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: adesso SE 6. Dezember 2023.

Dortmund/Köln 6. Dezember 2023 – Im Rahmen der Zusammenarbeit wird adesso kommende DLR-MAPHEUS-Raketenstarts mit Forschungsprojekten begleiten. Ein weiteres Ziel der Partner ist die Förderung des noch jungen Zukunftsmarkts New Space. Dabei sollen Start-ups im DLR-Aeromedical FabLab an die moderne Raumfahrt herangeführt werden.

Im Februar 2024 soll die DLR-MAPHEUS-14-Forschungsrakete im nordschwedischen Kiruna zu einem Weltraumflug in 260 Kilometer Höhe abheben. Wie schon bei den vorherigen DLR-MAPHEUS-Missionen mit materialphysikalischen und biomedizinischen Experimenten unter Schwerelosigkeit wird adesso zum nunmehr dritten Mal mit Hard- und Softwarelösungen an Bord sein und Experimente gemeinsam mit DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern durchführen. Die Experimente im All sollen wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse in Sachen sichere Sensornetzwerke, Beweiswerterhaltung von Sensordaten im All, IT-Security und Datenverschlüsselung unter anderem für Lebenserhaltungssysteme liefern.

Sichere Datenströme für sichere Lebenserhaltungssysteme
In der MAPHEUS-12-Mission konnte das mit adesso-Software ausgestattete Experiment „007/Blofeld“ den Nachweis erbringen, dass Realtime-Computing, Sensorsysteme und Datenströme während des gesamten Fluges der Rakete inklusive sechsminütiger Schwerelosigkeit geschützt waren: eine wertvolle Erkenntnis, da nur eine wirksame Kryptografie einen sicheren langfristigen Betrieb von Lebenserhaltungssystemen und Raumfahrzeugen im Weltall gewährleisten kann. Während MAPHEUS-13 konnte das Experiment um sichere Telemetrie und den erfolgreichen Einsatz von Post-Quanten-Kryptographie erweitert werden. Der Kooperationsvertrag sieht vor, dass solche Tests bei den kommenden DLR-MAPHEUS-Missionen fortgeführt werden.

DLR und adesso erleichtern New-Space-Akteuren den Marktzugang
Darüber hinaus widmen sich das DLR und adesso in ihrer Zusammenarbeit einem ganz neuen Bereich: Gemeinsam wollen sie Jungunternehmen den komplexen Zugang zur Raumfahrt erleichtern. Neben etablierten Vertreterinnen und Vertretern der Raumfahrtbranche drängen zahlreiche neue Akteure auf den Markt. In Deutschland gibt es eine stark wachsende Anzahl von Start-ups im New-Space-Sektor. Mit unterschiedlichen Hintergründen wie den Materialwissenschaften, Informatik, Biomedizin und Biotechnologie wollen diese Unternehmen Experimente im All durchführen, da sich beispielsweise Werkstoffe dort ganz anders verhalten.

DLR-Aeromedical FabLab liefert Anschubhilfe
Als Anlaufstelle dient zukünftig die Expertise des Aeromedical FabLabs des DLR in Köln, eine Mischung aus einem Labor und einer Fertigungsstrecke. Dort können Experimente durchgeführt und Weltraummissionen vorbereitet werden, die nicht ausschließlich der Grundlagenforschung dienen. Damit die knappen Fluggelegenheiten optimal genutzt werden können, unterstützen das DLR und adesso Start-ups bei diesen Vorhaben.

Dr. Jens Hauslage, Wissenschaftler am DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, zur geplanten Zusammenarbeit: „Wir wollen den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und Unternehmen aus dem New-Space-Sektor mit flexiblen Entwicklungsverfahren eine niederschwellige Möglichkeit bieten, Experimente im Weltraum durchzuführen. Allerdings sind Raumfahrtprojekte sehr komplex und insbesondere Newcomer benötigen eine erfahrene Begleitung, die im DLR Institut- für Luft- und Raumfahrtmedizin gegeben ist.“

Die meisten New-Space-Vertreter haben nur wenig bis gar keine Erfahrung, wenn es um Weltraummissionen, Telemetrie, sichere Datenspeicherung oder Raketenantriebe geht. Dies stellt neben der Akquise von Venture Capital die größte Herausforderung dar, um Zugang zu Forschungsprojekten im All zu erhalten. „Wir wollen das Bindeglied zwischen dem DLR und der interessierten New-Space-Bewegung sein. Unsere Aufgabe wird es sein, diese Start-ups mit einem Angebot aus Coaching, Consulting und Vorqualifizierung zu begleiten“, sagt Christian Kahlo, Chief Security Architect bei adesso.

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• DLR

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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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