Am 28. März 2025 findet an der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Technischen Hochschule Mittelhessen der Tag der Raumfahrt statt. Diese Veranstaltung, die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) organisiert wird, setzt den Fokus auf elektrische Raumfahrtantriebe für Satelliten. Die Veranstaltung ist das Ergebnis der anhaltenden Forschung seit 2012 in diesem Bereich und vereint fast 20 Arbeitsgruppen, die an der Schnittstelle von Universität und Industrie arbeiten, um aktuelle Themen rund um Satellitenbetrieb und -technologie zu untersuchen. Gießen hat sich in den letzten Jahren als ein Zentrum für die universitäre Forschung an elektrischen Raumfahrtantrieben in Europa etabliert, wie uni-giessen.de berichtet.
Die Veranstaltung wird eine Vielzahl von Kurzvorträgen umfassen, die wichtige Themen wie Bergbau im Weltraum, Mars-Missionen und die speziellen Anforderungen an Elektronik unter extremen Bedingungen beleuchten. Darüber hinaus wird die Möglichkeit geboten, die Weltraumsimulationsanlagen zu besichtigen, einschließlich beeindruckender Vorführungen von Ionentriebwerken. Ein Höhepunkt ist der Workshop MASSATS, der im Computer-Vision-Lab der THM stattfindet. Dieser Workshop, der für maximal 20 Teilnehmer ab 16 Jahren geeignet ist, ermöglicht die Simulation der Fragmentierung eines Objektes, um die Auswirkungen von Kollisionen zu bewerten.
Die Relevanz der elektrischen Antriebstechnologie
Elektrische Antriebssysteme haben in der Weltraumforschung zunehmend an Bedeutung gewonnen. Während herkömmliche chemische Raketen Treibstoffverbrennung zur Schuberzeugung nutzen, zeigen sie klare Nachteile wie eine kurze Brenndauer und Effizienzprobleme im All. Elektrische Antriebssysteme hingegen verwenden Elektrizität, um ein Treibmittel zu beschleunigen, was nicht nur effizientere, sondern auch längere Reisen ermöglicht. Diese Technologien sind insbesondere für Erdbeobachtung, Datentransfer und Forschungsmissionen von großem Nutzen, wie auch scisimple.com erklärt.
Ein wichtiges Maß für die Effizienz von Antriebssystemen ist der spezifische Impuls (SI). Ein höherer SI bedeutet mehr Schub pro Treibstoffeinheit, auch wenn der Gesamt-Schub möglicherweise geringer sein kann. Zu den verschiedenen Arten von elektrischen Antriebssystemen gehören Ionen- und Plasmatriebwerke, die elektromagnetische Kräfte zur Schuberzeugung nutzen, sowie variabel spezifischer Impuls Magnetoplasma-Raketen (VASIMR), die eine Anpassung des Schubs ermöglichen. Das Potenzial dieser Technologien erstreckt sich über multimodale Missionsprofile und reicht bis hin zu interplanetaren Missionen.
Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Die Vorteile des elektrischen Antriebs sind vielfältig: hohe Effizienz, Langlebigkeit und weniger Treibstoffverbrauch. Dennoch stehen die Entwickler vor Herausforderungen. Die Systeme benötigen eine hohe Energiezufuhr für den Betrieb und erfordern ein ausgeklügeltes thermisches Management, um Schäden zu vermeiden.
Für den nachhaltigen und zuverlässigen Betrieb von Raumfahrtsystemen sind daher umfassende Forschungsanstrengungen und technische Innovationen unerlässlich. Diese stehen im Fokus der Forschungsgebiete, die sich mit hochleistungsfähigen Raumfahrtmaterialien, luftatmenden Triebwerken und strahlungsharter Elektronik beschäftigen.
Die wissenschaftlichen Kontakte, die bei der Veranstaltung verfügbar sein werden, umfassen unter anderem Prof. Dr. Peter Klar vom I. Physikalischen Institut der JLU und Prof. Dr. Chris Volkmar von der AG Raumfahrtelektronik der THM. Ihre Expertise wird die Diskussion über die Entwicklungen in der elektrischen Antriebstechnologie maßgeblich bereichern.