Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
19.07.2016
Kategorie: Weltraum, Life Sciences

ROTEX-T erfolgreich gestartet

DLR und RWTH Aachen University führen in Nordschweden gemeinsames Hyperschall-Experiment durch

Köln-Porz, 19.07.2016. Wissenschaftler und Ingenieure des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Studierende der RWTH Aachen University haben auf dem Raketenstartplatz Esrange bei Kiruna in Nordschweden einen Hyperschall-Flugversuch durchgeführt. Wie die DLR berichtet, ist am 19. Juli 2016 um 6.05 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit das Flugexperiment ROTEX-T (ROcket Technology EXperimenT) erfolgreich gestartet.  Die Nutzlast hat eine maximale Höhe von rund 182 Kilometer erreicht, ist nach einem Flug von rund sieben Minuten wieder am Boden angekommen und wurde mit einem Helikopter geborgen. Das Experiment soll helfen, verschiedene Fragen zu klären, die bei Hyperschallflügen im Detail noch nicht beantwortet sind. Dies betrifft beispielsweise die Veränderungen der Oberflächenstruktur von Raketen bei unterschiedlichen Luftwiderständen und mit Blick auf Wärmefluss und Beschleunigung.

Die Zündung der ersten Raketenstufe beschleunigte das Gesamtsystem in fünf Sekunden auf 2,3-fache Schallgeschwindigkeit. Nach einer kurzen Gleitphase durch die dickeren Schichten der abbremsenden Erdatmosphäre wurde die zweite Stufe gezündet und ROTEX-T erreichte mehr als fünffache Schallgeschwindigkeit. Im Anschluss flog die wissenschaftliche Nutzlast antriebslos bis in eine Höhe von rund 182 Kilometern weiter, bevor der Rückflug und Wiedereintritt in die Erdatmosphäre begann. Für die Landung war kein Fallschirm vorgesehen, stattdessen wurde die Nutzlast in einer Höhe von 15 Kilometern von der Raketenstufe getrennt und durch Taumelbewegungen abgebremst. Schließlich landete die Nutzlast mit den Experimenten mit einer Geschwindigkeit von etwa 95 Metern pro Sekunde in einem unbewohnten Gebiet in Nordschweden.

Am 19. Juli 2016 ist ROTEX-T um 6.05 Uhr vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden gestartet. Die Rakete hat eine Höhe von rund 182 Kilometern erreicht.
Quelle: RWTH Aachen/Gregor Schmitz


In der Raketenhalle auf Esrange wird die Nutzlast vorbereitet. Das Nutzlastmodul (schwarz) ist hinter der metallenen Raketenspitze zu erkennen.
Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Die fertig montierte ROTEX-T-Nutzlast mit der zweiten Raketenstufe wird von der Motorenhalle zur Startrampe gebracht.
Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Das ROTEX-T-Team posiert vor der fertig montierten Rakete auf der Startrampe. Mit dabei sind Studierende der RWTH Aachen University, sowie Mitarbeiter von DLR MORABA, vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik und vom Esrange Space Center.
Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Wie Dr. Ali Gülhan vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Köln schildert, besteht die 180 Kilogramm schwere wissenschaftliche Nutzlast  aus mehr als 100 Sensoren und misst die aerothermalen Lasten und das Strukturverhalten während des gesamten Fluges. Gülhan zufolge erfassen Temperatur-, Druck-, Wärmefluss- und Beschleunigungssensoren dabei die Flugparameter. Die Messung der Wärmebelastung in Abhängigkeit von Geschwindigkeit, Dichte und Turbulenzgrad der Strömung ist demnach einer der Forschungsschwerpunkte dieses Flugexperimentes.
Für das Hyperschallflugexperiment haben die Kölner DLR-Wissenschaftler der Abteilung Über- und Hyperschalltechnologien zusammen mit Ingenieuren der Mobilen Raketen Basis (MORABA) des DLR-Raumflugbetriebs in Oberpfaffenhofen eine zweistufige Rakete und die wissenschaftliche Nutzlast entwickelt und gebaut. "Kernelement der Forschungsrakete ist das sogenannte Servicemodul, das die Datenübertragung und Zeitsteuerung der wissenschaftlichen Experimente sicherstellt und alle nötigen Sensoren für Beschleunigungs-, Drehraten- und Positionsmessung enthält", erklärt Dr. Andreas Stamminger von der MORABA
Die Luft- und Raumfahrtstudierenden der RWTH Aachen University haben das Projekt bei Auslegung und Instrumentierung stark unterstützt und werden bei der Auswertung eine wichtige Rolle spielen. "Wir wollten damit erstmals demonstrieren, dass die Luft- und Raumfahrtstudierenden zusammen mit dem DLR ein solches Projekt entwickeln und umsetzen können", sagt Dr. Andreas Henze vom Aerodynamischen Institut der RWTH Aachen University. Das DLR Raumfahrtmanagement in Bonn hat die Finanzierung der Beteiligung der Studierenden für ROTEX-T übernommen.
"Mit einer neu entwickelten Methode konnten wir die Temperaturverteilung entlang der Motorgehäuse schnell und genau messen", sagt DLR-Wissenschaftler Ali Gülhan. Darüber hinaus konnten die Forscher mit Dehnungsmessstreifen und Temperatursensoren Deformation und Temperatur der Finnen simultan messen. "Damit können wir die Qualität künftiger Flugexperimente verbessern", so Gülhan weiter. Zusätzlich waren mehrere kompakte Videokameras im Einsatz, um den Flug zu dokumentieren. Auch die Fenster und Gehäuse dieser Kameras mussten sorgfältig konstruiert werden, um die heiße Umgebung dieses Hyperschallfluges zu überstehen.
Ein modulares Datenerfassungssystem erfasst die Sensordaten mit unterschiedlichen Datenraten. So wurde für ROTEX-T ein weltweit einmaliges neues System mit einer Datenrate von 2000 Kilohertz entwickelt, um die Daten der ultraschnellen Drucksensoren zu erfassen. Die Speichereinheit dieses Systems wurde extra für die hohe Aufprallgeschwindigkeit der Nutzlast ausgelegt und hat die harte Landung "überlebt". Die Studierenden der RWTH Aachen University und die DLR-Wissenschaftler wollen anhand der Flugdaten ihre Analysewerkzeuge für die Aerodynamik, Thermalanalyse, Flugmechanik und Strukturdynamik validieren und verbessern. Der Vergleich zwischen den Flugdaten und experimentellen Ergebnissen der Bodenanlagen des DLR und der RWTH Aachen University ist ein weiteres Ziel des ROTEX-T-Experiments. (Quelle: Elisabeth Mittelbach / DLR)


Kontakte:

Dr.-Ing. Ali Gülhan
Abteilung Über- und Hyperschalltechnologien
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Standort Köln, Linder Höhe, D-51147 Köln
Tel. 02203 601-2363, Fax: - 0601-2085
eMail: Ali.Guelhan@dlr.de
Internet: http://www.dlr.de/as/desktopdefault.aspx/tabid-194/407_read-576, http://www.dlr.de/as/

Dr.-Ing. Andreas Stamminger   
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Space Operations and Astronaut Training
Münchener Straße 20
D-82234 Weßling
Tel.: 08153 28-1231
Fax: - 28-1344
eMail: Andreas.Stamminger@dlr.de
Internet: http://www.dlr.de/rb/de/desktopdefault.aspx/tabid-4165/
Mobile Raketenbasis (MORABA)
http://www.dlr-gsoc.de/moraba2015/

Karsten Lappöhn
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Raumfahrtmanagement, Trägersysteme
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Königswinterer Str. 522-524, D-53227 Bonn
Tel. 0228 447-520, Fax: -447-706
eMail: Karsten.Lappoehn@dlr.de
Internet: http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2208/3370_read-5044/

Dr. Andreas Henze
RWTH Aachen University
Aerodynamisches Institut Aachen
Wüllnerstr. 5a, D-52062 Aachen
Tel. 0241 80-90398
eMail: a.henze@aia.rwth-aachen.de
Internet: http://www.aia.rwth-aachen.de/index.php