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Faszination Weltraumforschung

Sie erforschen unsere Nachbarplaneten, experimentieren in der Schwerelosigkeit und treiben die Umweltbeobachtung aus dem All voran: Die Expertenteams des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiten an vielfältigen Weltraumprojekten. In die Spitzenforschung können schon Studierende einsteigen, wie Sarah Fischer vom DLR dem karriereführer berichtet.

Wenn es nach Dr. Sami Haddadin geht, könnten feinfühlige Roboter bald Reparaturarbeiten an Raumfahrzeugen ausführen oder ergonomisch ungünstige Arbeiten am Montageband übernehmen – Seite an Seite mit ihren menschlichen Kollegen: Der Ingenieur entwickelt im Robotik- und Mechatronik- Zentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sensorgeführte Leichtbauroboter für den Einsatz im Weltraum und auf der Erde. Mit seiner wegweisenden Grundlagenforschung hat er dazu beigetragen, das Forschungsgebiet der Human-Centered Robotics weltweit zu etablieren. Ein sicherer Roboter reagiert in Echtzeit auf dynamische Ereignisse und bleibt mit der Stärke und Schnelligkeit seiner Bewegungen stets unterhalb der Schwelle, die für den Menschen gefährlich ist.

Um gemeinsam mit einem Menschen auf engstem Raum zu arbeiten, muss er außerdem eine drohende Kollision innerhalb von Millisekunden erkennen – dank ausgefeilter Drehmomentsensorik und Überwachungsalgorithmen wird er dann nachgiebig oder stoppt sofort. Die Mensch-Roboter-Kollaboration eröffnet für Unternehmen ganz neue Möglichkeiten der Automation. Damit sie berechnen können, welche Vorteile ihnen der Einsatz von Robotern bringt, hat Sami Haddadin mit seinem Team aus wissenschaftlichen Mitarbeitern und Studierenden eine spezielle Software entwickelt: Sie ermöglicht eine detaillierte Planung und Simulation sicherer Arbeitsabläufe von Mensch und Roboter in der Arbeitszelle. In einer Ausgründung, die das DLR finanziell und mit Know-how unterstützt, entwickelt er die Technologie jetzt bis zur Marktreife.

Neben sicheren Robotern arbeiten DLRTeams an vielen weiteren innovativen Technologien und Anwendungen für den Weltraum: Experten entwickeln etwa den hüpfenden Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), der im Rahmen der japanischen Hayabusa-II-Mission auf dem Asteroiden 1999 JU 3 an mehreren Orten wissenschaftliche Messungen vornehmen soll. Dass sich ein Lander erstmals auf der Oberfläche eines Asteroiden fortbewegen wird, ermöglicht ein beweglicher Extender-Arm, den die Wissenschaftler auf Parabelflügen bereits erfolgreich in der Schwerelosigkeit getestet haben. Die Forscher entwickeln auch Lageregelungssysteme für Satelliten und erforschen mit dem Flugexperiment SHEFEX (Sharp Edge Flight Experiment) kostengünstige Wiedereintrittstechnologie. Ein wesentlicher Beitrag zu Galileo, dem europäischen Navigationssystem, kommt ebenfalls vom DLR: Die Expertenteams überwachen im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA den Zustand der Satelliten und sämtlicher Instrumente an Bord. Außerdem sind sie für die Steuerung der Satelliten zuständig – vier von insgesamt 30 sind bereits im All.

Zur Spitzenforschung in den Bereichen Raumfahrt, Luftfahrt, Energie, Verkehr und Sicherheit können schon Studierende ingenieur- und naturwissenschaftlicher Studiengänge bei Praktika, Werkstudententätigkeiten und Abschlussarbeiten wichtige Beiträge leisten. Nachwuchswissenschaftler übernehmen in den 32 Instituten und Einrichtungen früh Verantwortung und können im Rahmen der interdisziplinären Projekte auch eigene Ideen verfolgen. Das Forschungszentrum fördert seine Mitarbeiter mit vielfältigen Weiterbildungsangeboten und hat mit dem DLR_Graduate_Program ein anspruchsvolles Qualifizierungsprogramm für Promovierende etabliert. Den Wissenschaftlern steht an den 16 Standorten zudem eine exzellente Infrastruktur zur Verfügung: Zur Ausstattung der Raumfahrtinstitute gehören unter anderem Windkanäle, Materialprüfmaschinen, Antennenanlagen, eine mobile Raketenbasis, funktionsidentische Bodenmodelle von Raumfluggeräten und einzigartige Raketenprüfstände.

Herrin über die Raketenprüfstände des DLR ist Anja Frank: Die Ingenieurin leitet die Abteilung Versuchsanlagen des Instituts für Raumfahrtantriebe. Unter ihrer Führung entwickeln, bauen und betreiben 80 Mitarbeiter Prüfstände, Tankanlagen, Dampferzeuger und Kühlwasseranlagen. Die Forscher und Techniker testen Raketentriebwerke unter Flugbedingungen – das ist die Voraussetzung für einen späteren zuverlässigen Einsatz im All und eine möglichst genaue Missionsvorhersage. „Auf acht Prüfständen zünden wir die Triebwerke genau wie auf der Startrampe, sie heben nur nicht ab“, erklärt Anja Frank. Bei jedem Versuch erfasst sie mit ihrem Team bis zu 1000 Daten an Prüfstand und Triebwerk, die anschließend ausgewertet werden.

Einige der Prüfstände auf dem Versuchsgelände sind in ihrem Aufbau und ihren Testmöglichkeiten einzigartig in Europa. Das Ergebnis ihrer Arbeit sieht Anja Frank spätestens dann, wenn wieder eine Rakete in Richtung All unterwegs ist – viele Daten, die in den Prüfständen gesammelt wurden, haben die Entwicklung vorangetrieben, manches Triebwerk hat seine Qualifikation für den Weltraum von ihrem Team erhalten: „Ohne unsere Triebwerks- und Brennkammertests würde zum Beispiel die Ariane 5 nicht fliegen.“

DLR Raumfahrt-Institute

  • Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
  • Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung
  • Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
  • Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD)
  • Institut für Flugsystemtechnik
  • Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
  • Institut für Kommunikation und Navigation
  • Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
  • Institut für Materialphysik im Weltraum
  • Institut für Methodik der Fernerkundung
  • Institut für Physik der Atmosphäre
  • Institut für Planetenforschung
  • Institut für Raumfahrtantriebe
  • Institut für Raumfahrtsysteme
  • Institut für Robotik und Mechatronik
  • Institut für Technische Physik
  • Institut für Werkstoff-Forschung
  • Flugexperimente
  • Raumflugbetrieb und Astronautentraining
  • Simulations- und Softwaretechnik
  • Systemhaus-Technik

Quelle: www.dlr.de

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