Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden (TUD) haben einen neuartigen Windkanal für den Weltraum entwickelt. Dieser Windkanal simuliert die Atmosphäre im sehr niedrigen Erdorbit und soll dazu dienen, eine neue Generation von Satelliten zu testen, die Umgebungsluft als Treibstoff nutzen. Das Projekt mit dem Namen RASP („Residual Atmosphere Simulator“) wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) im Rahmen des ARTES-Programms gefördert.
Die Herausforderung für Satelliten, die in Höhen von 100 bis 250 Kilometern operieren, liegt in der starken Reibung, die durch die Restatmosphäre entsteht. Diese Reibung führt zu einem hohen Treibstoffverbrauch, um den Widerstand auszugleichen. Die Forschungsgruppe an der TUD erzeugt Teilchenströme mit Geschwindigkeiten von bis zu 8 km/s, bestehend aus Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen, um diese Bedingungen realistisch zu simulieren.
Technologische Innovationen
Die Auswirkungen dieser neuen Antriebsform könnten signifikant sein. Satelliten, die auf diese Technologie setzen, wären theoretisch unbeschränkt einsatzfähig. Zu den Vorteilen der geringen Orbithöhe zählen effizientere Kommunikation durch geringere Signalverzögerungen sowie eine höhere Auflösung bei Erdbeobachtungsbildern. Zudem bietet es die Möglichkeit, Weltraumschrott zu reduzieren, da Trümmerteile schneller abgebremst und verglühen.
Des Weiteren berichtete DLR über Fortschritte in der Weltraumschrottvermeidung. Hierbei werden Technologien zur Anwendung von Bremssegeln für Satelliten getestet, um sicherzustellen, dass ausgediente Satelliten schneller aus dem niedrigen Erdorbit entsorgt werden können. Diese Bremssegel verlangsamen die Satelliten und sorgen dafür, dass sie früher in die dichtere Erdatmosphäre eintreten, was die Wahrscheinlichkeit vergrößert, dass sie verglühen.
DLR hat seit 2015 an Membrantechnologien und ultraleichten Segelmasten gearbeitet. Die Tests des ersten großen ADEO-L-Segels zeigen vielversprechende Ergebnisse. Mit einem Packmaß, das der Größe eines Schuhkartons entspricht und einer Segelfläche von 25 Quadratmetern, werden hierbei Vibrationstests durchgeführt, um die Funktionalität des Segels unter realistischen Bedingungen zu prüfen. Diese Technologie könnte dazu beitragen, unkontrollierte Verschmutzungen des Weltraums zu verhindern.
Nachhaltige Antriebsysteme
Um die Entwicklung nachhaltiger Raumfahrttechnologien voranzutreiben, untersucht DLR auch den LUMEN-Demonstrator. Der LUMEN fokussiert sich auf Flüssigsauerstoff und Methan als Treibstoffkombination. Ziel ist die Kostenreduktion und die Entwicklung wiederverwendbarer Raumfahrtantriebe. Der Demonstrator wird am DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen getestet.
Neuste Entwicklungen wie der Heißlauftest des ersten additiv gefertigten MethaLox-Aerospike-Antriebs sind Teil von DLRs Strategie, die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Raumfahrt zu verbessern. Der innovative Ansatz soll die Möglichkeit bieten, die Betriebskosten zu senken und gleichzeitig umweltfreundlichere Technologien zu entwickeln, die langfristig zur Förderung nachhaltiger Raumfahrt beitragen.