Quelle: igus® GmbH.

Köln – Wenn Ausleger für Solarpaneele oder Satellitenantennen in einer Trägerrakete ins All transportiert werden, sind sie hohen Belastungen ausgesetzt. Um den aufwendigen Transport zu vereinfachen und die Fertigung der Elemente zu beschleunigen, arbeitet das Studententeam AIMIS-FYT an einem 3D-Druckverfahren. In Zukunft sollen sich so Strukturteile direkt im Weltraum herstellen lassen. Für experimentelle Tests in der Schwerelosigkeit bauten die Studenten einen 3D-Drucker. Dabei setzten sie in der Antriebstechnik – unterstützt durch igus® – auf die wartungsfreien und leichten drylin® SAW-Linearachsen.

Der derzeitige Prozess, um Geräte in den Weltraum zu transportieren, ist recht ineffizient und teuer. Denn die Strukturteile sind in erster Linie dafür ausgelegt, den hohen Belastungen während der Startphase eines Raumfahrzeugs standzuhalten. Für die spätere Betriebsdauer sind diese Strukturen jedoch überdimensioniert. Aufgrund der hohen Kosten und des begrenzten Platzes auf einer Trägerrakete sind alternative Lösungen gefragt. Das Münchener Studententeam AIMIS-FYT nahm sich der Problematik an und arbeitet im Rahmen ihres Studienganges der Luft- und Raumfahrtechnik an einem 3D-Druckverfahren für die kostengünstige Fertigung im Weltraum. Dazu setzen die Studenten auf photoreaktives Harz und UV-Licht, was das Harz erhärtet. Für experimentelle Tests des Verfahrens in der Schwerelosigkeit musste ein 3D-Drucker konstruiert und gebaut werden. Auf der Suche nach der passenden Antriebstechnik wandten sich die Ingenieure an den motion plastics Spezialisten igus und wurden mit den drylin SAW-Linearachsen fündig. Die Linearmodule kommen in den zwei z-Achsen sowie in der x-Achse des Druckers zum Einsatz und bilden damit die zentrale Antriebseinheit. Die Linearachsen überzeugen vor allem durch ihr geringes Gewicht, denn sie bestehen uns Aluminium und wartungsfreien Gleitelementen aus Hochleistungskunstoff. Zur Reduzierung des Spiels der schmiermittelfreien und schmutzunempfindlichen Polymer-Lineargleiter, griffen die angehenden Ingenieure auf einstellbare Lager zurück. Damit der Druckfaden auch rotiert werden kann, wurde eine kompakte robolink D-Drehachse mit Schneckengetriebe in den Drucker eingebaut.

Erfolgreiche Testreihe unter realen Bedingungen
Um den Drucker und das Verfahren zu testen, bewarb sich das Team für das FlyYourThesis!-Programm der Europäischen Weltraumagentur (ESA) und erhielt die Zusage. Im November und Dezember 2020 fanden die Parabelflüge statt. Erreicht das Flugzeug den Höhepunkt des Steigfluges und kippt in den Sinkflug ab, so kommt es zu einer Mikrogravitation, ganz ähnlich der Schwerelosigkeit im Weltraum. Ideale Bedingungen für einen Real-Test des Druckers. „Die Linearachsen liefen bei allen Experimenten stets ohne Probleme, sodass wir bei jeder Parabel einen kleinen Stab und auch kleine Fachwerkstrukturen drucken konnten“, freut sich Torben Schäfer vom Team AIMIS-FYT.

„young engineers support“ von igus fördert innovative Projekte
Projekte wie AMIS-FYT fördert igus im Rahmen des young engineers support (yes). Mit der Hochschulinitiative möchte igus Schüler, Studenten und Dozenten mit kostenlosen Mustern, Hochschulrabatten und Sponsoring sowie bei der Entwicklung innovativer Projekte unterstützen. Mehr Informationen über den Hochschulsupport erfahren Sie unter www.igus.de/yes.

Über IGUS:
Die igus GmbH entwickelt und produziert motion plastics. Diese schmierfreien Hochleistungskunststoffe verbessern die Technik und senken Kosten überall dort, wo sich etwas bewegt. Bei Energiezuführungen, hochflexiblen Kabeln, Gleit- und Linearlagern sowie der Gewindetechnik aus Tribopolymeren führt igus weltweit die Märkte an. Das Familienunternehmen mit Sitz in Köln ist in 35 Ländern vertreten und beschäftigt weltweit 4.150 Mitarbeiter. 2019 erwirtschaftete igus einen Umsatz von 764 Millionen Euro. Die Forschung in den größten Testlabors der Branche produziert laufend Innovationen und mehr Sicherheit für die Anwender. 234.000 Artikel sind ab Lager lieferbar und die Lebensdauer ist online berechenbar. In den letzten Jahren expandierte das Unternehmen auch durch interne Start-ups, zum Beispiel für Kugellager, Robotergetriebe, 3D-Druck, die Plattform RBTX für Lean Robotics und intelligente „smart plastics“ für die Industrie 4.0. Zu den wichtigsten Umweltinvestitionen zählen das „chainge“ Programm – das Recycling von gebrauchten e-ketten – und die Beteiligung an einer Firma, die aus Plastikmüll wieder Öl gewinnt. (Plastic2Oil).

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• 3D-Drucker in der Raumfahrt

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Quelle: Swiss Space Center.

Die 20 Studententeams aus ganz Europa haben den Aufbau ihrer Projekte für IGLUNA in Zermatt beendet. Sie demonstrieren einen Lebensraum, der möglicherweise unter extremen Lebensbedingungen wie auf dem Mond gelebt werden könnte. Die breite Öffentlichkeit ist dazu eingeladen, die zwei IGLUNA Ausstellungen bis zum 30. Juni in der Vernissage Art Gallery und im Gletscherpalast des Matterhorn glacier paradise zu besichtigen.
Wie können Menschen in extremen Bedingungen wie auf dem Mond überleben? Das ist die zentrale Frage, mit der sich Studierende aus neun Ländern Europas gemeinsam befasst haben.

Die Teams gingen die Herausforderung aus unterschiedlichen Perspektiven an und konnten schliesslich mit den einzelnen Projektbausteinen zusammen einen Lebensraum im Eis schaffen. Einige konzipierten und bauten die Struktur der Behausung, während andere an der Kommunikation, Energiezufuhr und an wissenschaftlichen Experimente tüftelten. Weitere Teams beschäftigten sich mit der Lebenserhaltung: wie man Luft und Nahrung produzieren und die Gesundheit der Bewohner aktiv überwachen kann.

Nach einem einwöchigem Aufbau präsentieren die Teams ihre Resultate an zwei Standorten in Zermatt. Jeder ist willkommen, die konzeptionellen und künstlerischen Projekte in der Vernissage Art Gallery des Backstage Hotel zu besuchen. Die wissenschaftliche und technische Experimente finden im Gletscherpalast des Matterhorn glacier paradise auf 3.883 Meter über Meer statt.

Neben den 20 Studentenprojekten versammeln sich weitere wissenschaftliche Akteure der Raumfahrbranche in Zermatt. Mehrere Technologien der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) überwachen die Strahlung kosmischer Strahlung außerhalb und innerhalb des Gletscherpalastes, um das Abschirmpotenzial von Eis zu messen.

Forscher der Amerikanischen Universität MIT erproben während IGLUNA ihr Projekt HYDRA. Ziel dieses Systems ist es, die Menge an gefiltertem Wasser zu maximieren, welches von einer Untergrundquelle extrahiert wird – so wie es auf dem Mars oder dem Mond der Fall sein könnte.

Das vom Swiss Spacer Center koordinierte IGLUNA, welches ein ESA_Lab Initiative Demonstrator-Pilotprojekt darstellt, ermöglicht Studierenden eine aktive Rolle in einer internationalen Vision für die Raumfahrt : Ein Habitat im Eis. In einem Jahr sind 20 Studententeams aus unterschiedlichsten Disziplinen zusammengekommen, um ein Habitat unter extremen Bedingungen zu schaffen – wie für den Mond.

Über 150 Studierende aus neun europäischen Ländern haben ihre Module im Herbstsemester 2018 entwickelt und anschliessend im Frühlingssemester 2019 in die Realität umgesetzt. Zwischen dem 17. Juni und dem 3. Juli kommen die Teams für eine Forschungskampagne in der Schweiz in Zermatt zusammen. Hier findet eine Ausstellung im Dorfzentrum statt, während auf dem Klein Matterhorn auf und im Gletscher wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden.

Öffnungszeiten und Eintritt

• Vernissage Art Gallery, Backstage Hotel: 14:00 – 23:00. Offen für alle, freier Eintritt
• Gletscherpalast, Matterhorn glacier paradise: 09:30 – 16:00. Tickets können online oder direkt an der Matterhorn Talstation gekauft werden.

Das Swiss Space Center ist eine nationale Einrichtung mit Büros in den Eidgenössischen Technischen Hochschulen ETH und EPFL. Das Swiss Space Center trägt zur Umsetzung der Schweizerischen Raumfahrtpolitik bei. Sie bietet einen Dienst zur Unterstützung von akademischen Einrichtungen, Forschungs- und Technologieorganisationen und der Industrie beim Zugang zu Raumfahrtmissionen und verwandten Anwendungen und fördert die Interaktion zwischen diesen Interessengruppen.
Das Swiss Space Center hat 23 Mitarbeiter, darunter den Professor und ehemaligen ESA-Astronauten Claude Nicollier, sowie drei Doktoranden und fünf nationale Praktikanten an mehreren Standorten der Europäischen Weltraumorganisation ESA.

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Quelle: DLR.

Ab dem 17. Juni 2019 können sich Studierende deutscher Hochschulen mit eigenen Ideen für Experimente auf Höhenforschungsraketen oder Stratosphärenballons beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bewerben. Das deutsch-schwedische REXUS/BEXUS-Programm ermöglicht es den Studierendenteams, Raumfahrtprojekte aus den Bereichen Ingenieurs- oder Naturwissenschaften durchzuführen und dabei alle Phasen vom Entwurf über den Bau bis hin zum finalen Testen der Technik zu durchlaufen. Höhepunkt des Programms ist der Start vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden.

„Die Experimente stammen beispielsweise aus aus den Gebieten der Atmosphärenforschung, Weltraumstrahlung oder Biologie, aber es sind jedes Jahr immer wieder neue und kreative Experimente aus den verschiedensten Bereichen dabei“, so Dr. Michael Becker, DLR Programmleiter des REXUS/BEXUS-Programms. „So haben wir schon ein Gleitflugzeug mit Messsensorik oder Kleinstorganismen bis an den Rand des Weltraums geschickt, oder Mikrometeoriten während des Ballonflugs in der Stratosphäre eingefangen.“ Die Höhenforschungsballons starten jeweils im Herbst und erreichen bei ihrem mehrstündigen Flug eine Höhe von bis zu 30 Kilometern. Im darauf folgenden Frühjahr fliegen die beiden REXUS-Raketen bis zu 80 Kilometer hoch. Je nach Anforderung können die Experimente für wenige Minuten der Schwerelosigkeit ausgesetzt werden, bevor die Nutzlast mit den Experimenten mit Hilfe eines Fallschirmsystems auf dem Boden landet. Auch der Auswurf von Messinstrumenten oder Forschungsgeräten während des Fluges ist möglich.

Anmeldefrist bis zum 14. Oktober 2019
Bis zum 14. Oktober 2019 können sich Studierende um die Teilnahme am REXUS/BEXUS-Programm bewerben. Die ausgewählten Teams erhalten eine Einladung zur Trainingswoche auf Esrange und werden dort die anderen europäischen Teams, sowie das technische und organisatorische Umfeld für Raketen- und Ballonflüge kennenlernen. Während der Projektphase werden alle Teams von REXUS/BEXUS-Ingenieuren betreut und unterstützt. „Viele Studierende Nutzen die Teilnahme am REXUS/BEXUS Programm für ihre Bachelor-, Master- oder Doktorarbeit“, so Dr. Becker. „Außerdem sind die Teilnahme und die damit erworbenen Erfahrungen oftmals ein Sprungbrett für den späteren Berufsweg.“ Informationen zur Bewerbung sowie die Formulare für Anmeldung und Experimentvorschlag sind auf der REXUS/BEXUS-Webseite des DLR Raumfahrtmanagements und auf der REXUS/BEXUS-Projektwebseite zu finden. Studierende der übrigen ESA-Mitgliedsstaaten erhalten die Information zur Bewerbung direkt bei der Europäischen Weltraumorganisation.

Das REXUS/BEXUS-Programm
Das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) ermöglicht Studierenden, eigene praktische Erfahrungen bei der Vorbereitung und Durchführung von Raumfahrtprojekten zu gewinnen. Jeweils die Hälfte der Raketen- und Ballon-Nutzlasten stehen Studenten deutscher Universitäten und Hochschulen zur Verfügung. Die schwedische Raumfahrtagentur SNSA hat den schwedischen Anteil für Studierende der übrigen Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA geöffnet.

Auf deutscher Seite erfolgt die Projektleitung mit der Betreuung der Experimente durch das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (The REXUS/BEXUS Programme) in Bremen. Die Flugkampagnen führt EuroLaunch durch, ein Joint Venture der Mobilen Raketenbasis des DLR (MORABA), die für die Bereitstellung der Raketensysteme zuständig ist, und des Esrange Space Centers des schwedischen Raumfahrtunternehmens SSC, das über die Startinfrastruktur verfügt. Die Programmleitung liegt beim DLR Raumfahrtmanagement in Bonn.

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Quelle: Universität Stuttgart.

Erdbeobachtungssatelliten spielen eine zentrale Rolle bei der Wettervorhersage, der Klimaforschung, der Vermessung der Erdoberfläche oder bei der Detektion von Waldbränden. Dabei müssen sehr große Datenmengen vom Satellit zum Boden übertragen werden. Heutige Funksysteme stoßen dabei an Grenzen. Optische Verfahren bieten dagegen die Möglichkeit, Daten mit einer wesentlich höheren Rate zu übertragen. Mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten Laserkommunikations-Terminal OSIRIS, das auf dem Kleinsatelliten Flying Laptop der Universität Stuttgart fliegt, konnten erste Übertragungstests durchgeführt werden.

Das optische Kommunikationssystem OSIRIS (Optical Space Infrared Downlink System) ist mit nur 1,3 kg Masse äußerst kompakt und sehr leistungseffizient. Seit 2018 wurden im Rahmen von Experimenten erfolgreiche Übertragungstests zu den optischen Bodenstationen des DLR in Oberpfaffenhofen durchgeführt. Diese Ergebnisse konnten jetzt in einer Messkampagne bestätigt werden. Dabei wurde der Laserstrahl des Kleinsatelliten Flying Laptop aus mehreren 100 Kilometern Entfernung am Boden empfangen. Die hochpräzise Ausrichtung von Satellit und Bodenstation zueinander ist dabei die besondere Herausforderung und konnte nun erstmals demonstriert werden.

„In der Übertragung von Satellitendaten per Laser liegt die Zukunft“, ist Dr. Florian David, stellvertretender Direktor des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation überzeugt. „Die Leistungsfähigkeit der optischen Kommunikation ermöglicht es beispielsweise in Katastrophenfällen, viel größere Datenmengen für Rettungskräfte am Boden nutzbar zu machen. Die optische Kommunikation bildet deshalb einen besonderen Schwerpunkt unserer Forschung“. Im Programm OSIRIS entwickelt das DLR-Institut für Kommunikation und Navigation in Oberpfaffenhofen dazu optische Kommunikationssysteme, die speziell für den direkten Downlink von Kleinsatelliten geeignet sind.

Kleinsatellit Flying Laptop
Der Kleinsatellit „Flying Laptop“ der Universität Stuttgart erprobt neue Technologien und erfüllt wissenschaftliche Erdbeobachtungsaufgaben. So ist er neben zahlreichen Experimenten auch mit einer hochauflösenden Kamera ausgerüstet. Der Satellit wurde am Institut für Raumfahrtsysteme von Studierenden und Promovierenden im Rahmen des Kleinsatellitenprogramms entwickelt, gebaut und im Jahr 2017 von Baikonur aus gestartet. „Die Datenübertragung mit Laser bietet große Vorteile bezüglich der erreichbaren Datenraten, stellt aber gleichzeitig eine große Herausforderung an die Ausrichtegenauigkeit des Satelliten zur Bodenstation dar. Daher demonstrieren die erfolgreichen Übertragungstests mit OSIRIS die hohe Präzision des Lageregelungssystems und die hervorragende Performance unseres Satelliten“ sagt Prof. Sabine Klinkner, Projektleiterin am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart.

Nach den ersten erfolgreichen Übertragungstests wollen die Forscherteams in Stuttgart und Oberpfaffenhofen nun gemeinsam noch zahlreiche weiterführende Experimente mit OSIRIS auf dem Flying Laptop durchführen. Dazu gehören insbesondere der Empfang von Missionsdaten sowie die Vermessung des Übertragungskanals – dies soll wichtige Beiträge zur internationalen Standardisierung der Technologie liefern und für zukünftige Missionen die Entwicklung noch robusterer Übertragungsverfahren ermöglichen. Ab dem Frühjahr 2019 werden die Experimente in Oberpfaffenhofen weitergeführt.

Das Kleinsatelliten-Programm der Universität Stuttgart wurde von Prof. Hans-Peter Röser initiiert und von Experten aus der Raumfahrtforschung und -industrie unterstützt. Der Betrieb des Satelliten und die wissenschaftliche Auswertung der Daten wird durch eine Förderung des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg unterstützt.

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Ein Beitrag von Viktoria Schöneich. Quelle: FH Aachen, TU Berlin, TU Dresden, TU München, Uni Stuttgart, Uni Würzburg

CubeSats bieten viele Vorteile: Sie sind preiswert, verhältnismäßig wenig komplex und können durch ihre geringe Größe und ihr geringes Gewicht einfacher und günstiger in den Erdorbit transportiert werden. Raumfahrt ist durch sie auch für Universitäten und Institute erschwinglich, die neue und revolutionäre Techniken im Weltall erproben möchten. Auch in Deutschland wird nun an vielen Standorten die Chance genutzt, die die kleinen Satelliten bieten. Nicht nur lassen sich hardwareseitig preiswerte Missionen realisieren, die Universitäten haben auch die Möglichkeit, Studenten an ihren Projekten mitwirken zu lassen. Dies sorgt für verringerte Personalkosten seitens der Institute und einen wichtigen Wissenstransfer und Praxiserfahrung für die Raumfahrtingenieure von morgen. Im Folgenden sollen ein paar Missionen vorgestellt werden, die momentan an deutschen Instituten entwickelt werden.

Aachen
An der Fachhochschule Aachen wird momentan COMPASS-2 entwickelt. Er soll bereits in diesem Jahr im Rahmen der Mission QB50 fliegen, in der 50 CubeSats in den niedrigen Erdorbit ausgesetzt werden sollen. Er hat eine Größe von 10x10x34,5 cm³ und ist damit ein 3U CubeSat. Eine Unit sind 10x10x10 cm³, die 4,5 cm zusätzlich erklären sich durch den CubeSat-Standard, nach dem die Würfel 11,35 cm entlang der Z-Achse messen dürfen.
COMPASS-2 ist wie folgt aufgebaut: In der Mitte befindet sich ein Service-Modul, in dem sich die Subsysteme befinden, die den Satelliten gewissermaßen am Leben erhalten. Hierzu zählen beispielsweise On-Board-Rechner und Kommunikationseinheit. Diese Einheit soll als universelles Servicemodul ausgelegt werden, sodass in Zukunft die zwei peripheren Module mit beliebiger Nutzlast gefüllt sein können. In einem der Nutzlast-Einheiten befindet sich ein Dragsail: eine Folie, die zum Lebensende des Satelliten entfaltet werden soll und den Widerstand in der Restatmosphäre erhöht. Das Dragsail sorgt dafür, dass der CubeSat schneller wieder in die Atmosphäre eintritt und nicht als Weltraumschrott zurück bleibt, wie es bei einem Großteil der CubeSats momentan der Fall ist. Im zweiten Nuzlastmodul sollen entfaltbare Dünnfilmsolarzellen untergebracht sein, die im Weltraum getestet werden sollen.

Berlin
Die TU Berlin wartet gleich mit mehreren Projekten im Bereich der Nanosatelliten auf. Nicht nur wird Hardware für diese verhältnismäßig neue Satellitenklasse entwickelt, es wird auch an CubeSat-Missionen gearbeitet, die diese Hardware erproben sollen. Zur Zeit werden 3 Projekte bearbeitet.
BEESAT-4 soll an die Vorgängermissionen BEESAT 1-3 anknüpfen, die bereits erfolgreich ins All gebracht wurden. Von ihnen erbt BEESAT-4 die Kamera und den Satellitenbus in teilweise modifizierter Form. Im Laufe dieser Mission soll ein System im Orbit qualifiziert werden, mit dem eine genauere Orbit- und Positionsbestimmung möglich sein wird. Alle Satelliten der Baureihe haben eine Größe von 1U.
TechnoSat ist als Vorgängermission für TUBIN konzipiert. Es soll hier kritische Hardware erprobt werden, die während der TUBIN-Mission zum Einsatz kommen wird, namentlich Sensoren und Aktuatoren zur Lageregelung, eine Kamera und ein S-Band-Sender. Außerdem sind Laser-Retroreflektoren angebracht. TUBIN selbst soll schließlich eine Nutzlast für thermales Infrarot testen, die für Fernerkundungsaufgaben vorgesehen ist. Beide Missionen haben den gleichen Satellitenbus, der im Rahmen der Missionen ausgiebig getestet werden soll.

Dresden

An der TU Dresden wird momentan am Projekt SOMP2 gearbeitet. Fast alle Komponenten des 2U-Nanosatelliten werden vollständig neu entwickelt. Dies geschieht mit dem Ziel, einen Satellitenbus zu entwerfen, der bei kommenden Missionen gleichbleibend bei wechselnden Nutzlasten eingesetzt werden kann.
Auf SOMP2 soll ein Sensor zur Vermessung des atomaren Sauerstoffes in der Atmosphäre zum Einsatz kommen und Daten zur Validierung von Atmosphärenmodellen sammeln. Ein Vorgänger dieses Sensors ist bereits auf der Internationalen Raumstation zum Einsatz gekommen, nun soll die miniaturisierte Variante auch auf CubeSats fliegen. Weiterhin soll die Veränderung von Carbon-Nanoröhrchen unter Weltraumbedingungen gemessen werden. Dieses Material ist unter anderem als Kandidat für einen Weltraumfahrstuhl und Tether-Anwendungen im Gespräch, eine Untersuchung könnte also zukünftigen, unkonventionellen Raumfahrtkonzepten wertvolle Informationen liefern. Weiterhin soll ein neues Konzept zur Energiegewinnung erprobt werden. Das Temperaturgefälle innerhalb des Satelliten soll zur Stromversorgung genutzt werden; die gewonnene Leistung soll ausreichen, um Houskeeping-Aufgaben zu erfüllen.
Als Teil von QB50 soll der Satellit bereits im August 2016 fertig gestellt werden und von der Internationalen Raumstation gestartet werden. Die ISS verfügt dafür über so genannte NanoRacks, mit denen auch in der Vergangenheit bereits viele Satelliten gestartet wurden.

München
Der 2U-CubeSat MOVE-II wird vor allem von Studierenden entwickelt, die seitens der Technischen Universität München Unterstützung erhalten. Die Konfiguration beinhaltet einen 1U-Satellitenbus, der die Servicesysteme enthält. Die zweite Unit wird von der Hauptnutzlast ausgefüllt. Hierbei handelt es sich um einen Detektor, der niederenergetische Antiprotonen messen und das Verständnis über die Strahlungsgürtel der Erde verbessern soll. Da der vorgesehene Orbit sich unterhalb der zu untersuchenden Strahlungsgürtel befindet, können die Messungen nur in der Region der südatlantischen Anomalie durchgeführt werden. Hier ist das Magnetfeld der Erde geschwächt und somit eine Messung möglich. Durch die anspruchsvolle Nutzlast müssen viele Systeme der Vorgängermission MOVE weiterentwickelt werden. Die Erprobung eines leistungsfähigen On-Board Computers und eines neuen Solarpaneel-Entfaltungsmechanismus unter Weltraumbedingungen ist deswegen ein Sekundärziel, das im Rahmen der Mission erreicht werden soll.
Auch bei MOVE-II soll der Satellitenbus so flexibel angelegt werden, dass bei Nachfolgemissionen eine beliebige Nutzlast im zweiten Segment mitgeführt werden kann. Das Projekt, das sich momentan in Phase B befindet und somit gerade die vorläufige Designphase durchläuft, soll 2017-2018 starten.

Stuttgart

In Stuttgart wird, ähnlich wie in München, die Gestaltung des Projekts CAPE vor allem von Studierenden übernommen. CAPE besteht aus einem Servicemodul, das unter anderem ein elektrisches Triebwerk beherbergt, das sich momentan noch in Entwicklung befindet. Es ist dafür ausgelegt, eine beliebige Nutzlast von 1U Größe, also auch andere CubeSats, auf einen höheren oder niedrigeren Orbit zu bringen.
Hauptnutzlast des Service-Moduls während der CAPE-Mission wird die bis dato kleinste Wiedereintrittskapsel der Welt, MIRKA2 sein. Sie weist einen Durchmesser von maximal 10 cm auf. Die geringe Größe stellt besondere Anforderungen an die Elektronik und Energieversorgung, die im Inneren der Kapsel Platz finden müssen. Neben der Demonstration, dass eine Wiedereintrittskapsel in dieser Größe möglich ist, soll ein neues Hitzeschutzmaterial getestet werden. Hierfür soll mit Hilfe des Service-Moduls der Orbit soweit abgesenkt werden, bis die Höhe ausreichend gering ist, um den Wiedereintritt einzuleiten. Ihre erste Feuertaufe wird die Kapsel im Rahmen der Höhenforschungsraketenkampagne REXUS in diesem Frühjahr haben: Hier soll bei einem Fall aus etwa 80 km Höhe die Elektronik und Kommunikation einem ersten realen Test unterzogen werden.

Würzburg
An der Universität Würzburg ist der Schwerpunkt von Neuerungen im Nanosatellitensegment vor allem softwareseitig. Die SONATE-Mission, zu der nun die Planungen begonnen haben, hat das ambitionierte Ziel, eine autonome Zielplanung zu erproben. Konkret bedeutet dies, dass der Satellit bei einer Beobachtung selbstständig entscheidet, ob das Ereignis wichtig genug für weitere Beobachtungen ist oder ob eine einfache Auswertung genügt. Dies hat zum Ziel, seltene Ereignisse besser erforschen zu können und beispielsweise bei interplanetaren Missionen eine größere Autonomie zu ermöglichen. Auch ein neues Diagnosesystem, das eine automatische Fehlerbehebung ohne notwendigen Eingriff von der Erde verspricht, soll auf SONATE geflogen werden.
Ein Weiteres Projekt, NACOMI, beschäftigt sich mit der Kommunikation von Nanosatelliten bei interplanetaren Flügen. Zwar fehlt noch ein Satellit, bei dem das System NACOMI schließlich mitfliegen kann, allerdings ist bis zur Fertigstellung eines Prototyps im Jahr 2018 auch noch etwas Zeit.

Zusammenfassend kann man sagen, dass auch am Standort Deutschland im Bereich der Kleinstsatelliten neue Technologien und Ideen ihren Eingang finden. Auch wenn die ambitionierten interplanetaren Missionen der NASA zunächst größer erscheinen mögen, werden auch an deutschen Institutionen konkrete Probleme gelöst, die die Entwicklung von Nanosatelliten als zukunftsträchtige Plattform voran bringen. Eine Investition in die Zukunft sind die Projekte, die maßgeblich von Studierenden mitgestaltet werden, in jedem Fall.

Redaktioneller Hinweis: Die Autorin ist am Projekt CAPE als Systemingenieurin für das Servicemodul beteiligt.

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• CubeSats – Erschwingliche Satelliten (?)

Der Beitrag CubeSat-Aktivitäten in Deutschland erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA/JPL.

In diesem Jahr wird ein erweitertes Test-Habitat (Habitat Development Unit) verwendet. Im Vergleich zum letzten Jahr wurde ein entfaltbares Loft aufgesetzt, ein Hygieneabteil angebaut und eine Arbeitsplattform mit Rampe montiert. Auch im Inneren gibt es einige Veränderungen, so bei der Laborausrüstung und den Arbeitsstationen. Zum Einsatz kommen außerdem zwei Elektrofahrzeuge, mit denen der Aktionsradius künftiger Raumfahrer auf anderen Himmelskörpern bedeutend erweitert werden kann.

Das Loft ist aus einem Studentenwettbewerb hervorgegangen, den das Team der Universität Wisconsin-Madison für sich entscheiden konnte. Es sitzt oben auf dem bisherigen, starren Habitat und erweitert das Volumen beträchtlich.

Die Arbeitsplattform mit Rampe ist an der Ausstiegsschleuse montiert und mit beleuchteten Handläufen sowie einem elektrischen Lastenaufzug versehen. Auf dieser Plattform kann auf staubärmerem Untergrund an gesammelten Proben oder zu wartenden Maschinen gearbeitet werden.

Das Hygienemodul verfügt über verschiedene Tanks für Frisch- und Brauchwasser, eine Dusche, eine Toilette sowie Stauraum für Abfälle. Während des Testzeitraumes soll die Benutzbarkeit der Systeme überprüft werden.

Ebenfalls Gegenstand der Tests sind unter anderem Energiemanagement, Computer und Computernetzwerk im Habitat, Kommunikationsmittel, die Produktion von pflanzlichen Nahrungsmitteln, medizinische Betreuung, Lebenserhaltungssysteme, LED-Beleuchtung und Umweltschutz.

Wieder genutzt werden sollen zwei Fahrzeuge (Space Exploration Vehicle, SEV), diesmal in der Umgebung von erstarrten Lavaflüssen in Nord-Arizona. Dabei stehen in erster Linie das Sammeln wissenschaftlicher Daten, die Kommunikation und die Erprobung weiterentwickelter Technologien im Mittelpunkt. Bei simulierten Ausstiegen aus dem Habitat bzw. aus den Rovern werden Handlungsabläufe und Werkzeuge getestet.

Raumcon:

• Desert Rats im Thema „Rückkehr zum Mond“

Der Beitrag Feldtest 2011 für Planetenhabitat erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Im Rahmen des Wettbewerbs eXploration Habitat Academic Innovation der NASA, an dem Teams verschiedener Universitäten der USA teilgenommen haben, sollten Designstudien für ein auf die Habitat Demonstration Unit aufsetzbare und entfaltbare Wohneinheit erarbeitet werden. Die drei Finalisten durften ihre Entwürfe anschließend auch bauen. Ende Juni wurden die realisierten „Lofts“ dann am Johnson Space Center auf ein Habitat-Modell aufgesetzt und auf Herz und Nieren geprüft. Am Ende hatte das Team aus Madison die Nase vorn.

Zur Belohnung gibt es noch einmal Mittel, um das Loft auf einen Feldeinsatz im September vorzubereiten. In der Wüste von Arizona finden jährlich Simulationen mit Modellen, die für zukünftige bemannte Weltraummissionen entworfen wurden, statt. Diese Veranstaltung nennt sich Desert Research and Technology Studies, kurz Desert RATS.

Der Wettbewerb 2012 zielt auf Rauminhalt, Geometrie und Bewohnbarkeit eines Habitats für Tiefraummissionen ab. In diesem sollen nicht nur Menschen leben, sondern auch Pflanzen wachsen und Gesteinsproben analysiert werden können.

Raumcon:

• Diskussion über entfaltbare Strukturen im Rahmen des Themas „Rückkehr zum Mond“

Der Beitrag Ein Studenten-Loft fürs All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: GoogleNews, MySpace, Facebook, Wamba.

Sputnik 1 war von der Sowjetunion am 04. Oktober 1957 von Baikonur im heutigen Kasachstan als erstes künstliches Objekt in eine Umlaufbahn um die Erde gestartet worden. Im Kalten Krieg löste dieses Ereignis den Sputnikschock in den USA aus. Der dadurch angekurbelte Wettlauf gipfelte in der Mondlandung der Amerikaner 1969.

Der 83,6 Kilogramm schwere Satellit wurde auf einer um 65,1 Grad gegenüber dem Äquator geneigten Bahn ausgesetzt, welche bis in 939 Kilometer Höhe reichte. Nachdem sein Signal verstummt war, hatte man erwartet, dass er nach mehreren Monaten wieder in die Erdatmosphäre eintreten und verglühen würde. In den folgenden Monaten wurden weitere Sputniks sowie auch der erste US-amerikanische Satellit gestartet und die Erforschung des Weltraums begann.

Drei Studenten aus Sevilla/Spanien haben den ältesten Satelliten jetzt überraschend wiedergefunden. „Es war eine Wette von meinem Geburtstag. Ich habe vorhergesagt, dass man Sputnik wiederfinden kann, wenn er noch da ist.“ sagte Marco Luengo. Gemeinsam mit Freunden hat er auf Rechnern der Universität den letzten bekannten Orbit von Sputnik 1 mit heutigen Daten zu Erdgravitation und Orbitstörungen simuliert.

Zur Überraschung wurde mit sehr hoher Sicherheit berechnet, dass Sputnik 1 noch im Orbit sein konnte, wenn auch auf einer deutlich veränderten Umlaufbahn. In ihrer Simulation haben die Stundenten heutige Daten zu Erdgravitation, Form der Erde, jahreszeitlichen Schwankungen der Atmosphärenhöhe, Strahlungsdruck der Sonne und Störungen durch die kombinierte Gravitation von Mond und Sonne berücksichtigt. Dabei hat sich der Trend zum Orbitverfall durch die Summe der Störungen nach zweieinhalb Monaten im Orbit umgekehrt und den Orbit langsam wieder stabilisiert. Über die folgenden 52 Jahre hat sich der Orbit dabei deutlich verändert. Sowohl Exzentrizität als auch Bahnebene haben sich verschoben. „Er hat sich Orbitenergie von der Erde und vom Mond geklaut.“ erklären die Drei einfach das Ergebnis.

Mit ihren Ergebnissen haben die Studenten Sputnik 1 am Nachthimmel gesucht. Durch seine polierte Oberfläche war er bereits 1957 auf entsprechenden Aufnahmen bei seinen Überflügen zu sehen gewesen. Diesmal mussten sie drei Wochen warten, bis sich optimale Beleuchtungsverhältnisse über Sevilla eingestellt hatten. Am 21. März 2010 war es dann so weit. Auf ihren Langzeitbelichtungen konnten sie die Spur von Sputnik 1 sehen. „Die Beobachtungsdaten sind überraschend nah an unseren Vorhersagen“, freut sich Luengo.

Weltweit begeistern sich Raumfahrtenthusiasten. Im Internet werden bereits Beobachtungsdaten ausgetauscht und Spotting-Events geplant, um gemeinsam die Überflüge fotografieren zu können.

Update 02. April 2010
Nach nochmaliger Überprüfung unseren Gewissens müssen wir bekanntgeben, dass gestern doch nur der 1. April war.
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Der Beitrag Sputnik 1 nach 52 Jahren wiederentdeckt (update) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Popular Mechanics.

Die Studenten der Virginia Tech unter der Leitung von Professor Kathryn Logan verwendeten ein Material, welches Mondregolith recht nahe kommt, aber von der NASA für deratige Simulationen speziell hergestellt wird. Diese Substanz, die vulkanischer Asche mit mineralischen Zusätzen entspricht, mischten die Studenten mit Aluminiumpulver sowie Chrom-Nickel-Drähten und erhitzten das Gemisch anschließend in einem Siliziumtigel bis auf knapp 1500 °C. Bei 660 °C schmelzen die Aluminiumbestandteile und verbacken das Material anschließend zu stabilen Ziegeln.
Die Ziegel hielten Drücken bis etwa 17 MPa stand. Bauten aus einem derartigen Material könnten in Form von Kuppeln mörtel- und zementfrei errichtet werden, sind aber nicht luftdicht. Stattdessen eignen sie sich als Strahlungs- und Meteoritenschutz für die darin befindlichen, luftdichten Wohn- und Arbeitscontainer.

Bisher wurde das Verfahren allerdings noch unter irdischen Bedingungen ausgeführt. Die nächste Stundentengruppe könnte es nun so weiterentwickeln, dass es auch unter Vakuumbedingungen funktioniert.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: DLR.

Ein Aufenthalt in Schwerelosigkeit während Weltraummissionen führt zu verschiedenen Veränderungen von Funktionen und Systemen des menschlichen Körpers und kann die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Astronauten nachteilig beeinflussen. Durch den Wegfall der Schwerkraft und der daraus resultierenden fehlenden mechanischen Belastung kommt es im All zu einem massiven Abbau von Muskel- und Knochenmasse. Besonders betroffen sind davon vor allem die unteren Extremitäten des Körpers. Ein Wegfall der Schwerkraft führt gleichzeitig auch zur Verschiebung der Flüssigkeiten des Organismus´ (z. B. Blut) in die oberen Körperareale, was sich vor allem auf das Herz-Kreislaufsystem auswirkt, so dass dieses in Schwerelosigkeit in seiner Funktion geschwächt wird.
Aus diesem Grund sucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) derzeit nach Probanden für eine Bettruhestudie. Dabei geht es um kürzere, rund zwei Wochen andauernde stationäre Phasen, bei denen verschiedene Strategien dem Muskelschwund im All zu begegnen, getestet werden sollen. Die stationären Phasen müssen zweimal wiederholt werden. Freundlich für Studenten ist die terminliche Ausrichtung auf Semesterferien.

Mehr Informationen zur Bettruhestudie finden Sie in dieser PDF-Datei sowie bei DLR Probandensuchen.

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Autor: Guido Schumann. Vertont von Dominik Mayer.

Eine der Gruppen, das Team „zero-g graz“ aus Österreich, hat sich mit dem Essen von Astronauten für zukünftige Missionen zum Mars beschäftigt. Sie wollen neue Möglichkeiten des Nachwürzens von Speisen und einen Effekt der bei Langzeitaufenthalten im All untersuchen. Hierbei haben Raumfahrer festgestellt, dass ihr Geschmacks- und Geruchssinn nachlässt – etwas was wahrscheinlich mit der Veränderung der Blutverteilung im Körper zu tun hat.

Im Jänner wurde von den Österreichern ihr Vorschlag, des Ansprühens von Speisen, einer deutlichen Verbesserung zum jetzigen Aufschmieren von einigen wenigen Saucen, wie Ketchup oder Barbecue-Sauce, sowie ein aus einer DIN-Norm entwickeltes Testprocedere zum Feststellen von Geschmacks- und Geruchsschwellenwerten eingereicht. Anfang März kam dann die fantastische Nachricht aus dem ESTEC in Holland: das Team darf als erstes österreichisches Studententeam an der SPFC teilnehmen.

Viel Arbeit im Labor und beim Konstruieren folgt und Ende Juli ist der Experiment-Rack fertiggestellt. „In der besonderen Umgebung des Flugzeugs müssen alle Experimente ziemliche hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, schließlich kann man bei Problemen ja nicht einfach den Raum verlassen“, erläutert der „Chef-Konstrukteur“ und Maschinenbau-Student Gunter Taschil. Am 10. Juli machte man sich dann mit dem gesponsorten VW-Bus die 1.600 Kilometer auf nach Bordeaux, wo der Airbus A300 Zero-G der Firma Novespace, dem von der ESA genutzten Flugzeug, stationiert ist.

Eine Woche harte Arbeit in der dortigen Werkstatt stand auf dem Plan – die Endmontage, letzte Tests, die Behebung kleinerer Probleme und der alles entscheidende „Security Visit“ durch den Piloten, die Sicherheitscrew und Vertreter der französischen Behörden sind nur ein Ausschnitt von allem was bei fast 40 Grad Außentemperatur zu erledigen war. Jedoch erging es auch keinem der anderen 29 Teams aus allen ESA-Mitgliedsländer anders, hat man ja ein gemeinsames Ziel – das Erlebnis der Schwerelosigkeit. Andere Experimente beschäftigten sich beispielsweise mit einem Duschsystem für Astronauten, dem Verhalten von Knochenzellen in Schwerelosigkeit, den Eigenschaften von Ferro-Fluiden und sogar Satellitenprototypen wurden getestet.

Am 18. Juli, nach einem Wochenende letzter Entspannung am Strand, stieg dann bei allen Teilnehmern zum ersten mal der Adrenalinspiegel – das Flugbriefing und der Eingewöhungsflug standen auf dem Programm. Das Manöver des Airbus sieht folgendermaßen aus: Mit Vollgas zieht der Pilot die Maschine bis zu einem Winkel von 47 Grad hoch, alle Insassen werden mit 1,8 g auf den Boden gedrückt, dann wird der Schub weggenommen und mit der Ansage „Injection“ beginnt der Airbus im freien Fall eine Wurfparabel zu beschreiben und alles innerhalb wird schwerelos. 22 Sekunden später bei einem Neigungswinkel von 45 Grad zieht der Pilot wieder mit voll laufenden Triebwerken hoch, jeder erlebt wieder die 1,8-fache Schwerkraft. Dieser Wechsel zwischen Hyper- und Mikrogravitation schlägt vielen Leuten trotz Medikamenten auf den Magen und die schon flugerfahrenen ESA-Betreuer stellen sogar eine „Übelkeitshitliste“ auf.

Zum ersten mal tönt „Pull Up“ durch das Flugzeug, jeder spürt das doppelte seines Gewichts und wird in den Sitz gepresst, dann nach „Injection“ das großartige Gefühl – man hebt ab und schwebt wahrhaftig durch die Luft und im Gegensatz zur Achterbahn hält dies lange 22 Sekunden an. Jeder erlebt ein wahnsinniges Glückgefühl, dass sich beim ersten Flug noch vier Mal wiederholt – beim Rückflug zum Flughafen gibt es nur ein Thema, der morgige erste Experimentierflug und die Steigerung des eben Erlebten, denn dann kann man sich frei im Flugzeug bewegen und muss nicht wie jetzt in seinem Sitz bleiben. Einige haben aber auch einen leicht zweifelnden Gesichtausdruck, hatten sie schon jetzt ein mulmiges Gefühl im Magen und sehen deswegen dem langen Flug nicht hundertprozentig zuversichtlich entgegen. Am Abend erteilen die Sicherheitsleute noch den Rat, die üppige französische Küche nicht zu sehr zu genießen und auch den Wein der Region sein zu lassen.

Die nächsten beiden Tage das selbe Bild, jeweils zwei Teammitglieder in den blauen Spezialanzügen stellen sich für die Medikamente Skopalamin und Koffein – damit die Nebenwirkungen, vor allem Müdigkeit, des ersten ausgeglichen werden – an, die anderen beiden sind für letzte Vorbereitungen im Flugzeug. Zehn Minuten vor dem Schließen der Tür nochmals der Rat auf die Toilette zu gehen, im Airbus gibt es nämlich keine, was bei drei bis vier Stunden Flugzeit bis zur Rückkehr durchaus zu einem kleinen Problem werden kann.

Der Airbus hebt ab, die Experimente werden bereit gemacht und das Manöver vom Vortrag wiederholt sich 31 mal – 30 Experimentatoren arbeiten hart und versuchen bestmögliche Ergebnisse zu bekommen, aber auch der Spaß kommt nicht zu kurz. Die „free-floating area“ wird ausgiebig genutzt und Dinge, die am Boden nie möglich wären, werden ausprobiert.

Doch wie erwartet gibt es auch erste Ausfälle, die ersten die ihr Frühstück nicht bei sich behalten sind aber skurilerweise die beiden ESA-Betreuer und nicht wie erwartet eines der Teams auf dem „Kotz-Ranking“. Auch bei den Grazern schlägt der wiederholte Schwerkraftwechsel am Ende zu – bei einem ist nach der 26. Parabel nicht mehr an Testen zu denken, die Kotztüte muss er aber trotzdem nicht benutzen. „Das Gefühl ist einfach unbeschreiblich, man hebt wirklich einfach ab und beginnt zu schweben“, beschreibt Hannes Schleifer. So sind sich alle einig – viel zu schnell ist die Zeit vergangen und die letzte Parabel geflogen – jeder würde wohl sofort wieder einsteigen und erneut mitfliegen.

Das Fazit – alle konnten Daten von ihren Experimenten sammeln, einige hatten leichte Probleme und alle haben mehr als 13 Minuten lang das Gefühl erlebt, dass auch Astronauten als fantastisch beschreiben. Vielleicht wird ja einer der 20 Studenten irgendwann auch wirklich den Weltraum erobern und für alle, die nun auf den Geschmack gekommen sind, die nächste Kampagne wird wahrscheinlich im Herbst ausgeschrieben.

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• Zero-G Artikel vor dem Flug

Der Beitrag Zero G Graz erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Guido Schumann. Vertont von Dominik Mayer.

Als Parabelflug wird ein besonderes Flugmanöver bezeichnet, bei dem das Flugzeug mehrere (meist fünf bis 30) nach unten geöffnete Parabeln mit dem Scheitel nach oben in der Luft beschreibt. Dazu geht die Maschine zuerst in einen 45 Grad-Steigflug. Vor Erreichen des Scheitels werden die Triebwerke gedrosselt, so dass das Flugzeug nun in einen nahezu antriebslosen, zunächst nach oben führenden Sturzflug übergeht. Nach 15 bis 30 Sekunden Sturzflug wird die Maschine durch Hochfahren der Triebwerke und Ziehen des Höhenruders wieder abgefangen. Parabelflüge dienen der Erzeugung von Schwerelosigkeit. Es ist für Personen und größere Geräte die einzige Möglichkeit diese zu erreichen ohne den Weltraum aufsuchen zu müssen.

Während des Steigfluges und des Abfangens herrscht im Flugzeug nahezu doppelte Schwerkraft. Während der Sturzflugphase ist alles im Inneren der Maschine nahezu völlig schwerelos, da es sich im freien Fall befindet.

Bei einem Flug werden mit Pausen, abhängig vom Wetter, bis zu 30 Parabeln geflogen. Während der „Student Parabolic Flight Campaign“ sind es insgesamt mit dem Eingewöhnungsflug fünf Parabelflüge.

Die ESA erreicht pro Jahr während ihrer Parabelflug-Kampagnen insgesamt eine Gesamtdauer an Schwerelosigkeit von etwa 90 Minuten, was einer Erdumrundung der ISS entspricht.

Viele Menschen reagieren auf die schnellen Schwerkraftwechsel bei einem Parabelflug mit Übelkeit oder Brechreiz. Daher werden vor einem solchen Flug meist spezielle Medikamente verabreicht (die aber manchmal wiederum Nebenwirkungen verursachen). Viele Teilnehmer empfinden die Schwerelosigkeit allerdings als angenehm, weswegen solche Flüge auch sehr beliebt sind.

Generell können mit praktisch jedem Flugzeug Parabeln geflogen werden. Zum Einsatz kommen aber meist leicht modifizierte militärische (eine Il-76 bei der russischen Raumfahrtbehörde, eine KC-135 bei der NASA) oder zivile (bei der ESA ein Airbus A300) Transporter. Vorteilhaft ist ein weiter Innenraum, der genug Platz für Experimente und zum freien Schweben bietet. Wegen der oben geschilderten unangenehmen Symptome bei vielen Teilnehmern tragen diese Maschinen den Spitznamen „Kotzbomber“.

Der bei der ESA zum Einsatz kommende, speziell adaptierte Airbus „A300 Zero-G“, ist in Bordeaux stationiert und gehört zu einem Teil der CNES und der Firma NOVESPACE. Der Airbus ist laut ESA-Angaben dass größte für Parabelflüge eingesetzte Flugzeug der Welt. Technisch betrachtet ist das Flugzeug der Prototyp Nr. 3 des A300. Es hat jedoch im Vergleich zu Linienmaschinen nur wenige Flugstunden „auf dem Buckel“, da das Flugzeug füher nur zu Testzwecken und heute nur drei- bis viermal im Jahr für Parabelflugkampagnen eingesetzt wird.

Einen kleinen Schönheitsfehler hat jedoch dieser A300. Es gibt keine Toilette an Bord – durchaus „problematisch“, wenn wegen schlechten Wetters das Ausweichgebiet über dem Mittelmeer angeflogen werden muss.

Studententeams aus allen ESA-Mitgliedsländern können sich mit Ihren Experimenten für die „Student Parabolic Fligth Campaign“ und damit für eine Gelegenheit, einen Parabelflug mit zu erleben, bewerben. Die erste derartige Kampagne geht übrigens auf die Idee eines ESA-Astronauten (Wubbo Ockels) zurück.

Anfang März wurden nun die Teams für diese Jahr bekannt gegeben und diese werden Mitte/Ende Juli von Bordeaux fliegen. Im Folgenden werden wir uns das nominierte österreichische Team „Zero-G Graz“ mit Ihrem Experiment, dem „Spice Cube“, näher ansehen.

Das Team
Ein vierköpfiges Team beider großer Grazer Universitäten (Karl-Franzens-Universität und Technische Universität Graz) wurde dieses Jahr für den Wettwerberb der ESA nominiert und hat damit als bisher einziges und erstes österreichisches Team diese Chance erhalten.

Das Team „Zero-G Graz“ setzt sich aus folgenden Personen zusammen:

• Björn Ernecker aus Micheldorf (OÖ) studiert an der TU Graz im 6. Semester technische Chemie.
• Hannes Gröller aus Welgersdorf (Bgld.) absolviert den „ULG Space Sciences“ und hat bereits das Bakkalaureatsstudium Telematik an der TU abgeschlossen. Er studiert zurzeit noch das zugehörige Magisterstudium sowie technische Physik.
• Hannes Schleifer aus Thalheim (OÖ) studiert seit WS 2001/02 an der Karl-Franzens-Universität Graz Chemie im Studienzweig Biochemie und Molekularbiologie.
• Gunter Taschil ebenfalls aus Thalheim (OÖ) studiert im 4. Semester an der TU Wirtschaftsingenieurwesen – Maschinenbau.

Seitens der Universitäten hat Herr Prof. Dr. DI Erich Leitner vom Institut für Lebensmittelchemie und -technologie der TU Graz die wissenschaftliche Betreuung übernommen.

Die Initiative für die Bewerbung ging von Hannes Schleifer aus, Björn Ernecker und Hannes Gröller haben bereits sehr erfolgreich im Jahr 2003 über die TU am „AURORA Student Design Contest“ der ESA teilgenommen.

Das Experiment
Das Experiment beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper. Hierbei aber nicht mit den weithin bekannten Effekten, wie dem Muskel- und Knochenschwund, sondern damit, dass bei Langzeitaufenthalten im All der Geschmacks- und Geruchssinn nachlässt.

Betrachtet man die Zukunft der bemannten Raumfahrt, so ist jeder Versuch auf den Mars zu fliegen, aber auch „normale“ Aufenthalte von Crews auf der Internationalen Raumstation von zwei Charakteristika geprägt – langer Missionsdauer und internationaler Beteiligung. Weitab von Familie und Freunden sowie der heimatlichen Umgebung ist vertrautes und wohlschmeckendes Essen sicher ein nicht zu unterschätzender Faktor was die Stimmung an Bord eines Raumschiffs betrifft.

Mit dem „Spice Cube“, so der Name des Experiments, sollen zwei Tests durchgeführt werden. Erstens, ob das direkte Ansprühen von Gerichten eine bessere Möglichkeit des Nachwürzens darstellt, als das bisher praktizierte Auftragen von einigen wenigen, dickflüssigen Gewürzsaucen bzw. Salz- und Pfefferlösung. Dies hätte den weiteren Vorteil, dass beispielsweise ein Italiener mit einer fertigen Lösung seinem Essen einen eher mediterranen Touch geben könnte, abhängig vom bevorzugten Geschmack jemand anderes aber lieber Curry-Sauce aufsprühen könnte. Der zweite Test stellt eine sensorische Prüfung (analog DIN 10959 und 10961) dar, das heißt mit den vier Grundgeschmacksrichtungen werden Tests auf Geschmacks- und mit verschiedenen Geruchsstoffen auf Geruchsempfindlichkeit gemacht. So sollen mittels einer wissenschaftlich verifizierten Methode Daten erhoben und diese mit vorher erfassten verglichen werden, um einen eventuellen Effekt nachzuweisen. Ein weiterer Aspekt ist die Testmethode generell in Schwerelosigkeit zu erproben, es wäre dann beispielsweise Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS möglich wirklich Langzeitdaten zu erheben.

Die von den anderen Teams durchgeführten Experimente sind vielfältig, generell lassen sich die Arten von Experimenten, die im Rahmen der bisherigen „Student Parabolic Flight Campaign“ gemacht werden, grob in folgende Kategorien einteilen:

• Untersuchung von physikalischen Effekten (Kapillarkräfte in Schwerelosigkeit, Schaumbildung)
• Roboter- und Satellitentechnik (von selbststeuernden, kleinen, fliegenden „persönlichen Assistenten“ bis zu Technikmodellen für Ansätze, wo ein Robtoter ausgesandt würde, um „tote“ Satelliten zu bergen)
• biologische Experimente (Verhalten von Motten/Krabben/Goldfischen in Schwerelosigkeit)
• Testen von Ideen, die das Leben in Schwerelosigkeit erleichtern bzw. Probleme von Astronauten lösen sollen (z.B.: Test der „Tragbarkeit“ eines an bestimmten Stellen verstärkten Anzuges [damit dort mehr Kraft zum Bewegen aufgebracht werden muss] um dem Muskelschunwd entgegenzuwirken oder ob Magnete in Schuhen und deren Halt auf einer Metallplatte ausreichend Halt und doch Flexibilität geben)

Wir bedanken uns bei der Gruppe Zero-G Graz für die Bereitstellung der Informationen.

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Der Beitrag Student Parabolic Flight Campaign erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Dem Ziel, diesen Missstand zu ändern, dienen mehrere Informationsveranstaltungen, in denen das Auswärtige Amt, die Europäische Weltraumorganisation ESA, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) sowie der Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie e.V. (BDLI) die vielfältigen Karrieremöglichkeiten im Bereich der Luft- und Raumfahrt in Deutschland sowie in Europa vorstellen.

Gemessen an den jährlichen Beiträgen, die Deutschland im europäischen Luft- und Raumfahrtsektor leistet, ist es zugleich personell in diesem Bereich unterrepräsentiert. Der Grund ist einfach: Es mangelte bislang an Bewerbern. Dies soll sich nun ändern.

Das Auswärtige Amt, die ESA, das DLR sowie BDLI starten in diesen Tagen mit einer Gemeinschaftsinitiative. In mehreren Präsentationsveranstaltungen können sich Studierende sowie Hochschulabsolventen über die vielfältigen Karrieremöglichkeiten im Bereich der Luft- und Raumfahrt in Deutschland sowie in Europa informieren.

Deutliche Berufschancen in der Luft- und Raumfahrt haben qualifizierte Bewerber aus technischen sowie naturwissenschaftlichen Bereichen. Besonders angesprochen werden junge Frauen, denen – noch nie so gut ausgebildet wie heute – alle Berufsfelder offenstehen. Sie sollten diese Chance ergreifen und zur Technologie-Karriere in der Luft- und Raumfahrt abheben. Die Promotionsreise „Technologie-Karriere – Deutsches Personal in der Internationalen Raumfahrt“ führt über Freiburg, Berlin, Hamburg, Kiel nach Bremen. Die verbleibenden Stationen und ihre Termine sind:

30. Juni 2003: Hamburg
17.00 bis 19.00 Uhr, Technische Universität Hamburg, Denickestr. 15, Raum 506

1. Juli 2003: Kiel
17.30 bis 19.30 Uhr, Christian-Albrechts Universität, Audimax Hörsaal H, Christian-Albrecht Platz 2

2. Juli 2003: Bremen
16.00 bis 18.00 Uhr, Universität Bremen, Kongress-Saal im BITZ (Bremer Technologie- und Innovationszentrum), Fahrenheitstrasse

Weitere Informationen finden Sie auf den Seite der ESA.

Der Beitrag Berufschancen in Luft- und Raumfahrt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: David Langkamp. Vertont von Dominik Mayer.

Eine Person erleidet einen Herzinfarkt oder bricht sich ein Bein. Innerhalb weniger Minuten ist durch das ausgeklügelte Rettungssystem in den Industrieländern eine medizinische Versorgung garantiert. Rettungshelikopter sind in der Lage, Schwerverletzte in nur wenigen Minuten zur nächsten Klinik zu fliegen. Doch was passiert bei einem medizinischen Unfall im Weltall – möglicherweise abertausende Kilometer weg von jeglicher medizinischen Einrichtung?

Traurige Tatsache ist, dass die medizinischen Versorgungsmöglichkeiten im All derzeit noch äußerst begrenzt sind. Der Grund dafür liegt wohl darin, dass die Raumfahrtmissionen der letzten 40 Jahre oftmals nur recht kurze Vorstöße ins All waren. Die Astronauten wurden gesundheitlich perfekt durchgecheckt. Einen medizinischen Notfall sah man als unwahrscheinliches „Worst Case“ Szenario an, welches man als akzeptables Risiko aus den Überlegungen ausklammerte.

Doch mit der russischen Raumstation MIR und schließlich mit der ISS wurde eine neue Ära der ständigen menschlichen Präsenz im All eingeleitet. Stets befinden sich Menschen in der Umlaufbahn um unseren Planeten. Wichtige Voraussetzung für diese permanente Präsenz ist die Möglichkeit medizinischer Versorgung. Noch prekärer wäre die fehlende Möglichkeit einer notfallmedizinischen Versorgung bei einer Jahre dauernden bemannten Mission zum Mars.

Mit dem Wandel in der Raumfahrt – auch hin zu mehr Weltraumtourismus – wird die medizinische Versorgung unverzichtbar. Die Herausforderungen bei der Entwicklung von Versorgungsmöglichkeiten liegen in den stark abweichenden Rahmenbedingungen des Weltalls. Vor allem die Abwesenheit der Schwerkraft stellt die Entwickler vor eine Reihe großer Probleme. Diese reichen von der Tatsache, dass eine Infusion in der Schwerelosigkeit nicht von alleine fließt, bis zu der Notwendigkeit, eine Herzdruckmassage anders durchzuführen als gängig. Alle beteiligten Personen und Geräte müssten ständig fixiert sein, um ein vernünftiges Arbeiten zu ermöglichen.
Daneben müsste die Ausrüstung allgemeinen Kriterien der Raumfahrt wie beispielsweise geringe Masse, außerordentliche Zuverlässigkeit sowie eine einfache und sichere Handhabung genügen.

Jetzt hat es sich ein junges Team werdender Ingenieure der Technischen Universität München rund um Prof. Eduard Igenbergs, den Leiter des Fachgebiets Raumfahrttechnik, zur Aufgabe gemacht, sich diesen Herausforderungen zu stellen und eine geeignete Krankenstation für den Einsatz im Weltall zu entwickeln. Im Rahmen ihres Zero-G-Sickbay Projekts, zu Deutsch „Schwerelosigkeits-Krankenstation“, sollen folgende vier Schwerpunkte bearbeitet werden:

Ergonomisch gestaltetes Krankenbett
Da der menschliche Körper in der Schwerelosigkeit eine andere Haltung (null-G-Position) annimmt, als auf der Erde, muss ein Krankenbett auch nach entsprechenden ergonomischen Gesichtspunkten konzipiert sein. Außerdem ist es unerlässlich, den Patienten in seinem Bett zu fixieren, damit dieser auch dort bleibt.
Ein eigens für die null-G-Sickbay entwickeltes Gurt-System ermöglicht es zudem, Gurte an zu versorgenden Körperpartien zu öffnen, ohne die Fixierung des Patienten negativ zu beeinflussen. Des Weiteren ist die Integration eines Life Pack vorgesehen, das die Versorgung und Stabilisierung von Wunden, Brüchen und sonstigen Verletzungen (toxikologische Unfälle o.ä.) sicherstellt.

Fixierung des Ersthelfers
Eine gute Fixierung des Ersthelfers ist ein weiterer entscheidender Punkt bei der medizinischen Notversorgung in der Schwerelosigkeit, um zu gewährleisten, dass sich der Helfer nicht ständig mit einer Hand irgendwo festhalten muss, um nicht davon zu schweben. Dazu wurde das Konzept des Munich Space Chair übernommen, und für die konkrete Anwendung modifiziert.

Integration einer Reanimations – Einheit
Bis dato sind die Möglichkeiten, eine Herzdruck-Massage bei Weltraum-Missionen auszuführen, noch nicht gegeben, da der Ersthelfer, in Folge der fehlenden Schwerkraft, keinen Druck auf den Brustkorb des Patienten ausüben kann, und auch noch keine geeigneten Geräte an Bord von Raumstationen sind, beziehungsweise bei Raumflug-Missionen mitgenommen werden. Das zukunftsorientierte Konzept der null-G-Sickbay sieht daher die Integration einer Reanimations-Einheit vor. Diese Maschine führt parallel die Herzdruck-Massage und die künstliche Beatmung aus, sodass sich der Ersthelfer währenddessen um eventuell bestehende, weitere Verletzungen kümmern kann.

Integration eines EKG
Das Konzept der null-G-Sickbay sieht außerdem die Integration eines EKG und eines Defibrilators vor, um Patienten mit Problemen des Herzkreislaufes (bis hin zum Herzstillstand) im Weltraum behandeln zu können.

Die Krankenstation müsste natürlich auch getestet werden. Ein echter Raumflug ist hierfür schlicht zu kostspielig. Doch es gibt verschiedene Verfahren, um zu experimentellen Zwecken Mikrogravitationsbedingungen zu schaffen. Dazu gehören in erster Linie die Verwendung von Falltürmen, sowie der raketengestützte und der flugzeuggestützte Parabelflug. Der flugzeuggestützte Parabelflug nimmt dabei eine besondere Stellung ein, da er als einziges die Möglichkeit bietet, Mikrogravitationsexperimente auch unter Einbeziehung des Menschen durchzuführen.

Die Studenten haben sich, im Rahmen der diesjährigen Parabelflugkampagne der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) beworben, ihr Projekt testen zu dürfen. Das Flugteam setzt sich aus vier Studenten der TU zusammen.

Die Realisierung dieses umfangreichen, multidisziplinären Konzepts ist nur durch die finanzielle Unterstützung seitens der Industrie möglich. Hierfür suchen die jungen Münchner noch Sponsoren. Nähere Informationen zum Sponsoring finden Sie auf der Internetseite des Projekts.

Das Zero-G-Sickbay Team erhofft sich Spin-Offs für Anwendungen auf der Erde. Die Stunden hoffen, dass sich das gewonnene Know-how vielleicht auch für die medizinische Versorgung unter extremen Bedingungen einsetzen ließe. So zum Beispiel bei der Seerettung oder bei der Versorgung in abgelegenen Gegenden.

Der Beitrag Zero-G-Sickbay erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Karl Urban, bearbeitet von Star-Light, Quelle: ESA.

Für viele Studenten ist die Arbeit im Labor „zu normal“. Sie wollen ihre Ideen direkt in den Weltraum tragen. Der „Astronauten-Student“ im All ist bis heute nicht möglich. Allerdings können einige Studierende die Möglichkeit nutzen, an Parabelflügen teilzunehmen. Dies ist ein Weg, Schwerelosigkeit kurzzeitig in einem Flugzeug zu erzeugen.

Die von der ESA organisierte Student Parabolic Flight Campaign beteiligte 32 Studentengruppen aus Universitäten in ganz Europa, um ihnen Schwerelosigkeits-Forschung auf Parabelflügen zu ermöglichen. Sie waren die besten von 120 Teams, die Vorschläge zu einem Forschungsprojekt in Schwerelosigkeit einreichen sollten. 16 Gruppen flogen innerhalb der zweiten Woche des Projekts, ihre Kollegen bereits davor.

Die Student Parabolic Flight Campaign, ein Projekt des ESA Bildungs-Programms, strebt eine Steigerung der Bildung von talentierten Jugendlichen im Bereich der Wissenschaft und Technologie an und möchte sie ermutigen, eine Karriere im Bereich Raumfahrt anzutreten. Existierende Interessen der Jugendlichen für den Weltraum bilden eine große Bildungsperspektive.

Die Projekte: Insekten, Rauch und CDs
Die Themen sind vielfältig – ebenso wie der Herkunftsorte der Studenten. Eine Gruppe von italienischen Studierenden erforschte das Verhalten von einer Insektenrasse namens Talitris, einem anpassungsfähigen Bewohner der Küstenlinien. Die jungen Forscher untersuchten die Fähigkeiten der Talitris sich der Schwerelosigkeit (während des Sinkflugs) und Hypergravitation (während des Steigflugs) anzupassen.

Eine Gruppe aus Finnland erforschte die Qualität von CDs, die unter verschiedenen gravitativen Bedingungen aufgenommen wurden. Dies ist relevant für die Frage, welche Technologien man ins All mitnehmen kann. Zudem kann damit die Qualität der Technologie auch auf der Erde verbessert werden.
Ein portugiesisches Studententeam arbeitete an der Feststellung von Rauch im All, einer der größten Gefahren auf Raumstationen. Zudem wollen sie das Verhalten des Rauchs beobachten und mögliche Wege suchen, ihn aus der Luft zu entfernen.

Schwerelosigkeit
Die Experimente können aufgrund der starken Erdanziehung nicht in dieser Form in erdgebundenen Labors durchgeführt werden. Parabelflüge sind die beste Testmöglichkeit, Versuche in Schwerelosigkeit durchzuführen, ohne direkt ins All zu fliegen. Schwerelosigkeit zu erfahren ist in Wahrheit sehr einfach: Hüpfen. Sie kann auch als „die Unfähigkeit zu fallen“ bezeichnet werden. Der Widerstand des Bodens, der den Hüpfer vom Fallen auffängt, ist die Erfahrung, die wir ‚Gewicht‘ nennen.

Parabelflüge
Die Parabelflüge der ESA werden in einem Airbus A300 durchgeführt, der vom französischen Unternehmen Novospace betrieben wird. Dieser ist ein normales Passagierflugzeug mit einigen Modifikationen. Der größte Unterschied im Vergleich zum normalen Jet ist die Entfernung von allen Sitzen im Mitteldeck. Dieser Bereich ist mit einem weichen Material abgedeckt und dient als Experimentierraum.

Um eine Parabel zu fliegen (die Form einer Parabel ähnelt einem umgekehrten ‚U‘), lässt der Pilot die Maschine mit maximaler Geschwindigkeit in große Höhe steigen. Das Flugzeug wird so gesteuert, dass die Flügel keinen Auftrieb liefern, so dass ein Zustand ähnlich dem freien Fall entsteht. Alles innerhalb der Maschine ist nun schwerelos. 20 Sekunden später, wenn die Nase des Flugzeugs etwa 42° nach unten zeigt, zieht der Pilot sie scharf nach oben. Nach einer kurzen Pause wird der gesamte Prozess wiederholt. Während eines normalen Parabelflugs fliegt der Pilot 31 dieser Parabeln.

Die ESA führt derzeit zwei Student Parabolic Flight Campaigns pro Jahr durch.

Der Beitrag Studenten erleben Schwerelosigkeit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.