{"id":4530,"date":"2017-09-13T19:12:26","date_gmt":"2017-09-13T17:12:26","guid":{"rendered":"http:\/\/spaceteam.at\/?p=4530"},"modified":"2017-09-13T19:12:26","modified_gmt":"2017-09-13T17:12:26","slug":"how-to-build-a-rocket-anhand-von-str-07-florent","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wptest3.tust.at\/index.php\/2017\/09\/13\/how-to-build-a-rocket-anhand-von-str-07-florent\/","title":{"rendered":"How to build a rocket (anhand von STR-07 “Florent”)"},"content":{"rendered":"

H\u00f6chstwahrscheinlich haben Sie die folgende Phrase schon einmal geh\u00f6rt: “It’s not rocket science!”. Im Allgemeinen impliziert sie, dass ein gewisses Thema nicht allzu schwierig zu verstehen ist. Wie sich allerdings herausstellt ist “rocket science”, also das Entwickeln und Bauen von Raketen, in der Theorie weit weniger komplex als man vielleicht vermuten w\u00fcrde und kann in ein paar Schl\u00fcsselphasen heruntergebrochen werden. Ist der zweifelhafte Ruf der Raketenwissenschaften also ein Produkt von \u00dcbertreibungen und komplett ungerechtfertigt? Naja, nicht so schnell…<\/p>\n

Im Folgenden werde ich versuchen die f\u00fcnf elementaren Herausforderungen des Experimentalraketenbauens darzulegen. Ich m\u00f6chte darauf hinweisen, dass diese Schritte \u00fcblicherweise parallel ablaufen und nicht in dieser speziellen Reihenfolge abgearbeitet werden. Au\u00dferdem: In der Realit\u00e4t stellen sich die Dinge im Allgemeinen komplexer dar, als in diesem Artikel beschrieben.<\/p>\n

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1) Korpus <\/strong><\/p>\n

Zu Beginn steht die Entwicklung und Fertigung eines leichten, stabilen K\u00f6rpers f\u00fcr seine Rakete. Hierbei gilt es einige Faktoren einzubeziehen – beispielsweise aerodynamische Stabilit\u00e4t, die zu erwartenden Belastungen der Komponenten und die Dimensionen der Bauteile, die sp\u00e4ter in der Rakete Platz finden sollen.<\/p>\n

STR-07 wurde mit Fokus auf Leichtbau und besondere Strapazierf\u00e4higkeit gebaut. Die Rakete hat einen K\u00f6rper aus Glasfaser und Kohlefaser, die vier Finnen sind aus Kunststoff 3D-gedruckt und ebenfalls mit Glasfaser laminiert. [space_20]<\/em><\/p>\n

2) Elektronik <\/strong><\/p>\n

Sogar kleine Raketen enthalten deutlich mehr elektronische Komponenten als man vielleicht erwarten w\u00fcrde. Diese erm\u00f6glichen eine Kommunikation mit der Rakete am Launchpad, sowie w\u00e4hrend und nach dem Flug.<\/p>\n

STR-07 “Florent” enth\u00e4lt unter anderem unser FMS 3.2, ein “Altimax Simply” Altimeter und ein “XBee” Funkmodul. Im Flugmodus erkennt unser selbstentwickeltes FMS (“Flight Management System”) in welcher Flugphase sich die Rakete befindet und dient beispielsweise als Ausl\u00f6ser f\u00fcr die Trennung der Rakete. Die eingebauten Sensoren inkludieren ein Gyroskop, Beschleunigungssensoren (high G & low G), einen 9DOF Sensor sowie Sensoren f\u00fcr Temperatur und Luftdruck. Mit dem Ziel unser “Pyroless Recovery System” (PRS) unabh\u00e4ngig von dem FMS bef\u00fcllen zu k\u00f6nnen, wurde auch die Ansteuerung des PRS \u00fcberarbeitet und “Igniter-kompatibel” gemacht. Jeder der zwei PRS-Kan\u00e4le verf\u00fcgt nun \u00fcber eine eigene Steuerplatine und Akkuversorgung, und ist somit vollst\u00e4ndig redundant ausgelegt.[space_20]<\/em><\/p>\n

3) Antrieb <\/strong><\/p>\n

Dieser Schritt ist essentiell: Man muss sich auf die Suche nach einem Feststoff-Booster begeben, der kompatibel mit der Rakete ist und ihn stabil in der Rakete befestigen. Zus\u00e4tzlich ist es absolut notwendig einen einfachen und sicheren Weg zu finden die Rakete scharf zu machen und den Booster zu z\u00fcnden.<\/p>\n

STR-07 wurde bei ihrem Jungfernflug von einer “Cesaroni Pro75 L800-P” angetrieben und flog auf eine H\u00f6he von etwa 3 Kilometern.[space_20]<\/em><\/p>\n

4) Bergung <\/strong><\/p>\n

Eine sichere und verl\u00e4ssliche Bergung ohne Besch\u00e4digung der Rakete ist komplexer als Au\u00dfenstehende wahrscheinlich erwarten w\u00fcrden. Es gibt verschiedenste Bergesysteme, wir beim “TU Wien Space Team” verwenden ein System, das die Separation der Rakete nach Erreichen des Apog\u00e4ums involviert. Danach bremsen zwei Fallschirme den Fall der Rakete auf etwa 5 m\/s.<\/p>\n

Eine zuverl\u00e4ssige Bergung ist der Schl\u00fcssel zur Wiederverwendbarkeit unserer Raketen. Im Fall von STR-07 wurde diese\u00a0<\/em>Herausforderung\u00a0<\/em>zur gr\u00f6\u00dften, der sich unser Team zu stellen hatte: W\u00e4hrend unseren ausf\u00fchrlichen Checks wenige Tage vor dem geplanten Start entstanden erstmals Zweifel an der Verl\u00e4sslichkeit unseres CO2-betriebenen “Pyroless Recovery System”. Wir beschlossen unsere Ressourcen auf diesen zu fokussieren und adaptierten unsere Checklist und unser Vorgehen beim Scharfstellen. Daraufhin gelang es uns alle technischen Abnahmen und Tests zu bestehen, unsere Separation dreimal in Folge zu demonstrieren und den kompletten Flug am Boden vor der Jury zu simulieren (“vol simul\u00e9”).[space_20]<\/em><\/p>\n

5) Start <\/strong><\/p>\n

Sobald die Rakete fertiggestellt und funktionsf\u00e4hig ist, folgt der letzte Schritt: Die Suche nach einer passenden Startm\u00f6glichkeit und den Raketenstart. Wichtig ist es dabei zu bedenken: Die Startrampe bzw. Startplattform muss kompatibel mit der Rakete sein.<\/p>\n

STR-07 erhielt ihre Startfreigabe von der Jury von “Plan\u00e9te Sciences”, dem Veranstalter von C’Space, am Vormittag des 19.Juli 2017. Am Nachmittag desselben Tages startete unsere Rakete, verschwand in den Wolken und erreichte gem\u00e4\u00df unseren Live-Funkdaten eine H\u00f6he von etwa 3 Kilometern. Allerdings stellte sich bald heraus, dass etwas schiefgegangen war: Nirgends am Himmel war unsere Rakete und ihre beiden Fallschirme zu sehen. Nach einer vergeblichen Suche nach unserer Rakete und einigen Berechnungen war klar: STR-07 war verschwunden. Das Bergesystem unserer Rakete hatte nicht nominell funktioniert. Es besteht nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass unsere Rakete jemals gefunden wird.<\/em><\/p>\n

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Fazit <\/strong><\/p>\n

Wir haben viele wertvolle Erfahrungen gemacht und arbeiten bereits an einer neuen, verbesserten Version von STR-07. Einige Aspekte des Projekts waren sehr erfolgreich, auch wenn es uns bis dato noch nicht m\u00f6glich war die Rakete zu bergen. In Fertigungstechnik, gewichtsoptimiertem Design von Raketen und allgemeinem Probleml\u00f6sen haben wir sehr viel Erfahrung sammeln k\u00f6nnen. Zus\u00e4tzlich konnten wir viele junge Studenten f\u00fcr unser Themenfeld begeistern.<\/p>\n

Gro\u00dfer Dank geb\u00fchrt unseren Sponsoren. Nur durch ihre unglaubliche Unterst\u00fctzung ist es uns m\u00f6glich unsere ambitionierten Projekte umzusetzen. An dieser Stelle m\u00f6chte ich mich im Namen des gesamten Teams bei den folgenden Sponsoren bedanken:<\/p>\n

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TU Wien Rektorat
\nFFG
\nTU Wien ACIN
\nEasyname
\nAirbus Operations GmbH
\nANSYS
\nCadSoft
\nSiemens<\/p>\n

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AUSTROSPACE
\nBerndorf AG
\nModelshop Vienna
\nEMCO
\nSchiebel
\nRUAG
\nNowotny
\nSamtec<\/p>\n

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Liros GmbH
\nTTTech
\nCypres
\nSiltex
\nMouser
\nMolex
\nTexas Instruments
\nIng. Pr\u00e4gler GmbH<\/p>\n

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