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Raumfahrt : Raumgleiter mit scharfen Ecken und Kanten

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Zwei Meter hoch: der Raumgleiter Shefex II Bild: DRL

Das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum will Anfang 2011 eine verbesserte Version seines Wiedereintrittskörpers Shefex testen. Er verfügt über eine neuartige Oberfläche für den Hitzeschutz: Erstmals in der Geschichte der Raumfahrt soll diese aktiv gekühlt werden.

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          Während die großen amerikanischen Raumfähren in den kommenden Monaten endgültig ausgemustert werden, denkt man beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt über einen kleinen Raumgleiter – Rex – nach, der Ende dieses Jahrzehnts für rückführbare Experimente unter Schwerelosigkeit zur Verfügung stehen könnte. Er hat allerdings nur eine Chance, verwirklicht zu werden, wenn er auf der Basis simpler und kostengünstiger Techniken für den Flug und den Wiedereintritt in die dichteren Schichten der Atmosphäre gebaut wird. Diese Techniken sollen mit dem experimentellen Testflugkörper Shefex („Sharp Edge Flight Experiment“) erprobt werden.

          Eine erste Version des Flugkörpers, Shefex I, ist im Oktober 2005 als Nutzlast einer Höhenforschungsrakete von der norwegischen Insel Andøya aus gestartet worden. Ein wesentlich verbessertes Exemplar, Shefex II, soll Anfang 2011 vom australischen Testgelände Woomera aus bis in 200 Kilometer Höhe gebracht werden. Dieser Flugkörper ist am vergangenen Freitag im DLR-Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung in Stuttgart vorgestellt worden.

          Erstmals in der Raumfahrt aktive Kühlung des Hitzeschildes

          Shefex zeichnet sich anders als andere Wiedereintrittskörper durch seine scharfkantige Form aus, die den Hitzeschutz vereinfacht. Seine Oberfläche besteht ausschließlich aus ebenen Paneelen, wodurch sich gute aerodynamische Eigenschaften ergeben. Bei den Paneelen handelt es sich um verschiedene Keramiken, deren Wirksamkeiten die Forscher miteinander vergleichen wollen. Unter anderem wird auch eine neuartige „Verlustkeramik“ erprobt, die sich stark überhitzen lässt. Zwar ist sie langsamer Erosion ausgesetzt, aber für einen einzigen Flug reicht sie aus. Es ist eine Keramik, die sich nach dem Flug rasch und preiswert austauschen lässt.

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          Mit Shefex II soll erstmals in der Raumfahrt auch eine aktive Kühlung des Hitzeschildes erprobt werden. Dabei tritt Gas durch Poren in den Kacheln nach außen, wodurch eine Art kühlende Schutzschicht entsteht. Das Gas aus der Erdatmosphäre kommt dadurch nicht an den Flugkörper heran. Beim Wiedereintritt sind an der Außenhaut des Flugkörpers Temperaturen von mehr als 2000 Grad Celsius zu erwarten.

          Rund 160 Sensoren werden während des Fluges Druck, Wärmefluss und Temperatur in der Nutzlastspitze messen. Der Flug wird im Überschallbereich mit kleinen Stummelflügeln gesteuert, die keinerlei tragende Funktion aufweisen. Darauf können die Forscher verzichten, weil der Raumgleiter Rex als Auftriebskörper konzipiert werden soll.

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