Plasmawindkanäle fit für die Zukunft

Das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart hat die Vakuumanlage seiner Plasmawindkanäle mit einem neuen Steuerungssystem ausgestattet. Die offizielle Inbetriebnahme fand am 11. September 2025 statt.

Seit über 30 Jahren nutzen Forschende die Plasmawindkanäle, um den Eintritt von Raumflugkörpern in planetare Atmosphären experimentell zu untersuchen. Dabei entsteht ein sogenanntes Plasma, ein teilweise ionisiertes, mehrere tausend Grad heißes Gas, dem vor allem die Vorderseite des Raumfahrzeugs ausgesetzt ist. Die Windkanäle simulieren diese extremen Bedingungen, indem ein Plasmagenerator eine sehr heiße Plasmaströmung erzeugt. Dies erlaubt auch die Untersuchung des Verglühens von Weltraumschrott oder von eintretenden Meteoroiden, wobei künstliche Sternschnuppen entstehen.

Dank der Modernisierung können nun erstmals auch Eintrittsbedingungen in die Atmosphären von Neptun oder Uranus realistisch nachgebildet und dafür potenzielle Hitzeschutzmaterialien getestet werden. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Vakuumanlage, da die Experimente bei sehr geringem Druck durchgeführt werden: Während der Plasmagenerator die gewünschte Gasmischung in eine hermetisch abgeschlossene Kammer einbringt, müssen massive Pumpen das Gas gleichzeitig kontinuierlich absaugen. So bleibt der für die Experimente benötigte Druck   konstant. Hier ist höchste Präzision und eine fein abgestimmte Steuerung gefragt.

„Exzellente Forschung benötigt exzellente Labore“, betont Peter Middendorf, Rektor der Universität Stuttgart. „Die Plasmawindkanäle des IRS haben der Universität über Jahrzehnte ein hohes internationales Ansehen auf dem Gebiet der Raumtransporttechnologie verschafft. Ich freue mich sehr, dass wir mit der modernisierten Vakuumanlage unsere Kompetenzen auf diesem Gebiet weiter ausbauen können.“

In enger Zusammenarbeit zwischen dem Universitätsbauamt, dem Dezernat Technik und Bauten, der ausführenden Firma Busch und IRS-Laborleiter Stefan Löhle wurde die Steuerung umfassend modernisiert und erweitert. „Wir können jetzt viele Gasmischungen für fast jede Planetenatmosphäre erzeugen - und das auch bei höheren Drücken als bisher“, erklärt Löhle.

In der Arbeitsgruppe High Enthalpy Flow Diagnostics Group (HEFDiG) untersucht Stefan Löhle gemeinsam mit seinen Kolleginnen und Kollegen zahlreiche aerothermodynamische Fragestellungen rund um den Flug und Eintritt von Raumfahrzeugen in die Atmosphäre der Erde und anderer Planeten. Dabei entstehen regelmäßig Abschlussarbeiten von Studierenden und Promovierenden, sodass auch der fachliche Nachwuchs langfristig gesichert ist.

Weitere Infos zur News:

• High Enthalpy Flow Diagnostics Group (HEFDiG)
• Institut für Raumfahrtsysteme (IRS)
• Instagram-Story zur Sternschnupperforschung am IRS  

Luft- und Raumfahrtforschung an der Universität Stuttgart

Die Stuttgarter Luft- und Raumfahrt ist eine bundesweit einzigartige interdisziplinäre Ideenschmiede für Schlüsseltechnologien im All und auf der Erde. Forschende der Universität Stuttgart bündeln Expertisen auf den Gebieten der Klima- und Energieforschung, Kommunikationstechnologie, Antriebstechnik sowie des KI-basierten Fliegens. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Erforschung nachhaltiger technologischer Lösungen, die die ökologischen Auswirkungen der Luft- und Raumfahrt minimieren sollen. Geforscht wird interdisziplinär und im engen Dialog mit regionalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie, etwa im Rahmen der Sonderforschungsbereiche ATLAS (SFB 1667) und SynTrac (SFB-TRR 364). Als Partner von THE Aerospace LÄND trägt die Universität Stuttgart zur Umsetzung der baden-württembergischen Landesstrategie bei, die Luft- und Raumfahrt bis 2050 nachhaltig, digital und kooperativ zu machen. Ihren Studierenden bietet die Universität eine fundierte ingenieurwissenschaftliche und anwendungsorientierte Ausbildung. In der Nachwuchsförderung kooperiert sie mit der „Zukunftsoffensive Luft- und Raumfahrt-Nachwuchs“, einer Initiative des Landes Baden-Württembergs, die sich für die Stärkung der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern engagiert.