Astronautik und Raumstationen

Institut für Raumfahrtsysteme

Die IRS Forschungsabteilung Astronautik und Raumstationen unter der Leitung von Prof. Reinhold Ewald.

Die Algen des Photobioreaktors
Die Algen des Photobioreaktors

Die Abteilung Astronautik und Raumstationen hat zwei Forschungsschwerpunkte. Zum einen sind das die Weiterentwicklung regenerativer Komponenten für Lebenserhaltungssysteme und zum anderen der Bereich der Cockpitsimulation existierender und künftiger Raumfahrzeuge. Die Systemanalyse komplexer Raumfahrtszenarien wird dabei zusammen mit der Abteilung Raumtransporttechnologie durchgeführt.

Weitere Arbeitsbereiche:

  • Simulation von Gesamt- und Subsystemen von Raumstationen (in Workshopform als Space Station Design Workshop)
  • Methodik und Computerwerkzeuge für den Systementwurf komplexer Orbitalsysteme
  • Nutzlastakkommodation auf Raumstationen, hier speziell rege nerative Komponenten für das Lebenserhaltungssystem
  • Untersuchungen der natürlichen und induzierten Raumstationsumgebung
  • Entwurf von Raumstationsexperimenten.

Hauptbereiche

Regenerative Komponenten für Lebenserhaltungssysteme

Bei bemannten Reisen zum Mars oder beim Aufbau einer Station auf der Mondoberfläche müssen Technologien zur Versorgung der Menschen mit Sauerstoff und Nahrung, aber auch zur Wiederaufbereitung von Kohlendioxid (weiter-)entwickelt werden. Nur so können Langzeitaufenhalte des Menschen fern von der Erde bewältigt werden. Dabei stehen die Minimierung des Nachschubbedarfs und die Effizienzsteigerung im Mittelpunkt.

Die Entwicklung von regenerativen und innovativen Technologien zur Unterstützung von Lebenserhaltungsystemen ist der Forschungsschwerpunkt unserer Arbeitsgruppe.

Hierzu führen wir Systemstudien auf Basis von zeitdiskreten Simulationen durch. Dafür werden Technologien und Systeme zur Lebenserhaltung modelliert und entsprechend eines Missionsszenarios simuliert. Ein wesentlicher Ansatz bei den experimentellen Untersuchungen spielt die synergetische Vernetzung von physikochemischen und biologischen Technologien innerhalb des Lebenserhaltungssystems und zwischen Lebenserhaltungs- und weiteren Subsystemen. Hierzu eignen sich insbesondere Photobioreaktoren zur Kultivierung von Mikroalgen.

In unseren Laborräumen stehen verschiedene Photobioreaktoren bereit. Diese ermöglichen uns eingehende Untersuchungen an den Schnittstellen der Technologien, aber auch Untersuchungen zur Entwicklung von Prototypen, die anschließend wie im Weltraumexperiment PBR@LSR auf der ISS zum Einsatz gekommen sind.

Beim PBR@LSR Experiment (2018) haben wir als Principal Investigator finanziert von der DLR-Raumfahrtagentur und in Zusammenarbeit mit Airbus DS in Friedrichshafen mit einem Photobioreaktor auf der ISS Erkenntnisse zur Langzeitkultivierung von Chlorella vulgaris gewonnen.

Ansprechpartnerin:

Dr.-Ing. Gisela Detrell (Leitung)

Der Photobioreaktor
Der Photobioreaktor

Der Sojus-Simulator

Bei dem Sojus-Simulator handelt es sich um einen  vereinfachten Nachbau des Sojus-Cockpits in einer Mock-Up-Kapsel in Originalmassen, mit dessen Hilfe die Studierenden das Lenken und Bedienen eines komplexen Raumfahrzeugs in einem typischen Missions-Szenario, wie zum Beispiel dem Flug zur internationalen Raumstation ISS, erlernen können. Dabei werden die Bewegungen des Raumfahrzeugs im Orbit in sechs Freiheitsgrade realistisch dargestellt.
Technische Daten
Basisdaten: Durchmesser: 2,3 m
Höhe: 2,0 m
Originalsoftware Kernprogramm: Orbiter Space Flight Simulator von Dr. Martin Schweiger; IRS-spezifische Software zur Ansteuerung der Hardware & Simulation der Sojuskapsel
Hardware: Realitätsnahe Kapsel mit 3 Sitzen, 2 Multifunktions-Displays und 2 Kontroll-Sticks mit zusätzlichen Bedienelementen und Monitor für die Projektion der Simulationsumgebung
Bodenstation mit 6 Monitoren und 4 Heim-PCs zur Kontrolle und Steuerung der Simulation
Eigenes Kommunikationssystem über Headsets auf Basis von TeamSpeak
Eigenes System zur Überwachung und Regelung der 'Kabinenatmosphäre' in der Kapsel

Eine Weiterentwicklung des Originalsystems ist u.a. in den Antarktisstationen Concordia und Halley zum Einsatz gekommen, um die Pilotenfähigkeiten von Crewmitgliedern in Isolation zu untersuchen. Mit dem neuesten, auf eine Virtual Reality Basis umgestellten System wurden in Zusammenarbeit mit dem IMBP in Moskau Langzeitisolationsexperimente (8 Monate) durchgeführt

Ansprechpartner:

Prof. Dr. rer. nat. Reinhold Ewald

Mail to hier klicken

Dr. Santiago Lopez Allegria

Tel.: +49 (0) 711 685 60368

Der Sojus-Simulator im IRS
Der Sojus-Simulator im IRS

Space Station Design Workshop

Der Space Station Design Workshop ist ein einwöchiges Seminar, in dem Teilnehmerinnen und Teilnehmerin kompetitiv in zwei Teams bemannte Raumfahrtsysteme entwerfen. So wird auf praktische Art und Weise System Engineering gelehrt.

Wer kann teilnehmen?

  • Studierende und Young Professionals aller Fachrichtungen und Nationalitäten

Was wird gemacht?

  • Entwerft ein bemanntes Raumfahrtsystem und eine Mission in einer praktischen Werkstattumgebung am IRS
  • Macht praktische Erfahrungen in System Engineering, Projektmanagement und Teamorganisation
  • Benutzt fortgeschrittene Concurrent Design Methoden und angepasste Software Tools
  • Sei Bestandteil eines internationalen und interdisziplinären Teams

Was wird benötigt?

  • Sprachkenntnisse: Englisch
  • Interesse an bemannter Raumfahrt
  • Fähigkeit zur Mitarbeit und Kommunikation in einem internationalen Team

Der Workshop ist dank unseren vielen Sponsoren komplett kostenlos!

Weitere Informationen und zur Anmeldung

Kontakt

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Reinhold Ewald

Prof. Dr. rer. nat.

Professor für Astronautik und Raumstationen

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