Erfolgreicher Erstflug der DLR-Forschungsrakete Mapheus

22.05.2009 | Köln

Wissenschaftler des Kölner DLR-Instituts für Materialphysik im Weltraum wollen mit diesem Flug untersuchen, wie sich Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit verhalten. Dabei stehen die Eigenschaften von Flüssigkeiten und insbesondere die Erstarrung und die Entmischung im Mittelpunkt. In der Schwerelosigkeit ermöglicht das Fehlen der Auftriebskraft - anders als bei irdischen Versuchen - die exakte Messung unter kontrollierten und definierten Versuchsbedingungen.

DLR-Wissenschaftler arbeiten an Mapheus

Dafür haben die Kölner Wissenschaftler und Ingenieure der Mobilen Raketen Basis (MORABA) des DLR-Raumflugbetriebs in Oberpfaffenhofen die Rakete Mapheus entwickelt und gebaut. Die Projektleitung erfolgte durch das DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen. Die 113 Kilogramm schwere wissenschaftliche Nutzlast auf dem Jungfernflug von Mapheus besteht aus drei Experiment-Modulen und einem Batterie-Modul, entwickelt und gebaut im DLR Köln. Hinzu kommt eine Messplattform der Fachhochschule Aachen, Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik, und des DLR-Nutzerzentrums für Weltraumexperimente aus Köln.

Das Kernstück der Rakete ist das Servicemodul, welches die Datenübertragung und Zeitsteuerung der wissenschaftlichen Experimente sicherstellt und alle nötigen Sensoren für Beschleunigungs-, Drehraten- und Positionsmessung enthält, um die Rakete zu führen. Mittels Druckgas und Düsensystemen kann das so genannte Rate-Control-System (RCS-Modul) jede Drehbewegung während der ballistischen (antriebslosen) Flugphase oberhalb der dichten Atmosphäre minimieren und damit hervorragende Bedingungen für die Mikrogravitation, einen Zustand der minimalen Schwerkraft, schaffen.

Mapheus wird vorbereitet

Drei Minuten für Experimente in der Schwerelosigkeit - Mit 20-facher Erdbeschleunigung ins All

Die Mapheus-Experimente wurden von einem zweistufigen Feststoff-Raketenmotor auf eine Höhe von 140,8 Kilometer transportiert. Die erste Stufe brachte die Rakete auf eine Geschwindigkeit von 1940 Kilometer pro Stunde. Etwa neun Sekunden nach dem Abheben zündete die zweite Stufe. Nach dem Abtrennen der zweiten Raketenstufe verringerte in einer Höhe von 70 Kilometern ein so genanntes mechanisches Jo-Jo-System den größten Teil der Rotation um die Längsachse der Rakete. Ein ähnliches Prinzip benutzen auch Eiskunstläufer, wenn sie bei einer Pirouette die Arme ausstrecken, um sich langsamer zu drehen. Die sonst bei Raketenstarts und -flügen übliche Drehung um die Längsachse stabilisiert während des Aufstiegs die Flugbahn der Rakete, aber für diese Experimente musste diese neutralisiert werden, um die Schwerelosigkeit zu erreichen.

Das Innere des Experimentmoduls ATLAS-M

Danach begann in einer Höhe von mehr als 100 Kilometern die für die Wissenschaftler so wichtige Experimentierphase von rund drei Minuten. Nach deren Ende trat der Raketenteil mit den Experimenten wieder in die Erdatmosphäre ein. In etwa fünf Kilometern Höhe öffnete sich der Stabilisierungsschirm des Bergungssystems. Schließlich landete die Nutzlast mit den Experimenten mit etwa acht Metern pro Sekunde Sinkgeschwindigkeit (etwa 29 Kilometer pro Stunde) sicher in einem unbewohnten Gebiet in Nordschweden.

Für die Vorbereitung des Flugs sowie dessen Durchführung war die Mobile Raketen Basis des DLR-Raumflugbetrieb in Oberpfaffenhofen verantwortlich. Die Forschungsrakete Mapheus wird aus dem DLR-Forschungs- und Entwicklungsprogramm "Weltraum" finanziert und soll nach dem erfolgreichen Jungfernflug im jährlichen Rhythmus starten, um systematische materialphysikalische Untersuchungen zu ermöglichen.

Quelle: Pressemeldung Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)

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