TU studenti letí do Švédska na testy svého vesmírného experimentu

Část nyní většího týmu WOBBLE2. Horní řada zleva doprava: Jonas Engler (Informatika), Robin Nitschke (Letecký a kosmický průmysl), Felix Oesterle (Dopravní inženýrství), Matteo Grube (Letecký a kosmický průmysl), Benedict Grefen (Vědecký pracovník v oblasti kosmického průmyslu). Dolní řada zleva doprava: Aurel Gröbel (Stavební inženýrství a Dopravní inženýrství) a Franz Schneider (Letecký a kosmický průmysl). Pět osob uprostřed (Robin, Felix, Matteo, Aurel a Franz) letí společně s Nima Mirrafatim (Dopravní inženýrství, není na obrázku) do Kiruny.

V rámci evropského programu REXUS (Rocket Experiments for University Students) poletí od 5. do 9. února 2024 šest studentů z TU Berlín na trénink a testy do Esrange Space Center poblíž švédského města Kiruna. Tým spaceflightové asociace „BEARS e.V.“ (Berlin Experimental Astronautics Research Student Team) na TU Berlín se úspěšně přihlásil do programu REXUS. Tento studentský program v oblasti kosmonautiky je podporován Německým centrem pro letectví a kosmonautiku (DLR) a švédskou agenturou pro kosmonautiku SNSA. Po tréninku v Kiruně musí tým do jednoho roku vytvořit letově způsobilou verzi svého experimentu. Jde o inovativní palivové nádrže pro rakety, které jsou vyráběny pomocí 3D tisku. Celkem devět týmů v lednu 2025 vypustí své experimenty v severním Švédsku dvěma výškovými raketami směrem k obloze a tam provede zhruba tři minuty pokusů v beztíži.

„Kosmonautický průmysl je na jedné straně velmi inovativní, na druhé straně však také velmi konzervativní. Protože všechno stojí tolik peněz, často se dává přednost zachování osvědčených řešení, “ říká Matteo Grube, student magisterského studia letectví a kosmonautiky. Cenově dostupné studentské projekty by mohly podnítit inovace, které jsou důležité pro další rozvoj kosmonautiky jako celku. Stejně jako projekt, do kterého se přihlásil tým z TU Berlín v programu REXUS: Palivové nádrže vyrobené pomocí 3D tisku, které zjednodušují výrobu a umožňují nová designová řešení.

Palivo ve stavu beztíže musí být zajištěno

Tekuté palivo v nádrži rakety se při vstupu do stavu beztíže chová najednou úplně jinak než při gravitačním působení směrem k Zemi. Volné vznášení kapaliny by mohlo způsobit problémy s řízením polohy raket a satelitů, stejně jako to, že palivo již nebude optimálně proudit z nádrže směrem k motoru rakety. „Dosud zde pomáhají svařené plechy nebo duté profily,“ vysvětluje Grube. Tyto struktury se nazývají „Propellant Management Devices“ (PMD). „Chceme nyní otestovat různé nové návrhy PMD, které lze vyrábět pouze pomocí aditivních výrobních metod.“ Teprve před asi deseti lety se 3D tisk začal používat i pro kovy. Při tomto procesu laser tavením bodově taje kovové prášky a vznikají tak jakékoli trojrozměrné tvary.

Testuje se šest různých tvarů palivových nádrží

Teď se studentský tým, který od prvních setkání v létě 2023 narostl na celkem deset lidí, nejen zabývá možnými tvary PMD, z nichž celkem šest různých bude testováno v REXUS výškových raketách. „Hledáme vhodná zařízení pro laserové tavení kovů jak ve spolupráci s průmyslem, tak s různými univerzitami,“ říká Grube. Dále musí být vypracováno testovací prostředí pro modely palivových nádrží. Šest kamer bude sledovat nádrže, které budou pro pokusy naplněny vodou s fluorescenční látkou. Aby bylo možné sledovat chování vody, musí být vnější kryt nádrží vyroben z plexiskla.

Rigorózní plán testů do startu v březnu 2025 ve Švédsku

„Jsme velmi rádi, že nyní může tolik studentů z týmu odletět na raketovou základnu ‚Esrange Space Center‘, kde za zhruba rok odstartuje i raketa REXUS,“ říká Benedict Grefen z oboru kosmonautiky na TU Berlín, který tým vede. „Jsme velmi vděční společnosti přátel TU Berlín, že kromě čtyř míst určených v programu REXUS umožnila dvěma dalším studentům tuto cestu.“ Tým se tam seznámí s odpalovacími zařízeními a výškovou raketou a dostane bezpečnostní školení. Především však studenti představí svůj experimentální koncept odborníkům a získají cennou zpětnou vazbu.

„Poté následuje poměrně přísný časový plán do startu raket v březnu nebo dubnu 2025. Studenti budou muset projít dalšími revizemi, částečně v DLR v Oberpfaffenhofenu a v Centru pro aplikovanou kosmonautiku a mikrogravitaci (ZARM) v Brémách, ale také jednou či dvakrát u nás,“ říká Benedict Grefen. „Při tom bude experiment důkladně prověřen, aby v letu fungoval spolehlivě.“

„WOBBLE2“ – multidisciplinární tým

Matteo Grube se na tento stres těší s klidem, a to i přes svůj studijní program. Byl zvolen vedoucím týmu, který si dal název „WOBBLE2“, což je zkratka pro „Weightless Observation of Fluid Behaviour with Berlin Liquid Guidance Experiment“. Číslo 2 naznačuje, že nápad s novými návrhy nádrží již téměř uspěl v jiném soutěžním projektu – tehdy hledali experiment, který by německý kosmonaut Matthias Maurer vzal do vesmíru. Grube je přesvědčen, že jeho tým úkoly zvládne dobře, protože je velmi široce odborně zaměřen. „Kromě letectví a kosmonautiky máme na palubě i lidi z informatiky, strojírenství a stavebního inženýrství,“ říká Matteo Grube. „Dokonce i student z Norska na Erasmu.“