Science
17.05.2018

Die Eroberung des Weltraums aus studentischer Sicht

© Bild: Space Team

Die Highlights des Space Team der TU Wien im vergangenen Jahr: Ein überraschend robuster Satellit, ein Beinahe-Raketenstart und bürokratische Hürdenläufe.

Raumfahrt ist nicht nur eine Angelegenheit für staatliche Weltraumagenturen, finanzkräftige Konzerne und ambitionierte Start-ups. Auch kleine Vereine können es schaffen, das All zu erobern. Das Space Team der Technischen Universität Wien etwa verfolgt eine ganze Reihe von Aktivitäten, um Studenten und Schülern die Gelegenheit zu geben, an echten Anwendungen für die Raumfahrt zu experimentieren. Beim "Space Event" am Mittwochabend zog der Verein ein Resümee über die Projekte des vergangenen Jahres.

Der österreichische Satellit Pegasus als Modell © Bild: FH Wiener Neustadt

Ziel Weltraum erreicht

"Unser Ziel ist natürlich immer, ins All zu kommen. Im vergangenen Jahr haben wir das geschafft", meint Andreas Bauernfeind, Vizepräsident des Space Team. Am 23.6.2017 - nicht, wie geplant, 2016 - wurde der kleine Satellit Pegasus ins All geschossen, an dem sowohl das Space Team, als auch Studenten der FH Wiener Neustadt, das Institut für Astrophysik der Universität Wien und das Österreichische Weltraumforum gearbeitet haben. Bei Pegasus handelt es sich um einen Cubesat mit den Dimensionen 20x10x10 Zentimeter. Der Satellit soll die Atmosphäre analysieren.

Für das Space Team besonders interessant zu sehen war es jedoch, wie sich die Komponenten des Satelliten, die von Studenten in Handarbeit hergestellt wurden, in der Praxis bewähren würden. Wie Dominik Kohl, der Projektleiter von Pegasus, beim "Space Event" schildert, hat sich der Satellit als überraschend robust herausgestellt. "Als einen der großen Probleme haben wir zuvor den Programmspeicher gesehen. Der ist nicht strahlungsgeschützt, weil das wesentlich teurer gewesen wäre. Dafür ist er dreifach redundant ausgelegt."

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Vom Space Team hergestellter Teil des Satelliten Pegasus © Bild: Space Team

Uhren laufen zu schnell

Das Space Team nahm an, dass es in den drei Speichern zu Fehlern kommen würde. Jeweils ein Speicher sollte daraufhin gelöscht und repariert werden, um anschließend wieder in Betrieb zu gehen. "Dennoch haben wir damit gerechnet, dass nach spätestens 125 Tagen ein kritischer Fehler auftauchen würde." Nach mittlerweile 328 Tagen im All sei jedoch noch kein einziger Fehler im Speicher aufgetaucht. In einem anderen Teil des Satelliten kommt es andererseits regelmäßig zu Fehlern, nämlich in der Zeitmessung. Die Uhren des Satelliten laufen zu schnell. Warum, ist unklar.

"Über mehrere Wochen ergibt sich jeweils ein Unterschied zur Erdzeit von ein paar Sekunden", schildert Kohl. Es sei daher notwendig, dem Satelliten regelmäßig die korrekte Zeitangabe der Erde zu übermitteln. Der Kontakt zum Satelliten besteht nur zwei bis drei Mal pro Tag für jeweils weniger als fünf Minuten. Die Datenrate zwischen Satellit und Bodenstation sei vergleichbar "mit Einwahl-Modems aus den Anfängen des Internet".

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Einer der Space Seeds des Projekts Daedalus © Bild: Space Team

Rotierende Samen

Ein weiteres Projekt des Space Team im vergangenen Jahr ist auf unvorhersehbare Schwierigkeiten gestoßen. Bei "Daedalus" ging es darum, ein System zu testen, durch das die Aufprallgeschwindigkeit von Weltraumfracht bei der Rückkehr zur Erde möglichst minimiert werden soll, schildert Projektleiter Clemens Riegler. Das Design dieses Systems namens "Space Seed" ist an jenes von Ahornsamen angelehnt, die ihren Fall vom Baum durch Eigenrotation bremsen. "Daedalus" hat sich erfolgreich um einen Platz im REXUS-Programm der deutschen Weltraumagentur DLR beworben. REXUS wurde gegründet, um studentische Raumfahrtprojekte zu verwirklichen.

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Die drei Space Seeds in ihrem Modul für die REXUS-23-Rakete © Bild: Space Team

Verschiebung wegen Unfall

Drei Exemplare der "Space Seeds" hätten an Bord der Rakete REXUS 23 vom nordschwedischen Kiruna aus 100 Kilometer in die Höhe geschossen werden sollen. Der Startort in Kiruna eignet sich besonders, weil die Umgebung so gut wie unbesiedelt ist. "Dort ist eine riesige Fläche, wo niemand wohnt", schildert Riegler. "Das Schlimmste, was dort passieren kann: Die Rakete fliegt einem Rentier am Schädel." Weil die Endmontage der Rakete REXUS 24 früher abgeschlossen war, durfte sie jedoch vor REXUS 23 starten. Es kam zu einer Fehlfunktion. Bereits nach wenigen Sekunden trennten sich Raketenmotor und Nutzlast voneinander.

"Das DLR hat sich dann entschieden, alle weiteren Starts abzubrechen", meint Riegler. "Die Entscheidung war schwer für uns, aber richtig. Zuerst müssen der Raketenmotor gefunden und die Ursachen für die Fehlfunktion analysiert werden. Das Problem ist nur: Der Motor ist leider in Tarnfarben angemalt. Er wurde bis jetzt noch nicht gefunden." Vorausgesetzt, der Raketenteil wird bald entdeckt, sollte REXUS 23 samt "Space Seeds" an Bord einen neuen Starttermin im November 2018 erhalten.

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Ein per Fallschirm gelandeter Can Sat © Bild: Space Team

Dosen am Fallschirm

Ein drittes Projekt, an dem das Space Team mitarbeitete, ist die Can Sat Challenge. Dieses von der ESA finanzierte Programm richtet sich an technikbegeisterte Schüler. Sie sollen Mini-Sonden in Form einer Getränkedose konstruieren, die mit einer Rakete in eine Höhe von 500 Meter geschossen und dort abgeworfen werden. Die Mini-Sonden sollen dabei Auswurfhöhe, Fallgeschwindigkeit und Temperaturprofil ihres Abstiegs an einem Fallschirm aufzeichnen. Zusätzlich können die Teilnehmerteams auch völlig frei definierbare Sekundärziele festlegen. Da das Space Team seit seiner Gründung im Jahr 2010 bereits eine Vielzahl erfolgreicher Starts kleinerer Raketen vorweisen kann, wurde es für die jüngste Ausgabe der Can Sat Challenge als "Launch Provider" ausgewählt.

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Can-Sat-Transportbehälter für die Rakete des Space Teams © Bild: Space Team

Bürokratie-Dschungel

Projektleiter Christian Plasounig schilderte beim "Space Event", wie sich der bürokratische Hürdenlauf bis zu einer Startfreigabe gestaltete. "Zunächst einmal benötigt man einen P2-Schein für Pyrotechniker. Damit darf man Raketen starten. Dann ging es darum, von der Austro Control eine Genehmigung zu erhalten." Als Startorte kamen als erste Wahl ein Ort nahe Linz in Betracht, als Alternative ein Flugfeld in Schärding. "Für Linz haben wir eine Sondergenehmigung gebraucht, weil sich der Startort innerhalb der Kontrollzone des Flughafens Linz befand." Nachdem man die Freigabe durch die Austro Control erhalten hatte, wurde dem "Space Team" jedoch mitgeteilt, dass außerdem das Bundesheer seine Einwilligung erteilen müsse. Der Flughafen Linz-Hörsching sei nämlich auch als Militärflughafen deklariert.

Das Bundesheer wiederum erteilte dem Projekt eine Absage, weshalb innerhalb kürzester Zeit das gesamte Prozedere mit der Austro Control für den alternativen Startplatz bei Schärding wiederholt werden musste. "Es war alles andere als einfach, aber es hat geklappt", meint Plasounig. Die Can Sat Challenge konnte mit vier Teilnehmerteams stattfinden. Weil an Bord der Rakete Platz für sechs dosenförmige Mini-Sonden war, mussten noch zwei Pepsi-Dosen mitgenommen werden. Warum gerade Pepsi-Dosen? Plasounig: "Weil die als einzige immer noch die Norm der ESA erfüllen."