Shake it like ELVIS Studierenden-Raumfahrtprojekt vor dem Start an die Grenze des Weltalls

Langsam wird es ernst für ELVIS. Das Team aus acht Studierenden der TU Braunschweig wird im März sein Experiment mit einer Rakete des deutsch-schwedischen REXUS/BEXUS-Programms in die Schwerelosigkeit schicken. Während der Integration Week im Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen konnten die jungen Forscherinnen und Forscher ihren Versuch vor dem Start noch einmal testen.

Nach dem erfolgreich bestandenen Experiment Acceptance Review: Moritz Pich, Lennart Fox, Simon Stapperfend, Jonas Sommerfeldt und Alexander Landeck (v.l.). Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Nach allen Prüfungen atmeten die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler des Instituts für Geophysik und Extraterrestrische Physik und der ExperimentalRaumfahrt-InteressenGemeinschaft e.V (ERIG) auf: Ihr Experiment hat die drei Tests und das Review erfolgreich bestanden. „Ich bin sehr froh darüber“, freut sich Physik-Student Alexander Landeck, der das ELVIS-Team leitet. 

Das interdisziplinäre ELVIS-Team (Exploration of Low-Velocity collisions In Saturn’s rings), das aus Physik, Maschinenbau- und Elektrotechnik-Studierenden besteht, will mit seinem Experiment das Verhalten von Partikeln in den Saturnringen erforschen. Dabei werden Stöße zwischen kleinen Eisteilchen in den Ringen des Saturns mit Hilfe von Glaskugeln simuliert und untersucht. Diese Eisteilchen sind ähnlich wie Schneebälle, wobei ihre Größe von weniger als einem Millimeter bis zu mehreren Metern reichen kann. 

Experimente in der Schwerelosigkeit

Fünf deutsche und fünf internationale Teams werden im März 2019 in Esrange nahe Kiruna in Nordschweden zwei REXUS-Raketen mit ihren Versuchen bestücken. Bis 90 Kilometer in die Höhe fliegen die Raketen und damit an die Grenze des Weltraums. Hier können die Experimente mehrere Minuten in der Schwerelosigkeit ausgeführt werden. Neben den Nachwuchsforscherinnen und -forschern der TU Braunschweig sind noch Studierende der Universität Bremen, der Universität der Bundeswehr München, der TU Berlin, der Ernst-Abbe-Hochschule Jena sowie verschiedener Universitäten in Schweden, Niederlanden und Polen dabei.

Mit ganz unterschiedlichen Versuchen. So werden verschiedene Experimente aus der Rakete abgeworfen, zum Beispiel ein Modellflugzeug, das die Forscherinnen und Forscher später über einen GPS-Sender wieder finden müssen. „Es ist unglaublich, wie viele verschiedene Ideen in den Versuchen stecken“, erzählt Alexander Landeck begeistert. „Es macht sehr viel Spaß, bei dem Programm mitzumachen.“

Jedes Detail muss stimmen. Das Experiment des Team ELVIS wird zusammengebaut. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Was gehört wohin? Vor dem Zusammenbau des Versuchs. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Beim Zusammenbau des Experiments. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Sieht gut aus! Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Ripple-Test: Hier wird untersucht, wie viel Strom das Experiment verbraucht und wie viele Störungen (ripple) es zur Spannungsquelle und den anderen Experimenten zurückführt. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Beim Bench-Test werden alle Experimente der Rakete hintereinander auf einen Tisch (bench) gelegt. Bei der Simulation wird beoachtet, ob alle Experimente ihre Signale bekommen. Dabei werden außerdem die Bodenstationen getestet. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Beim Shaker- oder Vibration-Test wird das Experiment auf einer riesigen Membran ordentlich durchgeschüttelt. Moritz Pich und Lennart Fox waren sehr zufrieden mit dem Ergebnis. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Hier wird gerüttelt und geschüttelt: das Experiment beim Vibrationstest. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Blick in den Fallturm am ZARM: Mit einer Höhe von 146 Metern ist der Fallturm Bremen das größte Labor am ZARM und das einzige dieser Art in Europa. Hier können Wissenschaftsteams aus aller Welt täglich Experimente im freien Fall durchführen. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Der Fallturm von außen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt nutzen das Großlabor für Experimente unter kurzzeitiger Schwerelosigkeit. Bildnachweis: Team ELVIS/TU Braunschweig

Zur Integration Week am ZARM in Bremen trafen sich alle REXUS-Teams. Die Studierenden mussten ihre Experimente zunächst komplett zusammenbauen. Getestet wurde dann, ob alle Versuche gleichzeitig in die Rakete passen. Insgesamt werden zehn Experimente auf zwei REXUS-Raketen verteilt. „Wichtig ist auch, dass diese sich nicht gegenseitig stören“, erzählt Alexander Landeck. „Unser Experiment zum Beispiel erzeugt Vibrationen. Das könnte andere behindern.“

Von einem Test zum nächsten

Beim Experiment Acceptance Review überprüften die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des ZARM elektrische Kabel, Anschlüsse, Lötstellen und scharfe Kanten, die die Isolierung durchscheuern könnten. Weiter ging es zum Ripple Test: Hier untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie viel Strom das Experiment verbraucht und wie viele Störungen (ripple) es zur Spannungsquelle und den anderen Experimenten zurückführt. „Am spannendsten war allerdings der Shaker- oder Vibration-Test“, so Alexander Landeck. „Dort wird das Experiment auf einer riesigen Membran ordentlich durchgeschüttelt.“ ELVIS hat den einachsigen Schütteltest, bei dem der Raketenstart simuliert wird, gut überstanden. „Bis auf ein paar Kleinigkeiten ist alles heil geblieben.“

Bis Mitte Januar hat das Team ELVIS Zeit, an seinem Versuch zu tüfteln. An der Software müssen die Studierenden noch Korrekturen vornehmen und einige Stecker zusätzlich mit Schrauben befestigen, damit sie sich beim Raketenflug nicht lösen. In der Mobilen Raketenbasis MoRaBa des DLR in Oberpfaffenhofen stehen vom 21. bis 25. Januar weitere Tests an. „Das ist die letzte Chance, die Experimente noch einmal zu bearbeiten“, erklärt Alexander Landeck. Anschließend werden alle Versuche nach Schweden verschickt. Am 3. März reisen die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler schließlich in den Norden Schwedens. Der Start ihrer REXUS-Rakete ist für den 13. oder 14. März geplant. Gute Reise ELVIS!