TU-Studenten repülnek Svédországba az űrkutatási kísérletük tesztelésére

Ein rész a már megnövekedett WOBBLE2 csapatból. Felső sor balról jobbra: Jonas Engler (Informatika), Robin Nitschke (Lég- és Űrtechnika), Felix Oesterle (Közlekedésmérnöki), Matteo Grube (Lég- és Űrtechnika), Benedict Grefen (Tudományos munkatárs a Űrtechnika területén). Alsó sor balról jobbra: Aurel Gröbel (Építőmérnöki és Közlekedésmérnöki), és Franz Schneider (Lég- és Űrtechnika). Az öt személy középen (Robin, Felix, Matteo, Aurel és Franz) Nima Mirrafati (Közlekedésmérnöki, nem látható a képen) együtt repül Kirunába.

Az európai REXUS (Rakéta Kísérletek Egyetemi Hallgatóknak) program keretében 2024. február 5. és 9. között hat berlini Műszaki Egyetem hallgató repül az Esrange Űrközpontba, ahol képzéseket és teszteket végeznek majd a svéd Kiruna város közelében. A TU Berlin űrkutató egyesületének, a „BEARS e.V.” (Berlin Experimental Astronautics Research Student Team) csapata sikeresen pályázott a REXUS programra. Ez a hallgatói űrkutatási program a Német Repülési és Űrkutatási Központ (DLR) és a svéd űrügynökség, a SNSA támogatásával működik. A kirunai képzést követően a csapatnak egy éven belül egy repülésre kész változatot kell készítenie a kísérletéből. Ennek része az innovatív üzemanyagtartályok fejlesztése rakéták számára, melyeket 3D nyomtatással gyártanak. Összesen kilenc csapat fogja kísérleteit 2025 elején Észak-Svédországban, két magasságkutató rakétával lőve ki az űr felé, és ott mintegy három percig súlytalanságban végzik majd a kísérleteket.

„Az űrkutatás egyik része nagyon innovatív, ugyanakkor nagyon konzervatív is. Mert mivel minden nagyon sok pénzbe kerül, hajlamosak vagyunk arra, hogy a működő megoldásokon ne változtassunk” – mondja Matteo Grube, légi- és űrtechnikai mesterhallgató. Az olcsó hallgatói projektek ösztönözhetik az innovációkat, amelyek a űrkutatás további fejlődésében is relevánsak lehetnek. Például a TU Berlin csapatának REXUS programra benyújtott projektje: 3D nyomtatással készült üzemanyagtartályok, amelyek egyszerűsítik a gyártást és lehetővé teszik új tervek kialakítását.

Az üzemanyagnak súlytalanságban kötöttnek kell lennie

A rakéta tartályában lévő folyékony üzemanyag a súlytalanságba lépve hirtelen egészen másképp viselkedik, mint amikor a gravitáció a Föld felé húzza. A folyékony szabad lebegése problémákat okozhat a rakéták és műholdak helyzetének irányításában, illetve abban, hogy az üzemanyag ne folyjon túl optimálisan a tartály kijáratánál a rakétamotor felé. „Eddig zártszelvény lemezek vagy üreges profilok nyújtottak megoldást” – magyarázza Grube. Ezeket a szerkezeteket „Propellant Management Devices” (PMD-k) néven ismerik. „Most különböző új tervezéseket szeretnénk tesztelni, amelyeket kizárólag additív gyártási eljárásokkal lehet előállítani.” Csak jó tíz évvel ezelőtt vált elérhetővé a 3D nyomtatás fémek esetében is. Itt egy lézernyaláb helyben olvasztja meg a fémport, így bármilyen háromdimenziós alakzatot létrehozva.

Hat különböző forma tesztelése az üzemanyagtartályok számára

Most a 2023 nyarán kezdődött első találkozók óta tíz főre bővült hallgatói csapat nemcsak a PMD-k lehetséges formáin dolgozik, hanem összesen hat különböző típust is tesztelhetnek a REXUS magasságkutató rakétáján. „Keresünk megfelelő lézeres olvasztó berendezéseket fémekhez, mind az iparban, mind különböző egyetemeken keresztül” – meséli Grube. Emellett ki kell dolgozni a tesztkörnyezetet a tartálymodellek számára. Hat kamerát helyeznek el, amelyek megfigyelik a tartályokat, melyeket egyszerűen vízzel töltenek meg, amit fluoreszkáló anyaggal kevertek. Annak érdekében, hogy a víz viselkedését is fel lehessen venni, a tartály külső burkolatát plexiüvegből kell készíteni.

Szigorú tesztelési terv március 2025-ös startig Svédországban

„Nagyon örülünk, hogy ennyi hallgató utazhat az Esrange Űrközpont rakétabázisára, ahol egy év múlva a REXUS rakéta felszáll” – mondja Benedict Grefen, a TU Berlin űrtechnikai tanszékének munkatársa, aki a hallgatói csapatot irányítja. „Nagyon hálásak vagyunk a TU Berlin barátainak, hogy a REXUS programban tervezett négy hely mellett két további hallgató számára is lehetővé tették ezt az utat.” A csapat ott megismeri a startberendezéseket és a magasságkutató rakétát, valamint biztonsági oktatásban részesül. De legfőképpen a hallgatók bemutatják majd kísérleti koncepciójukat szakértőknek, és értékes visszacsatolást kapnak.

„Ezt követően szigorú ütemterv szerint haladunk a rakéták márciusi vagy áprilisi indításáig. A hallgatóknak további értékeléseken kell részt venniük, részben az DLR-ben Oberpfaffenhofenben, részben a ZARM (Alkalmazott Űrtechnológiai és Mikrogravitációs Központ) központban Bremenben, de lesz egy vagy két értékelés nálunk is” – meséli Benedict Grefen. „Ekkor az experimentumot alaposan megvizsgálják, hogy a repülés során megbízhatóan működjön.”

„WOBBLE2” csapat multidiszciplináris felállásban

Matteo Grube a tanulmányai mellett nyugodtan néz a kihívások elé. Kollegái közül a csapatvezetővé választották, amely az „WOBBLE2” rövidítést viseli, ami az „Weightless Observation of Fluid Behaviour with Berlin Liquid Guidance Experiment” kifejezést takarja. A 2-es szám arra utal, hogy az új tartálytervek ötlete már majdnem megvalósult egy másik pályázaton – akkor egy olyan kísérletet kerestek, amit a német űrhajós, Matthias Maurer, majd az űrbe vitt. Grube szerint az is biztosítja, hogy jól fogják kezelni a feladatokat, mert szakmailag nagyon sokszínű a csapat. „Az űrtechnikusokon kívül informatikusokat, gépészmérnököket és építőmérnököket is foglalkoztatunk” – mondja Grube. „Még egy norvég Erasmus-hallgató is csatlakozott hozzánk.”