Simulation zum Abbremsen von Raumschiffen bahnt Weg zu realen Flugtests
Forscher des von der EU finanzierten Projekts AEROFAST ("Aerocapture for future space transportation") konnten erfolgreich ein Flugmanöver simulieren, bei dem ein Raumschiff die Atmosphäre eines Planeten für den Bremsvorgang nutzt. Die im Rahmen des Projekts unter Laborbedingungen durchgeführte Simulation des Atmosphäreneinfangmanövers (Aerocapture) stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu realen Flugversuchen auf einem Planeten mit Atmosphäre wie etwa der Erde oder dem Mars dar. Die Verwendung dieser Technik würde es ermöglichen, bei Raumfahrtmissionen Treibstoff - und Gewicht - zu sparen und die Möglichkeiten der Erforschung unseres Sonnensystems für Menschen ausweiten. Die Forscher des Projekts gehen davon aus, dass die Atmosphäreneinfangtechnologien zu einer Kernkapazität für den planetaren Transport werden könnten, wenn Menschen und Fracht zwischen der geostationären und der erdnahen Umlaufbahn sowie zwischen Erde, Mond und Mars transportiert werden sollen. Unter Leitung des französischen ASTRIUM arbeiteten die Forscher Knowhow aus einer Reihe wissenschaftlicher Disziplinen wie der Aerodynamik und aus aerothermischen Umgebungen ein. Das Team entwarf und simulierte eine typische Weltraummission, um das Konzept zu testen. Zunächst stellte man die Ausgangsbedingungen zur Durchführung jeder Phase einer künftigen Weltraummission mit Start-, Flug- und Einfangphase zusammen. Dann arbeiteten die Forscher an der Verbesserung der Bauform des Raumschiffs, damit es diesen Anforderungen entsprach. So prüften und verbesserten sie Algorithmen zu Führung, Navigation und Steuerung (GNC) in einem Simulator im Labor. Dann simulierten sie eine komplette Mission unter Laborbedingungen, um die Raumschiffleistung zu testen. Die Tests bestätigten, dass ein Atmosphäreneinfangmanöver funktionieren könnte. Die simulierte Mission war selbst unter Worst-Case-Szenarien erfolgreich, ohne die Massen- und Budgetvorgaben zu überschreiten. Die Tests ergaben, dass eine bionische (aerodynamische) Form am besten für ein Raumschiff geeignet ist. Der Prototyp des Projekts, ein maßstäblich verkleinertes Modell eines Raumschiff-Thermalschutzsystems aus Kork, brachte ebenfalls interessante Ergebnisse, die nach Ansicht der Forscher weiter verfolgt werden sollten. Die Ergebnisse des AEROFAST-Projekts gelten bereits als Standardwerk für künftige Missionen, darunter die von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) geplanten Mars-Erkundungsmissionen. Die Forschungsarbeiten des Projekts führten zur Veröffentlichung von 14 Artikeln in wissenschaftlich begutachteten Fachzeitschriften. AEROFAST wurde mit etwa 1,9 Mio. EUR aus EU-Mitteln finanziert und lief von 2009 bis 2011.Weitere Informationen sind abrufbar unter: AEROFAST http://www.aerofast.eu/ Projektdatenblatt ASTRIUM http://www.astrium.eads.net/
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Frankreich