Rückführbare Raumfahrzeuge

Raumtransportsysteme für unterschiedliche Zwecke werden seit Jahrzehnten entwickelt, in Zukunft sollten sie jedoch nicht nur sicher in Erdumlaufbahnen starten, sondern auch kontrolliert auf die Erde zurückgeholt werden können.  Dieses Forschungsfeld baut die Helmholtz-Gemeinschaft nun im Portfoliothema SHEFEX / REX bis 2015 mit insgesamt neun Mio. Euro aus. Die Expertise auf diesem Gebiet liegt beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das zur Helmholtz-Gemeinschaft gehört.

Die sichere Rückführung von Raumfahrzeugen, bemannten Sonden und Forschungsplattformen erfordert Fortschritte bei der Wiedereintrittstechnologie. „Um auf diesem zukunftsträchtigen Technologiefeld rasche Fortschritte zu erreichen, fördert die Helmholtz-Gemeinschaft nun die Forschung an Wiedereintrittstechnologien mit dem Portfoliothema SHEFEX / REX und bereitet damit auch den Boden für zusätzliche Innovationen in der europäischen und deutschen Raumfahrtindustrie“, sagt Prof. Dr. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. Dafür muss Expertise in Aerodynamik, Werkstoffwissenschaft, Thermalschutzsystemen, Navigation, Avionik, Flugsteuerung, Systemanalyse und Flugbetrieb zusammengeführt werden, all das ist am DLR vorhanden. Das Portfoliothema SHEFEX / REX baut auf dem Flugtestprogramm SHEFEX mit dem Leitkonzept REX FREE Flyer auf, in dem DLR-Ingenieurinnen und Ingenieure Technologien für neuartige und rückführfähige Raumgleiter entwickelt haben.

SHEFEX steht für Sharp Edge Flight Experiment, zu Deutsch etwa „scharfkantiger Flugversuch“. Bisherige Raumfahrzeuge besitzen eine abgerundete Außenhaut, im SHEFEX Testprogramm werden dagegen Formen mit scharfen Kanten und facettierter Außenhaut untersucht, inwieweit Kosteneinsparungen und Verbesserungen in der Aerodynamik möglich sind. Darüber hinaus haben die experimentellen SHEFEX  Fahrzeuge einen neuartigen Hitzeschutz und  innovative Steuerungstechniken, die grundlegend für Wiedereintrittsfahrzeuge genutzt werden können. Als Leitkonzept dient den DLR-Experten mit dem „REX-Free Flyer“ ein kleinen Raumgleiter, der ab 2020 für rückführbare Experimente unter Schwerelosigkeit zur Verfügung stehen könnte. Die Form des REX wird bei dem nächsten Experimentalflug, SHEFEX III, bereits in verkleinerter Form im Flug erprobt.  Die scharfkantige Form von SHEFEX verspricht zwei wesentliche Vorteile. Zum einen bestehen gerundete Hitzeschilder typischerweise aus komplex gekrümmten Kacheln, es ist einfacher, ein Vielflach mit ebenen Kacheln zu bedecken. Außerdem resultiert die facettierte Form in verbesserten aerodynamischen Eigenschaften.

Beteiligtes Zentrum:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Koordinierender Sprecher: Dipl. Ing. Hendrik Weihs

Zum Hintergrund: Der Portfolioprozess in der Helmholtz-Gemeinschaft

Die Bundesregierung hat den Forschungsorganisationen im Pakt für Forschung und Innovation einen jährlichen Aufwuchs zugestanden, um Zukunftsthemen aufzugreifen, den Nachwuchs zu fördern und das Wissenschaftssystem in Deutschland noch leistungsfähiger zu machen. Aus einem Teil dieses Aufwuchses fördert die Helmholtz-Gemeinschaft nun eine Reihe von Portfolio-Themen, die Expertinnen und Experten aus allen Helmholtz-Zentren in einem groß angelegten Prozess als besonders zukunftsträchtig identifiziert hatten. Von dieser Förderung profitieren auch die universitären Forschungspartner. Ab der nächsten Förderperiode werden die Portfolio-Themen als Teil der Forschungsprogramme weitergeführt.