Astronautik und Exploration

Die nächste Generation der bemannten Raumfahrtmissionen wird die Astronaut*innen weiter von der Erde wegführen als je zuvor. Dies erfordert immer komplexere Lebenserhaltungssysteme (LSS), um die Astronaut*innen am Leben, glücklich und gesund zu halten. Missionsszenarien dieser Art erfordern daher eine größere Autonomie und Resilienz.

Um solche Systeme detailgetreu modellieren zu können, wird am Institut für Raumfahrtsysteme ein Labor für Lebenserhaltungssysteme aufgebaut. Dieses Labor umfasst neben einer zentralen Vakuumkammer typische LSS Subsysteme wie die Kohlenstoffdioxid-Aufbereitung, Sauerstoff-Generation und Thermalkontrolle. Um die verschiedenen, selbst gebauten Systeme zu testen, wird es auch einen metabolischen Mensch Simulator geben, der, genau wie Astronaut*innen im All, Sauerstoff verbraucht und Kohlenstoffdioxid erzeugt, Wasserdampf bei sportlicher Aktivität aussondert und Wärme in das Raumfahrzeug emittiert.

Parallel zum Labor wird das Labor virtuell in V-HAB in Matlab modelliert und ein digitaler Zwilling erstellt. Dieser digitaler Zwilling soll genutzt werden, um mithilfe von Machine Learning Algorithmen Vorhersagen über den Zustand des LSS zu geben und Systemausfälle zu verhindern. Aus den daraus gewonnen Kenntnissen können die individuellen Parameter des realen LSS optimal angepasst werden, um einen langen Betrieb zu ermöglichen.

Inhalt folgt in Kürze.

Beim Sojus-Simulator handelt es sich um einen  vereinfachten Nachbau des Sojus-Cockpits in einer Mock-Up-Kapsel in Originalgröße, mit dessen Hilfe Studierende das Steuern und Bedienen eines komplexen Raumfahrzeugs in einem typischen Missionsszenario, wie zum Beispiel dem Flug zur internationalen Raumstation ISS, erlernen können. Dabei werden die Bewegungen des Raumfahrzeugs im Orbit in sechs Freiheitsgraden 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 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:

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!