierte System die Reiseplattform für die Satelliten ins All, bevor sie von der Oberstufe separiert werden und mit eigener Kraft an ihren Zielposition gelangen müssen.

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• OHB-System

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Quelle: DLR 28. Juni 2022.

28. Juni 2022 – Wiederverwendbare Trägersysteme sind bei der Rückkehr zur Erdoberfläche hohen Belastungen und Temperaturen ausgesetzt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) testete nun erfolgreich Bauteilstrukturen, Messmethoden und Auswertealgorithmen für die Wiedereintrittsphase mit dem Flugexperiment STORT (Schlüsseltechnologien für hochenergetische Rückkehrflüge von Trägerstufen). Am frühen Morgen des 26. Juni 2022 startete das dreistufige Raketenexperiment vom Startplatz Andøya Space im Norden Norwegens. Die Oberstufe erreichte auf dem Scheitelpunkt der Flugbahn in 38 Kilometern Höhe eine Fluggeschwindigkeit von rund 9.000 Kilometern pro Stunde, was einer Machzahl von über Acht entspricht. Anschließend fiel sie mehr als 350 Kilometer entfernt vom Startpunkt in den Atlantischen Ozean. Die umfangreichen Messdaten wurden während des Fluges an die Bodenstation übertragen.

„Um höhere Fluggeschwindigkeiten zu erreichen, haben wir erstmals eine DLR-Höhenforschungsrakete mit drei statt zwei Raketenstufen eingesetzt“, erklärt Dorian Hargarten vom DLR-Institut für Raumflugbetrieb und Astronautentraining. „Zusätzlich flog die dritte Stufe mit den verschiedenen wissenschaftlichen Nutzlasten eine besonders flache Flugbahn in 38 Kilometern Höhe bei Machzahlen bis acht. Hierbei wurden – analog zur Hitzeentwicklung beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre – verschiede Hochtemperaturexperimente bei den zu untersuchenden hohen Wärmelasten durchgeführt“, so Hargarten weiter.

Keramische Segmente und Vorflügel im Test
Entscheidend bei der Hitzeentwicklung in der Wiedereintrittsphase sind Materialien, die den hohen Thermallasten ausreichend widerstehen und diese abführen. Ebenso sind robuste Wärmesensoren essentiell, die die Temperaturentwicklung genau im Blick behalten. „Bei STORT besteht der Vorkörper der dritten Raketenstufe aus fünf keramischen Segmenten“, erklärt der Leiter des STORT-Projekts Prof. Ali Gülhan vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik. „Entlang der vier longitudinalen Linien haben wir den Vorkörper alle 90 Grad mit zahlreichen Wärmeflusssensoren, Thermoelementen und Drucksensoren ausgestattet und sind nun sehr gespannt auf die Datenauswertung.“

Für die Durchführung der Thermalmanagement-Experimente nutzten die Forscherinnen und Forscher an der Rakete drei feste Vorflügel (Canards) mit keramischen Außenschalen, die vom DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie entwickelt wurden. Während ein Canard aktiv gekühlt wurde, war der zweite Canard passiv gekühlt. Der dritte Referenz-Canard (ohne Kühlung) wurde zusätzlich für die Untersuchung der Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung genutzt. Alle drei Canards zeigten im Flug unterschiedliche Strukturantworten bei gleicher Belastung durch die Hitze.

Ein modulares und verteiltes Datenerfassungssystem erlaubte die effiziente Aufzeichnung von Daten aus den unterschiedlichen Experimenten. Bereits im Vorgängerprojekt ATEK wurde zur Gewichtsreduktion der zylindrischen Nutzlastsegmente ein Standardmodul aus Aluminiumlegierungen durch ein Hybridmodul ersetzt, welches aus einer CFK-Struktur mit metallischen Flanschen besteht. Im STORT-Projekt testeten die Forschenden nun ein noch einmal deutlich leichteres und komplett aus CFK bestehenden Modul.

Neben dem DLR ist die TU München durch die Fertigung des CFK-Moduls am Flugexperiment STORT beteiligt. Ein weiterer internationaler Partner ist die Universität Arizona, die Simulationen für das Experiment ‚Stoß-Grenzschicht-Wechselwirkung‘ auf dem Canard durchgeführt hat. Die Planung und Durchführung der Mission lag in der Verantwortung der Abteilung Mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR-Instituts für Raumflugbetrieb und Astronautentraining. Der Vorkörper wurde vom DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie ausgelegt und gefertigt. Aerothermale Auslegung, aktives Thermalmanagement, Instrumentierung der Nutzlasten und deren modulare Datenerfassung hat das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik eingebracht, welches gleichzeitig die Projektleitung innehat.

Über das Projekt STORT
Das jetzt erfolgreich durchgeführte Flugexperiment ist ein Element des STORT-Forschungsprojektes. Das Projekt ist Bestandteil des DLR Teilprogrammschwerpunktes ‚Wiederverwendbare Raumtransportsysteme‘. Es hat zum Ziel, ausgewählte Technologien und Methoden im Hinblick auf thermomechanische Analyse und Bewertung von Trägersystemen zu entwickeln. Dafür werden die Bauteilstrukturen, Messmethoden und Auswertealgorithmen, die in Grundlagenuntersuchungen entwickelt wurden, für ein Flugexperiment angepasst und schließlich mit dem Flug qualifiziert. Die Flugdaten liefern ergänzend zu den Bodenexperimenten Validierungsdaten für physikalische Modellierungen, numerische Simulationen sowie die Systemanalyse und ermöglichen dadurch eine zuverlässige Auslegung und Bewertung von zukünftigen Trägersystemen. Die weiteren im Projekt beteiligten Einrichtungen sind das DLR-Institut für Raumfahrtsysteme, das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik sowie das DLR-Institut für Softwaretechnologie.

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• Höhenforschungsraketen

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Quelle: OHB SE.

Augsburg, 3. März 2022. Die neue Koordinatorin der Bundesregierung für die deutsche Luft- und Raumfahrt, Dr. Anna Christmann, hat gestern zu einem Antrittsbesuch das Raumfahrtunternehmen MT Aerospace AG in Augsburg besucht. MT Aerospace ist ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE.

„Die Raumfahrt ist eine strategisch bedeutsame Schlüsselindustrie und essentiell für ein sicheres und technologisch souveränes Deutschland und Europa. Mit europäischen Raketen können wir wissenschaftliche Leuchtturmprojekte wie das James Webb Space Teleskop ebenso wie Klima- und Navigationssatelliten ins All bringen. Es ist spannend zu sehen, wie in Deutschland die Bausteine entwickelt und gefertigt werden, die diese wichtigen Projekte ermöglichen. Diese Expertise brauchen wir in Europa“, erklärte Dr. Anna Christmann.

Hans Steininger, Vorstandsvorsitzender von MT Aerospace, hat Dr. Christmann zusammen mit seinen Vorstandskollegen Ulrich Scheib und Bernd Beschorner das Unternehmen vorgestellt. „Wir haben Dr. Christmann neben unserem klassischen Ariane-Geschäft aufgezeigt, wie gut es um unsere Innovationsfähigkeit und die zukunftsfeste Ausrichtung des Unternehmens in einem dynamischen Markt steht“, sagte Steininger.

Dr. Anna Christmann hatte Gelegenheit, sich die große Fertigungshalle, in der Bauteile für die europäische Trägerrakete Ariane 6 gefertigt werden, anzusehen. MT Aerospace ist mit einem Anteil von zehn Prozent größter deutscher Zulieferer zum europäischen Ariane-Programm. Die Bandbreite des Unternehmens wurde ihr auch anhand von additiv gefertigten Bauteilen und CFK-Komponenten erläutert.

„Neben hochgenauen metallischen Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt, die höchste Sicherheitsanforderungen erfüllen, sind wir auch bei CFK-Bauteilen (etwa Tanks für Satelliten und Flugzeuge) und in der additiven Fertigung ein gefragter Partner. Selbstverständlich fertigen wir auch in diesen Sparten auf höchstem Niveau“, erklärte COO Bernd Beschorner. „Den industriellen 3D-Druck haben wir in unsere zertifizierte Prozesskette integriert, um ihn möglichst schnell für Kunden aus der Luft- und Raumfahrt sowie anderen Industrien etablieren zu können.“

Die Kompetenz der Ingenieurinnen und Ingenieure sowie die Bauteile des Augsburger Unternehmens sind weltweit gefragt, unter anderem in Nordamerika: „Beim bevorstehenden Erststart des US-amerikanischen Space Launch System (SLS) sind Bauteile aus Augsburg an Bord, ohne die die Trägerrakete gar nicht abheben könnte“, sagte Ulrich Scheib.

Über die MT Aerospace AG
MT Aerospace AG ist führend im Leichtbau aus Metall- und Verbundwerkstoffen und genau dort zuhause, wo jedes Gramm zählt: in der Luft- und Raumfahrt. Die international führende Unternehmensgruppe im Bereich Raumtransport, Satelliten und Flugzeugausrüstung hat Fertigungstechnologien entwickelt, die weltweit einzigartig sind. MT Aerospace ist spezialisiert auf Systeme und Baugruppen für Trägerraketen, Raumfahrzeuge und Satelliten und entwickelt und fertigt bahnbrechende Produkte, darunter große tragende Strukturen sowie Kryo-, Satelliten- und Luftfahrttanks.

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• OHB-System

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Quelle: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF.

12. November 2021 – Im Fraunhofer LBF wurde die Umsetzung der vibroakustischen Metamaterialien-Technologie für eine zylindrische Leichtbaustruktur aus Verbundwerkstoff untersucht sowie ein Konzept für multifunktionale, tragende Leichtbaustrukturen für Satelliten entwickelt. Dabei haben die Forschenden mehrere Funktionen in zwei typische Strukturelemente eines herkömmlichen Satelliten integriert.

Trägerraketen mit optimiertem Schwingungsverhalten
Verbundwerkstoffe (beispielsweise Kohlefaserverbundwerkstoff, kurz CFK) ermöglichen große Masseneinsparungen bei Trägerraketen und werden für die Anwendung in verschiedenen Systemen und Komponenten in Betracht gezogen. So will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) bis 2025 eine Oberstufe komplett aus Kohlefaserverbundwerkstoff für die neue Generation der Ariane 6 entwickeln, mit dem Ziel, die Nutzlastkapazität um zwei Tonnen zu erhöhen. Obwohl Oberstufen aus Verbundwerkstoffen im Vergleich zu metallischen Materialien ein höheres Steifigkeits-Masse-Verhältnis aufweisen, können sie bei bestimmten Frequenzen zu höheren Schwingungsamplituden führen, die insbesondere in der Startphase kritisch sind. Ein innovativer Ansatz zur Reduzierung von Schwingungen sind vibroakustische Metamaterialien.

Mit Metamaterialien wird ein in der Natur nicht vorkommendes Verhalten erzeugt. Neben optischen und elektromagnetischen Metamaterialien werden spezielle Formen von Metamaterialien auch zur Lärm- und Schwingungsminderung eingesetzt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben konzeptionelle und numerische Entwurfsstrategien entwickelt und experimentell validiert. Es traten Schwingungsreduktionen von bis zu 30 Dezibel (dB) im Frequenzbereich zwischen 150 Hertz (Hz) und 200 Hertz auf.

Leichte Satelliten mit integrierten Funktionen
In tragende Satellitenstrukturen sind verschiedene Funktionen integriert, die normalerweise von eigenständigen Satellitensubsystemen und -komponenten bereitgestellt werden.

Am Fraunhofer LBF wurden numerische Modelle zur mechanischen Beschreibung der Leichtbaustrukturen mit integrierten aktiven Funktionen entwickelt, mit denen das reale Verhalten der Satellitenstrukturen effizient und zuverlässig abgebildet werden kann. Dieses neu entwickelte integrative Konzept fügt den vorhandenen Strukturen aktive Funktionen hinzu, beispielsweise Schwingungsminderung oder Energie- und Datenübertragung. Auch die Integration passiver Funktionen, wie Wärmeübertragung, Strahlungsabschirmung oder Aufprallschutz ist möglich.

Vorteile dieses neuen technologischen Konzepts sind die Verringerung der Masse und des Volumens des Satelliten, aber auch ein hochintegrativer und standardisierter »One-Shot« Produktionsprozess. Dieser macht die Herstellung, Integration, Qualifizierung, den Start und den Betrieb eines Satelliten kosten- und zeiteffizienter.

Mehr zu den neuen Forschungsergebnissen präsentieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom 16. bis 18. November 2021 auf dem Fraunhofer-Stand N 40 in Bremen.

Weitere Informationen:
https://www.lbf.fraunhofer.de/de/forschungsbereiche/adaptronik/vibroakustische-metamaterialien.html

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• Space Tech Expo Bremen 16.-18. 11. 2021
• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF.

21. September 2021 – Damit die ehrgeizigen Anforderungen erreicht werden, ist die Entwicklung neuer Materialien und multifunktionaler Strukturen sowie innovativer Fertigungstechnologien unerlässlich. Im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF wurde die Umsetzung der vibroakustischen Metamaterialien-Technologie für eine zylindrische Leichtbaustruktur aus Verbundwerkstoff untersucht. Diese stellt die Oberstufe einer konzeptionellen Ariane 6-Trägerrakete dar. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben konzeptionelle und numerische Entwurfsstrategien entwickelt und experimentell validiert. Es traten Schwingungsreduktionen von bis zu 30 Dezibel (dB) im Frequenzbereich zwischen 150 Hertz (Hz) und 200 Hertz auf. Mehr dazu auf der Messe »Space Tech Expo Europe«, Bremen, 16. bis 18. November 2021, Fraunhofer-Stand N 40.

Verbundwerkstoffe (beispielsweise Kohlefaserverbundwerkstoff, kurz CFK) ermöglichen große Masseneinsparungen bei Trägerraketen und werden für die Anwendung in verschiedenen Systemen und Komponenten in Betracht gezogen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) will bis 2025 eine Oberstufe komplett aus Kohlefaserverbundwerkstoff für die neue Generation der Ariane 6 entwickeln, mit dem Ziel, die Nutzlastkapazität um zwei Tonnen zu erhöhen.

Hohes Potenzial: vibroakustische Metamaterialien

Obwohl Oberstufen aus Verbundwerkstoffen im Vergleich zu metallischen Materialien ein höheres Steifigkeits-Masse-Verhältnis aufweisen, können sie bei bestimmten Frequenzen zu höheren Schwingungsamplituden führen, die insbesondere in der Startphase kritisch sind. Ein innovativer Ansatz zur Reduzierung von Schwingungen sind vibroakustische Metamaterialien. Mit Metamaterialien wird ein in der Natur nicht vorkommendes Verhalten erzeugt. Neben optischen und elektromagnetischen Metamaterialien werden spezielle Formen von Metamaterialien auch zur Lärm- und Schwingungsminderung eingesetzt. Vibroakustische Metamaterialien werden aus mehreren periodisch angeordneten Einheitszellen gebildet – dem kleinsten identischen Teil der Grundstruktur, auf dem ein Resonator (Feder-Masse System) sitzt. Die lokalen Resonatoren sind gezielt auf der Subwellenlängenskala der einfallenden Welle platziert. Sie sind auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt, bei der eine Schwingungsreduktion erforderlich ist. Die Wechselwirkung zwischen den lokalen Resonatoren und der einfallenden Welle führt zu einem Stoppband – einem Frequenzbereich mit hoher Schwingungsreduktion.

Das Potenzial von vibroakustischen Metamaterialien wurde sowohl für die Luftfahrt als auch für die Raumfahrt erkannt, wo sie beispielsweise bei der Nutzlastumhausung eingesetzt werden. Im Forschungsprojekt »Silent Running« liegt der Fokus auf dem Design von vibroakustischen Metamaterialien, die in der Oberstufe einer konzeptionellen Ariane 6-Trägerrakete eingesetzt werden sollen. »Am Fraunhofer LBF entwickeln unsere Fachteams effiziente numerische Routinen zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens von vibroakustischen Metamaterialien. Diese Routinen werden für das Design von branchenspezifischen Produkten eingesetzt«, erläutert Projektleiter Heiko Atzrodt, verantwortlich für die Abteilung Strukturdynamik und Schwingungstechnik im Fraunhofer LBF.

Konzeptionelle und numerische Ansätze für ein Design mit hohen Dämpfungseigenschaften

Die Forschenden haben drei Konzepte von lokalen Resonatoren numerisch betrachtet und experimentell validiert. Für eine detaillierte Untersuchung des Verhaltens von vibroakustischen Metamaterialien in einem endlichen Bauteil wurden Plattendemonstratoren aus CFK realisiert, die den Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts bilden.

Die Resonatorkonzepte wurden simuliert und ihre Wirkung numerisch bewertet. Dazu werden die Resonatoren auf der CFK-Platte angebracht, um eine Metamaterialstruktur zu erzeugen. Im ersten Schritt wird die Wellenausbreitung der unendlichen, periodischen Struktur anhand des Dispersionsverhaltens (Zusammenhang zwischen der Wellenlänge und -frequenz) einer einzelnen Einheitszelle untersucht. Damit werden Stoppbänder im Frequenzbereich ermittelt, in denen keine freie Wellenausbreitung möglich ist. Im nächsten Schritt wird eine endliche Plattenstruktur modelliert, um Stoppbänder in Frequenzgangfunktionen bei realen Randbedingungen auszuwerten. Für alle Konzepte traten Reduktionen von Schwingungsamplituden von bis zu 30 dB im Frequenzbereich zwischen 150 Hz und 200 Hz in den numerischen Simulationen auf. Durch den gezielten Einsatz geeigneter Materialien wird zusätzlich zum Stoppband ein verbessertes Schwingungsverhalten oberhalb des Stoppbandes erreicht.

Experimentelle Validierung

Das Schwingungsreduktionsverhalten von vibroakustischen Metamaterialien haben die Darmstädter Forschenden experimentell an planaren Proben untersucht. »Wir haben unser Ziel erreicht, für die drei Konfigurationen wird ein deutlich verbessertes Schwingungsverhalten nach der eingestellten Eigenfrequenz des Resonators beobachtet«, bestätigt Heiko Atzrodt den Projekterfolg.

Die experimentelle Umsetzung einer CFK-Probeplatte mit der Anwendung vibroakustischer Metamaterialien-Technologie zeigt ab der Resonatoreigenfrequenz von rund 150 Hz ein deutlich verbessertes Schwingungsverhalten. Dank der Anwendung eines hochgedämpften Materials für die Resonatoren wird das Schwingungsverhalten auch nach dem Stoppbandbereich optimiert. Die Schwingungsreduktion beträgt im erwarteten Stoppbandbereich bis 25 dB und im höheren Frequenzbereich (ab circa 250 Hz) bis 15 dB.

Silent Running
Vibroakustische Metamaterialien zur Schwingungsminderung von Launcherstrukturen

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Quelle: Rocket Factory Augsburg AG.

Augsburg, Deutschland – RFA Portugal Unipessoal LDA, eine Tochtergesellschaft der Rocket Factory Augsburg AG (RFA), eröffnet offiziell ihre Büros in Matosinhos, Portugal. Diese neu gegründete Produktentwicklungs- und Fertigungspartnerschaft verschafft RFA einen weiteren Wettbewerbsvorteil und hilft dabei, den ambitionierten Entwicklungsplan des RFA ONE Trägersystems umzusetzen. Die Expansion nach Portugal stärkt die intereuropäische Präsenz und verschafft der RFA Zugang zu internationalen Talenten, um die vollen Entwicklungsmöglichkeiten in Europa auszuschöpfen. RFA betreibt bereits einen Standort in Schweden für Triebwerkstests und Stufenqualifizierungsaktivitäten. Kürzlich wurde der norwegische Andoya Space Port für den Start des Trägersystems ausgewählt.

Während der Einweihung wurde ein Abkommen in Höhe von mehreren Millionen Euro mit AICEP, der portugiesischen Handels- und Investitionsagentur, unterzeichnet. Die Vereinbarung zielt auf die Entwicklung, Qualifizierung und Fertigung der CFK-Verbundstrukturen des Trägersystems RFA ONE ab. Die Arbeiten werden in enger Zusammenarbeit mit dem portugiesischen Zentrum für Ingenieurwissenschaft und Produktentwicklung in Matosinhos (CEiiA) abgeschlossen. Die Strukturen werden unter Verwendung fortschrittlicher Verbundwerkstoffe entwickelt und hergestellt, die eine höhere Leistung der Trägerrakete sowie niedrigere Produktionskosten ermöglichen. RFA Portugal wird zusammen mit CEiiA 9 Millionen Euro über drei Jahre investieren und die anschließende Industrialisierung durchführen.

Manuel Heitor, Minister für Wissenschaft, Technologie und höhere Bildung, erklärte: „Die Entwicklung von Micro-Launchern in Europa ist ein entscheidender Schritt, um die europäische Autonomie und Resilienz im Weltraum zu fördern. Dies wird dazu beitragen, qualifizierte Arbeitsplätze und neue Märkte zu fördern, um den grünen Wandel unserer Gesellschaften in Verbindung mit den neuen Möglichkeiten des digitalen Wandels in Europa zu unterstützen.“

„Es ist mir eine große Freude, RFA in Portugal willkommen zu heißen. Die Unterzeichnung dieses Investitionsvertrags ist ein wichtiger Schritt, um Portugal an die Spitze der Innovation in einem so bahnbrechenden Sektor wie der Raketenindustrie zu setzen, was belegt, dass Talent der entscheidende Erfolgsfaktor ist. Diese Partnerschaft mit CEiiA bestätigt einmal mehr die enormen Fähigkeiten unseres Ingenieurtalents. Vor einem Jahrzehnt machte Portugal seine ersten Schritte im Luftfahrtsektor. Jetzt betreten wir eine neue Ära und säen die Saat der Raumfahrtindustrie in unserem Land“, sagte Luís Castro Henriques, Chairman & CEO von AICEP.

„Die Eröffnung unserer Einrichtungen in Matosinhos und die Unterzeichnung der Vereinbarung mit AICEP Portugal sind zwei große Meilensteine für die Entwicklung von Europas wettbewerbsfähigster Startdienstleistung“, sagt Jörn Spurmann, Chief Commercial Officer bei RFA. „Portugal ist die Heimat hervorragender Ingenieurskunst und die dort produzierten CFK-Strukturen werden sehr konkurrenzfähig sein“, ergänzt Stefan Brieschenk, Chief Operating Officer bei RFA.

„Die Etablierung dieser Partnerschaft mit RFA ist ein gutes Beispiel für die einzigartige Rolle von CEiiA, komplette Entwicklungsprogramme in High-Tech-Sektoren anzuziehen, vom Konzept bis zur Industrialisierung fortschrittlicher Produkte, die es nicht nur erlauben, Werte zu generieren, sondern sie auch in unserem Land zu festigen, während sie Portugal wettbewerbsfähig auf der Karte der Raumfahrtindustrie positionieren“, sagt Tiago Rebelo, technischer Direktor bei CEiiA.

Über AICEP
Die Portugiesische Agentur für Handel und Investitionen ist eine staatliche Einrichtung, die sich darauf spezialisiert hat, Investitionen zu akquirieren, den Export zu steigern und portugiesische Unternehmen zu internationalisieren. AICEP ist eine „One-Stop-Shop“-Agentur und der ideale Geschäftspartner für alle, die in Portugal investieren oder portugiesische Produkte und Dienstleistungen erwerben möchten. Mit Büros in Portugal und im Ausland unterstützt AICEP internationale Unternehmen, die in Portugal investieren, durch Projektanalysen und durch Unterstützung bei der Auswahl von Standorten und Arbeitskräften. Ihr derzeitiger Präsident ist Luís Castro Henriques. Weitere Informationen finden Sie unter: www.portugalglobal.pt

Über Rocket Factory Augsburg
Die Rocket Factory Augsburg wurde 2018 mit der Zielsetzung gegründet, die Transportkosten in der Raumfahrtindustrie deutlich zu senken. Das Ziel des Unternehmens ist es, bis Ende 2022 einen Trägerprototypen zu entwickeln, der wöchentlich Satelliten zu unschlagbaren Preisen in niedrige Erdumlaufbahnen bringen kann. Der RFA ONE- Launch Service kombiniert drei entscheidende Wettbewerbsvorteile: eine äußerst kosteneffiziente Architektur mit industrieller Automatisierung und geringstmöglichen Entwicklungskosten, eine präzise Auslieferung im Orbit und überlegene Antriebssysteme mit gestufter Verbrennung. Weitere Informationen finden Sie unter: www.rfa.space

Über CEiiA
CEiiA ist ein Zentrum für Ingenieurwesen und Produktentwicklung, das sich auf die Förderung von Nachhaltigkeit und Lebensqualität konzentriert, während es sich mit komplexen Herausforderungen in allen Bereichen auseinandersetzt und in High-Tech-Sektoren wie Automobil und Mobilität, Luftfahrt, Ozean und Raumfahrt arbeitet. Die Vision von CEiiA ist es, Portugal als Referenz innerhalb dieser High-Tech-Industrien zu etablieren, zu einer nachhaltigeren Gesellschaft beizutragen und Technologien, Produkte und Systeme zu entwickeln, die von Portugal aus konzipiert, industrialisiert und betrieben werden. CEiiA operiert auf dem globalen Markt, hat eine Tochtergesellschaft in Brasilien und Ingenieurteams in Großbritannien, der Schweiz, Frankreich und Italien. Derzeit hat CEiiA ein Team von über 300 Forschern und Ingenieuren, die sich mit Entwicklungs- und Engineering-Aktivitäten mit integrierten Produkt- und Prozessentwicklungsmethodologien beschäftigen, die auf vollständigen Fähigkeiten für die Produktentwicklung basieren, einschließlich Konzept, Design, Forschung, Engineering, Prototyping und Testen von Materialien und Strukturen in Originalgröße. Weitere Informationen finden Sie unter: www.ceiia.com

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Quelle: OHB SE.

Augsburg. Die MT Aerospace AG, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, hat mit einer Testkampagne einen wichtigen Meilenstein bei der angestrebten Entwicklung einer CFK-Oberstufe für eine zukünftige europäische Trägerrakete erreicht: Anfang Juni 2021 ließ sie im Projekt ComET der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ihren aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) gefertigten Prototyp eines Hochleistungstanks für Raketentriebwerke im Rahmen des Vorbereitungsprogrammes für zukünftige Trägerraketen (Future Launchers Preparatory Programme) der ESA im DLR-Testzentrum in Trauen testen.

Der CFK-Druckbehälter hat seine strukturelle Belastbarkeit und Dichtigkeit über mehrere Druckzyklen bei kryogenen Temperaturen um die 20 K (-253,15 °C) bewiesen, obwohl er ohne zusätzliche Innenbeschichtung (linerless) auskommt. „Das Testergebnis ist ein wegweisender Erfolg in Europa, schließlich sind Treibstofftanks sicherheitskritische Elemente in jedem Antriebssystem“, erklärt Hans Steininger, CEO der MT Aerospace AG. “Wir haben den Nachweis erbracht, dass ein aus CFK hergestellter Hochleistungs-Druckbehälter auch einer kryogenen Belastung standhalten kann. In Zukunft soll der Einsatz von CFK-Hochleistungstanks nicht nur sichere Raketenstarts ermöglichen, er kann auch den Vorteil der im Vergleich zu metallischen Tanks wesentlich geringeren Masse ausspielen.“

Umfassende Tank-Testkampagne
Die Testkampagne wurde in mehreren Stufen durchgeführt, da das Testmedium Wasserstoff speziell behandelt und aufbewahrt werden muss: Wasserstoff nimmt erst bei frostigen 20 K den Aggregatszustand flüssig an. Das Testobjekt, ein Tank mit einem Durchmesser von 400 mm, wurde zunächst einer Helium-Dichtigkeitsprüfung bei Raumtemperatur sowie bei etwa 77 K (-196,15 °C) unterzogen. Danach wurde er mit flüssigem, das heißt kryogenem Wasserstoff (LH2) befüllt. Der gefüllte Tank wurde sogar über den überkritischen LH2-Druck hinaus bedrückt, um einen Beanspruchungszustand zu erreichen, wie er beim Einsatz bei einem Raketenflug zu erwarten ist. So konnte die MT Aerospace erfolgreich demonstrieren, dass der von ihr entwickelte und gefertigte CFK-Tank die spezifizierten Anforderungen in Bezug auf LH2-Dichtigkeit entlang der gesamten Lasthistorie erfüllt – und dies auch bei Kombination von kryogenen Thermallasten und gleichzeitigen hohen mechanischen Lasteinwirkungen. Weitere Füll- und Entleerungszyklen unterstrichen ebenfalls das exzellente Verhalten des Tanks.

Kann der Tank auch Flüssigsauerstoff standhalten?
Für eine abschließende Überprüfung und eine Bestätigung der Qualität des Tanks wurde ein weiterer Helium-Dichtigkeitstest absolviert. Damit erhielt die MT Aerospace AG die Freigabe für einen weiteren Test, bei dem es um die Reaktion des Tanks beim Befüllen mit Flüssigsauerstoff (LOX) unter kryogenen Bedingungen gehen wird. Diese zweite Testkampagne soll beweisen, dass das gewählte CFK-Material geeignet ist, für beide Medien − also flüssigen Wasserstoff und Flüssigsauerstoff − in einer zukünftigen Oberstufe eingesetzt zu werden.

Ermutigendes Testergebnis
Für die MT Aerospace AG bildet das Testergebnis ein solides Fundament für die anstehenden Materialentscheidungen im Rahmen des Oberstufen-Demonstratorprojektes PHOEBUS, mit dem die ArianeGroup GmbH kürzlich beauftragt wurde. Das Projekt zielt – in Vorbereitung eines Demonstrators der Oberstufenstruktur im Maßstab von fast 1:1 – darauf ab, bis Ende 2022 Tanks für Trägerraketen mit einem Durchmesser von zwei Metern zu definieren, herzustellen und zu testen. „Das Testergebnis ist für uns sehr ermutigend, auch und gerade im Hinblick auf unsere kürzlich getätigte Investition, mit der wir die CFK-Fertigungsumgebung des Unternehmens erweitern“, fügt Dirk Lanuschny, Leiter der Launcher-Programme bei der MT Aerospace AG, hinzu und spricht damit eine Automated Fiber Placement Anlage an, die ab Anfang 2022 die Herstellung von Behältern mit Durchmessern ermöglichen wird, die typisch für Trägerraketen sind. „Wir beabsichtigen, als Teil des PHOEBUS-Projektes die beiden kryogenen Tanks (LH2, LOX) sowie die Primärstrukturen eines Oberstufen-Demonstrators mit einem Durchmesser von 3,5 Metern herzustellen.“

Über MT Aerospace AG
Die MT Aerospace AG ist ein Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt mit rund 600 Mitarbeitern an den Standorten Augsburg, Cagliari (Italien), Santiago de Chile und Kourou, Französisch-Guayana. MT Aerospace entwickelt und produziert Schlüsselkomponenten für die Europäische Trägerrakete Ariane, die Airbus-Flugzeugflotte, Raumfahrzeuge und Satelliten. MT Aerospace ist ein Technologieführer in Leichtbau-Strukturen unter Verwendung von Metall und Composite-Materialien. Mit einem Auftragsvolumen von zehn Prozent ist MT Aerospace der größte Lieferant für das Ariane-Programm außerhalb Frankreichs.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: OHB SE.

Augsburg. Die MT Aerospace AG, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, wurde von ArianeGroup GmbH im Rahmen des Future Launchers Preparatory Programs der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit der weiterführenden Technologieentwicklung für eine zukünftige schwarze Oberstufe für die europäische Trägerrakete Ariane 6 betraut. Bei der beauftragten Entwicklung der Treibstofftanks und Strukturen sind die Vorteile des smarten Werkstoffs CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) gefragt.

PHOEBUS, ein Großdemonstrator für die künftige schwarze Raketenoberstufe
In der Technologieentwicklung PHOEBUS (Prototype Highly OptimizEd Black Upper Stage) für die künftige, optimierte Oberstufe*) namens „ICARUS“ setzt man voll auf CFK: Die Verwendung des smarten Werkstoffes Kohlefaser soll es möglich machen, weitgehend auf metallische Komponenten der Oberstufentanks und -strukturen zu verzichten. Das spart Masse, was sich positiv auf die Kosten jedes Raketenstarts auswirkt und ermöglicht es, mehr sogenannte Nutzlastmasse (z.B. Satelliten) in den Weltraum zu transportieren: Jede mit einer schwarzen (so genannt wegen des dunklen Werkstoffs CFK) Oberstufe ICARUS ausgerüstete Rakete wird zusätzlich bis zu zwei Tonnen Nutzlast an Bord nehmen können.

In den kommenden drei Jahren wird ein Oberstufen-Demonstrator entwickelt und gefertigt, der seine Funktionsfähigkeit im abschließenden, von ArianeGroup GmbH durchgeführten Systemtest unter Beweis stellen muss. Die Tank-Prototypen für flüssigen Wasserstoff (LH2) und flüssigen Sauerstoff (LOX) werden in beinahe Realgröße gefertigt, das heißt, sie sind etwa 2,5 Meter hoch, ihr Durchmesser beträgt 3,5 Meter. „Unsere kryogenen Treibstofftanks aus CFK müssen sich an den Eigenschaften und der Zuverlässigkeit ihrer metallischen Vorgänger messen lassen“, erklärt Hans Steininger, der Vorstandsvorsitzende der MT Aerospace AG. „Durch die Leichtbauweise aus CFK-Material und den damit verbundenen Designmöglichkeiten kann die geforderte Gewichtseinsparung im Vergleich zur heutigen Metallversion voraussichtlich sogar übererfüllt werden.“

Tank-Prototyp bewährte sich im Test
Einen Meilenstein konnte die MT Aerospace AG bei der Technologie-Entwicklung bereits setzen. Ein speziell entwickelter CFK-Tank bewies im Test, das „Zeug“ zur Raketenkomponente zu haben – auch bei frostigen Temperaturen von -183°C beim Test auf Sauerstoffkompatibilität „Die Testergebnisse sind sehr ermutigend, denn unser Tank konnte den hohen Anforderungen, die sich aus den aggressiven Treibstoffkomponenten ergeben, standhalten. Wir freuen uns auf die weiteren Entwicklungsarbeiten für die optimierte Raketenoberstufe“, ergänzt Hans Steininger.

„Safety first!“ bei Treibstofftanks
Für den Antrieb der Oberstufe im Weltraum werden die Tanks vor dem Raketenstart mit den äußerst reaktiven Treibstoffkomponenten betankt. Daher müssen bei der Entwicklung wasserstoffdichter und sauerstoffkompatibler CFK-Tanks für die kryogene Anwendung extrem hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. „Gerade der Sauerstoff ist höchst reaktiv, der Wasserstoff zudem extrem flüchtig. Einen Kohlefaser-Tank in diesem extremen Temperaturbereich ohne zusätzliche Barriere-Schicht dicht zu bekommen, sei eine große Herausforderung, erklären die damit betrauten Ingenieurinnen und Ingenieure bei der MT Aerospace AG. Sie sind vom Potential des kohlefaserverstärkten Kunststoffes überzeugt und wollen es nutzen, schweren metallischen Werkstoff ohne Qualitäts- oder Sicherheitseinbußen zu ersetzen. CFK ist im Automobilbau und beim Sport in Fahrrädern oder Tennisschlägern schon längst Standard. Künftig soll dies auch für Raketenkomponenten gelten.

Smarter Werkstoff CFK
Die MT Aerospace AG zählt zu den führenden Unternehmen im Leichtbau aus Metallen und Verbundwerkstoffen und ist seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt tätig. Hier kommt es oft auf jedes Gramm an. Außerdem auf höchste Präzision und Verlässlichkeit, auf Reproduzierbarkeit und die Einhaltung internationaler Standards. Über fünf Jahrzehnte hinweg konnte dank verschiedener Entwicklungsaufträge (von der Ariane 1 bis zur Ariane 6) und der beauftragten Serienproduktion ein wertvoller Erfahrungsschatz aufgebaut werden. Außerdem verfügen die Augsburger über jahrzehntelange Erfahrung in der Produktion von CFK-Flugzeugtanks (Frisch- und Abwassertanks). Seit fast zehn Jahren betrachten die Werkstoffspezialisten CFK verstärkt für den Einsatz in der Raumfahrt und insbesondere bei Raketenkomponenten. Diese Expertise brachte das Unternehmen bereits bei der erfolgreichen Entwicklung eines Feststoff-Motorgehäuses (Booster) ein.

CFK eröffnet auch im Fertigungsprozess neue Möglichkeiten: Die Verwendung von CFK lässt beispielsweise ein integriertes Design zu, das heißt, es gibt weniger einzelne Komponenten als bei einem metallischen Pendant, dessen einzelne Komponenten sich nicht in einem Fertigungsprozess herstellen lassen, sondern im Nachgang miteinander verschweißt oder montiert werden müssen. Dies wirkt sich weiter positiv auf die Produktkosten aus.

Entwicklungsprojekte im Entwicklungsprojekt
Der Übergang von metallischen auf Verbundwerkstoffe stellt einen Paradigmenwechsel bei Oberstufendesign und -produktion dar. Die dafür notwendigen Entwicklungsaufgaben sind vielfältig: Das Design muss genau wie die Fertigungsprozesse und die Produktionseinrichtungen der Komponenten entwickelt und festgeschrieben werden, der ideale Werkstoff gefunden, die Anlagen z.B. zum automatisierten Ablegen der Kohlenstofffaser sowie zum Aushärten des Bauteils, beschafft und justiert werden, Methoden zum Endbearbeiten sowie zur Qualitätssicherung etwa durch zerstörungsfreie Testmethoden müssen erarbeitet, erprobt und validiert werden. Bei der MT Aerospace widmen sich daher mehr als 40 Ingenieurinnen und Ingenieure ganz unterschiedlicher Fachrichtungen der CFK-Oberstufenentwicklung.

*) Raketenoberstufe: Bei der Entwicklung der künftigen „Black Upper Stage“ wurde die MT Aerospace mit den Tanks für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff inklusive der zugehörigen Strukturen betraut. Im Zusammenspiel mit den von ArianeGroup gelieferten Komponenten, wie dem mehrfach zündbaren Vinci-Triebwerk und den verschiedenen fluidischen, hydraulischen und elektronischen Kontroll- und Steuerungssystemen bildet dieses ebenfalls von ArianeGroup integrierte System die Reiseplattform für die Satelliten ins All, bevor sie von der Oberstufe separiert werden und mit eigener Kraft an ihren Zielposition gelangen müssen.

Über MT Aerospace AG
Die MT Aerospace AG ist ein Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt mit rund 600 Mitarbeitern an den Standorten Augsburg, Cagliari (Italien), Santiago de Chile und Kourou, Französisch-Guayana. MT Aerospace entwickelt und produziert Schlüsselkomponenten für die Europäische Trägerrakete Ariane, die Airbus-Flugzeugflotte, Raumfahrzeuge und Satelliten. MT Aerospace ist ein Technologieführer in Leichtbau-Strukturen unter Verwendung von Metall und Composite-Materialien. Mit einem Auftragsvolumen von zehn Prozent ist MT Aerospace der größte Lieferant für das Ariane-Programm außerhalb Frankreichs.

Über ArianeGroup
ArianeGroup, als Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, ist für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die gesamte Produktionskette bis hin zur Vermarktung über sein Tochterunternehmen Arianespace. Mit ca. 7600 hochqualifizierten Mitarbeitern in Frankreich und Deutschland, ist ArianeGroup ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Zudem ist der Konzern Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen Anwendung. Der Konzernumsatz betrug im Jahr 2020 rund 2,7 Milliarden Euro.

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Quelle: DLR.

Es war schon eine große Halle notwendig, um die vier jeweils 13,5 Meter langen, kreuzförmig angeordneten ultraleichten Masten zu entfalten: Zwei Mal testeten die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehenden Masten (Booms) im Flugzeughangar des DLR Braunschweig. In Kooperation mit der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA sollen so entfaltbare Satellitenstrukturen entwickelt werden, die kostengünstige Kleinsatelliten in Zukunft mit entfaltbaren, miniaturisierten Strukturen für Stromversorgung, Kommunikation und Antrieb leistungsfähiger machen. Die Ergebnisse dieser Tests stellen die Forschenden nun im Rahmen der 16. ECSSMET (European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing) vor, die in diesem Jahr erstmals virtuell vom 23. bis 25. März 2021 stattfindet.

Die in Originalgröße getesteten Masten sind für ein Sonnensegel vorgesehen. Sonnensegel wandeln mit Hilfe von spiegelnden Membranen Sonnenlicht in Schub um und können als Antrieb für Satelliten genutzt werden. Die hier geplante Segelgröße von 500 Quadratmeter kann einen Schub von etwa 0,5 Gramm erzeugen (zum Vergleich: eine einzelne Erdnuss wiegt circa 1,5 Gramm). Auch wenn der Schub von 0,5 Gramm verhältnismäßig klein ist, wirkt er ohne Unterbrechung auf die Segel und kann so beispielsweise einen 25 Kilogramm schweren Kleinsatelliten innerhalb von einem Jahr auf 20.900 Kilometer pro Stunde beschleunigen. Mit diesem stetigen „Antrieb“ könnten Sonnensegel nicht nur bei heutigen Missionen zum Einsatz kommen, sondern bei entsprechender Größe der Sonnensegel sogar Missionsdauern ermöglichen, die heute noch nicht umgesetzt werden können. Dabei verfügen sie nicht nur über ein langes Zeitfenster bei ihrem Einsatz, sondern haben noch einen weiteren, entscheidenden Vorteil: Sie benötigen für ihren Antrieb kein einziges Gramm Treibstoff.

Kompakt, leicht und leistungsfähig
Mit dem Kooperationsprojekt JDSS/DCB (Joint Deployable Space Structures/Deployable Composite Boom) greifen DLR und NASA die Möglichkeiten zunehmend verfügbarer entfaltbarer Strukturen auf, die sich mit fortschreitender Miniaturisierung von Elektronikkomponenten und Sensorik bieten. Bisher konnten die verfügbaren Strukturtechnologien nicht mit der Miniaturisierung mithalten und waren für größere Systeme ausgelegt. Gerade in Bezug auf Masse, Stauvolumen und Steifigkeitsanforderungen kommen die herkömmlichen Technologien beim Einsatz auf kleinen Satelliten schnell an ihre Grenzen. Im Projekt ist das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik vorrangig für die Entwicklung einer kompakt verstaubaren und entfaltbaren Struktur für flache Kommunikations- und Radarantennen sowie Solar-Arrays zuständig, während die NASA für die Entwicklung und Herstellung der CFK-Booms zuständig ist. Gemeinsam erfolgte die Erprobung der Technologie bei den Versuchen im Braunschweiger DLR-Hangar. Langfristiges Ziel der Kooperation ist eine Mission, bei der die entwickelten entfaltbaren Strukturen im Weltall getestet werden, um so die Funktionstüchtigkeit unter realistischen Bedingungen nachzuweisen.

Schritt für Schritt zum weltraumtauglichen System
Die erfolgreich getesteten entfaltbaren Masten haben einen durch zwei omegaförmige Halbschalen geformten, geschlossenen Querschnitt. Aufgrund dieses besonderen Querschnitts weist solch ein Mast hohe Biegefestigkeiten sowie eine hohe Torsionssteifigkeit auf. Dadurch kann er sehr hohe Lasten aufnehmen, ohne zu knicken. Zudem erlaubt der Mast den Aufbau eines hocheffizienten „Rückgrats“ für das gespannte Sonnensegel. Beim Aufrollen auf einer Spindel werden die beiden Halbschalen zusammengedrückt, so dass der Mast flach wird. Für den Test wurden insgesamt vier 13,5 Meter lange Masten aufgerollt und anschließend kreuzförmig ausgerollt, so dass sie ihren omegaförmigen Querschnitt wieder einnehmen konnten und dadurch ihre mechanischen Eigenschaften zurückerhielten. „Diesen entscheidenden Vorgang des Auf- und wieder Ausrollens, konnten wir in unserem Test erfolgreich ausführen“, sagt Projektleiter Marco Straubel vom Braunschweiger DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik. „Damit haben wir bestätigt: Es ist möglich aus einer kleinen Box heraus durch die entfaltbaren Masten ein großes Sonnensegel völlig autonom aufzuspannen.“

Schon 2009 gab es im DLR erste Versuche zu entfaltbaren Masten für Satelliten. Seit 2017 arbeiten DLR und NASA im Kooperationsprojekt JDSS/DCB zusammen. Im nächsten Schritt wird die entfaltbare Konstruktion auf einem DLR-Parabelflug im Sommer 2021 unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit getestet. Im Anschluss ist das System ausreichend für den nächsten logischen Schritt qualifiziert – den Test im Erdorbit.

Die ECSSMET
Die 16. ECSSMET (European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing) findet vom 23. bis 25. März 2021 erstmalig virtuell statt. Konstrukteure, Analysten und Testingenieure von Weltraumstrukturen setzen sich in diesem Jahr nicht nur mit neuen Subsystemen auseinander, sondern erörtern auch die Themen, die in naher Zukunft eine wichtige Rolle in der Raumfahrt spielen werden: effizientere Trägerraketen, 3D-Druck im Orbit und Wiedereintrittsvorhersagen für Weltraumschrott. Sie wird alle zwei Jahre im Wechsel von der ESA, CNES und dem DLR organisiert.

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• Sonnensegel

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Quelle: ESA.

Jüngste Tests zeigen, dass leichter, kohlefaserverstärkter Kunststoff stark genug ist, um Metall in den Oberstufenstrukturen von Raketen zu ersetzen. Dies ist ein wichtiger europäischer Meilenstein für die Entwicklung eines Prototyps einer hochoptimierten „schwarzen“ Oberstufe namens Phoebus, einer gemeinsamen Initiative von MT Aerospace und ArianeGroup, finanziert von der ESA.

Das Hauptziel des Phoebus-Projekts ist es, die Nutzlastleistung der Trägerrakete um mehr als zwei Tonnen zu erhöhen, indem die Masse der Oberstufe durch ein neues Design und leichtere Materialien reduziert wird. Gleichzeitig sollen mit Phoebus auch die Produktionskosten gesenkt werden.

Kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK), oder Kohlefaser, ermöglichen neue Architekturen und Funktionskombinationen, die mit Werkstoffen aus Metall nicht möglich sind. CFK ist leicht und von dunkler Farbe und wird für die kryogenen Treibstofftanks sowie die Primär- und Sekundärstrukturen von Phoebus verwendet, daher auch der Name „schwarze“ Oberstufe.

Darüber hinaus ermöglicht das Fertigungsverfahren ein integriertes Layout, das zu einer geringeren Anzahl von Bauteilen als bei einer vergleichbaren Metall-Konfiguration führt und damit die Produktions- und Montagekosten reduziert.

„Zu den technologischen Herausforderungen gehören die Entwicklung der Maschinenfähigkeit, die eine hochpräzise Platzierung der Kohlenstoffverbundwerkstoffe ermöglicht, und die Identifizierung der optimalen nachfolgenden Aushärtungsschritte, um den Verbundstoff zu verfestigen. Die Kohlefaser muss den extrem niedrigen Temperaturen von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff als Treibstoff standhalten und gleichzeitig sicherstellen, dass keine Lecks entstehen“, erklärt Kate Underhill, Triebwerks-Ingenieurin bei der ESA.

„CFK-Material kann mit Sauerstoff chemisch stark reagieren, daher ist die richtige Auswahl eines geeigneten Materialsystems aus Fasern und Harz eine besonders anspruchsvolle Aufgabe. Die Beherrschung dieser Kompatibilität ist ein entscheidender Meilenstein, der nun im Rahmen des Phoebus-Projekts erreicht wurde.“

Bei Versuchen von MT Aerospace auf einem Testgelände von Rheinmetall in Unterlüß, Deutschland, wurde ein kleinskalierter CFK-Tank mit flüssigem Sauerstoff getestet. Während dieser Tests wurde der Tank mehrfach befüllt und entleert, über die Betriebsgrenzen hinaus unter Druck gesetzt und einem Schocktest unterzogen, um sicherzustellen, dass der Sauerstofftank sich nicht entzündet. Der Testtank war mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, um Druck, Temperatur, Dehnung oder eine mögliche Leckage zu überwachen. Die Analyse der Ergebnisse und die insgesamt gute strukturelle Integrität des Flüssigsauerstofftanks bestätigen die Technologie. Diese Leistung macht den Weg für weitere Aktivitäten frei und zeigt, dass der Phoebus-Demonstrator auf dem richtigen Weg ist.

Die nächsten Schritte sind die Anwendung des CFK-Materials auf ein leckdichtes Design des Flüssigwasserstofftanks und schließlich ein angemessenes Hochskalieren sowie Bodentests des nahezu maßstabsgetreuen Strukturdemonstrators der Phoebus-Oberstufe im Jahr 2023.

Diese Aktivitäten werden im Rahmen des Future Launchers Preparatory Programme des ESA Direktorats für Raumtransport durchgeführt.

Videosequenz von einem Test (Quelle MT Aerospace):
Die Tests zeigen, dass leichter, kohlefaserverstärkter Kunststoff stark genug ist, um Metall in den Strukturen von Raketenoberstufen zu ersetzen.

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