236 Kubikmeter Weltraum in Göttingen

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Text von: redaktion

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat die neue Versuchsanlage STG-ET (Simulationsanlage für Treibstrahlen Göttingen – Elektrische Triebwerke) in Betrieb genommen. In Göttingen kann nun unter realistischen Bedingungen an Raumfahrtantrieben geforscht werden.

Am Donnerstag, 27. Oktober 2011 ist die vier Millionen teure Anlage eingeweiht worden. Kernstück ist eine Vakuumkammer, in der ein Stück Weltraum auf Erden simuliert wird. Bei Temperaturen von bis zu minus 268 Grad Celsius untersuchen die Forscher hier elektrische Raumfahrtantriebe. Mit der STG-ET soll Göttingen zu einem europaweit bedeutenden Schwerpunkt der Satellitenantriebsforschung werden.

Europaweit Referenz

„Diese Anlage bietet neuartige technologische Möglichkeiten zum Entwickeln von Antriebseinheiten und soll europaweit die Referenz für Tests an elektrischen Triebwerke werden“, sagt Johann-Dietrich Wörner, Vorstandsvorsitzender des DLR. Die Größe der Anlage – sie ist zwölf Meter lang und hat einen Durchmesser von fünf Metern – erlaubt es, ganze Satelliten-Teile zu untersuchen. Künftig sollen hier elektrische Raumfahrtantriebe in Langzeittests sowie die Auswirkung des Antriebsstrahles auf Satelliten erforscht werden. „In der hohen Realitätstreue unterscheidet sich die Anlage von bestehenden europäischen Anlagen. Das Hintergrundvakuum, das wir hier erzeugen können, ist einzigartig“, so Andreas Dillmann, Leiter des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik.

Das DLR in Göttingen forscht bereits seit Jahrzehnten an der Wechselwirkung zwischen den Antriebsstrahlen chemischer Steuertriebwerken und Raumfahrzeugen. Die STG-ET erweitert die Untersuchungsmöglichkeiten auf elektrische Triebwerke. Die STG-ET soll bestehende und eine derzeit ebenfalls im Aufbau befindliche Anlage zum Kompetenzzentrum für Klein- und Mikroantriebe Niedersachsen ergänzen. „Das neue Kompetenzzentrum ist eine herausragende Forschungsstätte unter Weltraumbedingungen. Sie wird nicht nur Niedersachsen als einen europaweit bedeutenden Forschungsstandort für Satellitenantriebe stärken, sondern auch als attraktive Ausbildungsplattform für unseren wissenschaftlichen Nachwuchs dienen“, sagte Prof. Dr. Johanna Wanka, niedersächsische Ministerin für Wissenschaft und Kultur.

Science Fiction und Wirklichkeit

Elektrische Antriebe – Beispiele hierfür sind Ionentriebwerke – sind seit langem vor allem in der Science-Fiction bekannt. Dabei hat der Raketenpionier Hermann Oberth bereits in den 20er Jahren das Prinzip entdeckt. Heute werden elektrische Antriebe in der Raumfahrt immer wichtiger. Speziell bei Kompaktsatelliten, interplanetaren Missionen oder Satellitenformationen werden sie an Bedeutung gewinnen. Die Atome des Treibstoffs (meist Xenon) werden dabei ionisiert. Anschließend werden sie in einem elektrischen Feld auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und ausgestoßen. Der Treibstoff kann dadurch viel besser zur Schuberzeugung genutzt werden als beim herkömmlichen chemischen Antrieb, bei dem Treibstoffe verbrannt oder katalytisch zersetzt werden. Allerdings ist es unvermeidlich, dass die Ionenstrahlen auf Teile des Raumfahrzeugs aufschlagen und dabei Schäden anrichten können. Beispielsweise können Solarpanels, die Kraftwerke von Satelliten, verdunkeln und schließlich ausfallen. Dies zu erforschen und die Schäden zu verringern ist Ziel der Göttinger Forscher. Hierzu ist es notwendig, den Ionenstrahl und seine Wirkung auf verschiedene Materialoberflächen genau zu kennen und eine möglichst realistische Nachbildung des Weltraum-Vakuums zu gewährleisten. Dies wird mit der neuen Anlage STG-ET mit ihrer heliumbetriebenen Kryopumpe ermöglicht. Damit die Abgasstrahlen nicht von der Wand reflektiert werden und die Messungen verfälschen, bedienen sich die Forscher eines Tricks: Die Gaspartikel frieren an der gekühlten Wand einfach fest.