Am 11. März 2025 um 10:15 Uhr MEZ startete eine Höhenforschungsrakete erfolgreich vom Esrange Space Center in Schweden. Dieser Start war Teil des europäischen Programms REXUS (Rocket Experiments for University Students), das von dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der schwedischen Raumfahrtagentur SNSA getragen wird. Bei diesem Projekt testete die Technische Universität Berlin (TU Berlin) neuartige, 3D-gedruckte Treibstofftanks für zukünftige Raumfahrtanwendungen.
Das Team „BEARS e.V.“ (Berlin Experimental Astronautics Research Student Team) hatte sich mit seinem Experiment erfolgreich bei REXUS beworben und bereitete sich eine Woche vor dem Start in Kiruna auf Tests und den Einbau des Experiments vor. Fünf Studenten waren vor Ort, während drei weitere für den eigentlichen Start nachreisten. Insgesamt waren acht Teams anwesend, die während der mission eine Vielzahl von Experimenten mit zwei Höhenforschungsraketen durchführten.
Experimentelle Ansätze in der Schwerelosigkeit
Der Fokus der TU Berlin lag auf dem Verhalten von Treibstoff in der Schwerelosigkeit, speziell von 3D-gedruckten Treibstofftanks. Während der zweiminütigen Schwerelosigkeit konnten die Forscher ihre Tests durchführen. Sechs unterschiedliche Designs für sogenannte „Propellant Management Devices“ (PMDs) wurden unter schwerelosen Bedingungen getestet. Diese neuen Designs können nur durch additive Fertigungsverfahren, sprich 3D-Druck, hergestellt werden.
Das Experiment, benannt „WOBBLE2“ (Weightless Observation of Fluid Behaviour with Berlin Liquid Guidance Experiment), beobachtete die Tanks, die mit fluoreszierendem Wasser gefüllt waren. Sechs Kameras lieferten wertvolle Daten über das Verhalten des Treibstoffs, welches in der Schwerelosigkeit von dem gewohnten Verhalten unter normalen Bedingungen abweicht und signifikante Herausforderungen für die Lagekontrolle eines Raumfahrzeugs darstellt.
Die Rolle des 3D-Drucks in der Raumfahrt
Der Einsatz von 3D-Drucktechnik in der Raumfahrt zeigt sich als zukunftsweisend. Diese Technologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Herstellung von Prototypen und Bauteilen, nicht nur für Trägerraketen und Transportfahrzeuge, sondern auch für Satelliten und Raumstationen. In der aktuellen Forschung werden 3D-gedruckte Teile, vor allem aus Materialien wie Aluminium und Titan, eingesetzt, um leichtere und kosteneffizientere Lösungen zu entwickeln.
Die NASA sieht großes Potenzial in der additiven Fertigung und verfolgt Projekte, die auch Anwendungen auf dem Mars und bei der Asteroidenabbauaktivität umfassen. Der Fokus liegt nicht nur auf der Anwendung vor Ort, sondern auch auf der Möglichkeit, komplizierte Bauteile direkt am Einsatzort mit 3D-Druckern zu erstellen. Zukünftige Entwicklungen könnten der gesamten Raumfahrtbranche erheblich zugutekommen.
Das Projekt der TU Berlin erhielt Unterstützung von der Gesellschaft von Freunden der TU Berlin sowie weiteren Unternehmen wie der APWORKS GmbH, die den Metall-Druck unterstützte, und der Sensirion AG, die beim Erwerb von Sensoren und Reisekosten half. Dieses Beispiel illustriert den interdisziplinären Ansatz und die Zusammenarbeit bei der Förderung von Innovationen im Bereich Raumfahrt.
