Projekt der Uni Bremen

Bremer Öko-Rakete startet in Kiruna

Vier Jahre haben Bremer Studenten getüftelt, getestet und gefeilt. Am Dienstag soll ihre Rakete im schwedischen Kiruna abheben. Das Besondere: Die Rakete hat einen ungewöhnlichen Antrieb.
02.04.2016, 00:00
Lesedauer: 6 Min
Zur Merkliste
Bremer Öko-Rakete startet in Kiruna
Von Lisa Boekhoff
Bremer Öko-Rakete startet in Kiruna

Die Studenten Tim Schwenteck (links) und Maximilian Ruhe (rechts) mit Teamleiter Peter Rickmers. Vier Jahre Arbeit stecken in ihrer Öko-Rakete Zephyr.

Christina Kuhaupt

Vier Jahre haben Bremer Studenten getüftelt, getestet und gefeilt. Am Dienstag soll ihre Rakete im schwedischen Kiruna abheben. Das Besondere: Die Rakete hat einen ungewöhnlichen Antrieb.

„Das ist keine Rocket-Science.“ Den Satz sagt, wer sprichwörtlich etwas für einfach erklären will – eben ganz im Gegensatz zur Raketenforschung. Genau die haben sich Studenten der Universität Bremen nun noch eine Umdrehung schwerer gemacht: Die jungen Forscher haben eine ökologische Rakete entwickelt. Betrieben wird sie mit flüssigem Sauerstoff und Paraffin – also Kerzenwachs. Durch diese Kombination entsteht genügend Schubkraft, um die Rakete namens Zephyr mit Schallgeschwindigkeit auf mindestens 4000 Meter Höhe zu katapultieren.

Seit vier Jahren arbeiten die Studenten am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (Zarm) an der Hybrid-Rakete. In wenigen Tagen wird es für sie nach zahlreichen Tests und Berechnungen ernst: Am 12. April hebt Zephyr zum ersten Mal ab. Die Rakete startet vom europäischen Weltraumbahnhof Esrange im schwedischen Kiruna. Stimmen die Bedingungen, könnte die Rakete sogar eine Höhe von 8000 Meter erreichen. „Es ist toll, dass die Studenten die Früchte ihrer Arbeit sehen“, sagt Peter Rickmers. Der wissenschaftliche Mitarbeiter des Zarm leitet das Projekt. Es ist Teil des Programms Studentische Experimental-Raketen (Stern) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. „Es geht darum, die Studenten für das Thema Raumtransport zu begeistern und dafür zu gewinnen. Es fehlt derzeit an Nachwuchs“, sagt Rickmers.

Bremen startet mit zwei Teams

Insgesamt nehmen acht Hochschulen aus Deutschland am Förderprojekt teil. Bremen ist die einzige Stadt mit gleich zwei Teams. Im Lkw, der Zephyr in diesen Tagen schon vorweg nach Nordschweden gebracht hat, lag deshalb noch eine zweite Rakete: die der Hochschule Bremen. Der Start ihrer Höhenforschungsrakete Aquasonic ist schon für den 8. April geplant.

Das Stern-Nachwuchsprojekt sei relativ offen gestaltet, sagt Rickmers. Die einzigen Bedingungen seien, dass die Rakete hauptsächlich von den Studenten entwickelt und gebaut werden muss, sie mindestens 3000 Meter hoch fliegt und sicher wieder runter kommt. Um etwas Neues zu entwickeln, entschied sich der Teamleiter für den Bau einer ökologischen Rakete. „Dadurch ist der Output des Projekts noch höher.“ Kerzenwachs sei im Vergleich relativ verträglich und umweltfreundlich, sagt Master-Student Maximilian Ruhe. „Normalerweise sind die Treibstoffe hochgiftig und ätzend.“

Der umweltfreundliche Antrieb der Rakete unterscheidet das Bremer Team von allen anderen. Wissenschaftler in Europa gingen jedoch bereits ähnliche Wege, sagt Rickmers: „Das zeigt, dass in diesem Antriebskonzept großes Potenzial für zukünftige Raumfahrtprojekte steckt.“ In Italien gebe es schon eine Firma, die genau mit diesem Treibstoff arbeiten wolle. Bisher sei in Europa aber noch keine Rakete mit der Kombination Paraffin und flüssigem Sauerstoff gestartet.

Start in Schweden

Während ihre Rakete, 80 Kilo schwer und fast vier Meter lang, schon in Skandinavien angekommen ist, arbeitet das Team, das heute aus neun Studenten besteht, an den letzten Schritten. Der kalte Countdown muss noch mal trainiert werden, quasi die Generalprobe für den echten Start. Jeder Schritt ist in den entscheidenden Minuten festgelegt: Wer drückt was? Wann darf über Funk gesprochen werden? Alles läuft wie beim Abflug einer echten Rakete. Bis dahin muss schließlich noch bestimmt werden, wer am Ende den entscheidenden Knopf drückt.

Das ganze Team um Rickmers fährt an diesem Sonntag los, um den Start mitzuerleben. Die Rakete muss vor Ort noch zusammengebaut werden. Sie soll vermutlich nicht senkrecht, sondern etwas seitlich starten, damit alles gut gelingt. „Es ist ein Test. Er kann daneben gehen“, sagt Rickmers. Der Name verspricht zumindest ein göttliches Gelingen: In der griechischen Mythologie ist Zephyr die Windgottheit. Sie wurde in der Antike als Frühlingsbote verehrt. Eigentlich steckt hinter dem Namen allerdings die Abkürzung des Projekts „Zarm Experimental Hybrid Rocket“.

Die umweltfreundliche Rakete soll der Raumfahrt 4.0 gerecht werden – auch durch eine einfache Handhabung und damit verbunden geringen Kosten. Zephyr habe etwa 60 000 Euro gekostet – im Verhältnis zu anderen Projekten ein kleiner Betrag. Die Raumfahrt könnte dadurch selbst für kleine Firmen oder Forschungsprojekte erschwinglich sein. „Die Technik ist auch in größerem Maßstab möglich. Vor allem vereinfacht sich die Lagerung der Triebstoffe, weil sie weniger gefährlich sind“, beschreibt Rickmers die Vorteile. Dass die Privatwirtschaft den Raumtransport für Satelliten nutzen möchte, zum Beispiel um die Erde von oben beobachten zu können, sei in den USA bereits ein Trend.

Acht Kilo Kerzenwachs

Nachwuchs ist also gefragt. Die Studenten lernten durch das Projekt den kompletten Ablauf, der sich nicht von echten Vorhaben unterscheide: „Es sind dieselben Zyklen von der Entwicklung bis zum Start der Rakete“, sagt der Teamleiter. Und Kiruna sei ein offizieller Weltraumbahnhof mit eigenen Spielregeln, das bringe Bürokratie mit sich. „Es ist unheimlich wertvoll, darüber Bescheid zu wissen.“

Die Studenten haben den Hybridantrieb, der mit flüssigen und festen Triebstoffen funktioniert, neu konzipiert. Verbrennungsforschung, Maschinenbau, Elektrotechnik und Chemie spielen dabei alle eine Rolle. 30 Triebwerktests waren nötig, um das richtige Mischverhältnis von Sauerstoff und Paraffin zu finden. Am Ende sind es acht Kilo handelsübliches Kerzenwachs und doppelt so viel Sauerstoff, die die Rakete braucht.

Anhand der Tests hat das Team auch die Flughöhe berechnet. „Ich habe fast nur am Computer gearbeitet“, sagt Kai Schilling, der nach neun Monaten zum Projekt stieß. Er studiert Ingenieurswesen mit dem Schwerpunkt Raumfahrt. Für Maximilian Ruhe und Tim Schwenteck ist das Projekt Teil ihres Masters in Produktionstechnik. „Ich fand das Thema schon immer faszinierend. Außerdem ist es etwas Praktisches. Das Studium ist ja doch sehr theoretisch“, sagt Schwenteck. Ruhe und er haben vor allem am Bodensegment gearbeitet, also der Konstruktion, auf der die Rakete am Ende stehen wird. „Sie muss mit Treibstoff versorgt werden – wie an einer Tankstelle“, sagt Rickmers.

Bestandteile der Rakete sind außergewöhnlich

Aufgeregt sei er noch nicht, sagt Ruhe. „Ich denke, das kommt, wenn wir vor Ort sind.“ Hinter den Studenten liegen zwei arbeitsreiche Wochen. Manche Tage hatten zwölf Stunden – hinzu kam die Arbeit am Wochenende.

Kerzenwachs und flüssiger Sauerstoff – auch die anderen Bestandteile der Rakete sind außergewöhnlich: Die Schubdüsen sind aus Baumwolle und Harz und im 3-D-Drucker entstanden, die Elektronik zur Steuerung der Rakete kommt aus dem Elektrohandel.

Die Verbrennung von heißem Kerzenwachs und Sauerstoff erzeugt den Schub, der die Rakete nach oben bugsiert. Was dann passiert, obliegt ganz Zephyr, denn die Rakete wird nicht von der Erde aus gesteuert. Geht es nach den Berechnungen, fliegt sie eine Parabel. Am höchsten Punkt löst sich dann die Spitze aus Kunststoff und ein erster Fallschirm öffnet sich – eigentlich werde der fürs Bremsen von Dragster-Autos genutzt. Einen Kilometer bevor die Rakete die Erdoberfläche erreicht, öffnet sich dann noch ein zweiter Fallschirm, der ebenfalls ursprünglich eine andere Funktion hat: Er wird für die Extremsportart Basejumping benutzt. Zephyr soll durch beide Fallschirme schließlich langsam hinuntertaumeln.

Live-Übertragung vom Abschuss

Die Rakete der Studenten der Hochschule, Aquasonic, fliegt ebenfalls mit zwei Fallschirmen zur Erde zurück und ist wiederverwendbar. Die Rakete kann zwei Kilo in eine Höhe von sechs Kilometern befördern. In einer Simulation berechnete das Team die Flugbahn, Systeme der Rakete wurden selbst konzipiert, gebaut und getestet. Schon während ihres Flugs wird ein Bordcomputer in Echtzeit Daten schicken wie Druck, Temperaturen und Spannungen. Außerdem unternimmt Airbus Safran Launchers unterwegs ein Experiment: Generatoren sollen aus der am Triebwerk entstandenen Hitze elektrische Energie erzeugen.

Ob und wann die Raketen der Teams starten, das hängt vom Wetter ab. Die Studenten der Uni planen am 12. April irgendwann zwischen 6 und 16 Uhr den Abschuss ihrer Zephyr. Gefährlich seien die Experimente auf dem offiziellen Testgelände nicht. „Da ist nichts. Vielleicht ein paar Rentiere – wenn überhaupt“, sagt Ruhe.

Wer den Start der Zephyr sehen möchte, findet auf der Homepage des Zarm einen Link zur Live-Übertragung.

Jetzt sichern: Wir schenken Ihnen 1 Monat WK+!
Mehr zum Thema
Lesermeinungen

Das könnte Sie auch interessieren

Das Beste mit WK+