Fachgebiet Raumfahrttechnik

Forschung und Forschungsschwerpunkte

Im Fachgebiet Raumfahrttechnik haben wir die folgenden Forschungsschwerpunkte:

  • Planetare und orbitale Exploration (Systems Engineerig, Missionsoptimierung, Entwicklung von Raumfahrtnutzlasten und Komponenten, bemannte Raumfahrt)
  • Kopplung von Know-How in den Bereichen bionische, additiv gefertige Strukturen, adaptive Optiken
    und Thermalkontrollverfahren sowie neuronale Lage- und Bahnregelungssysteme
  • Unterstützung von Partnern und Kunden durch Expertise in der Auslegung von Raumfahrt-
    missionen und -komponenten wie auch deren Analyse und Qualifizierung durch Versuche

 

Kompetenzfelder unserer Forschung und Entwicklung sind:

  • Entwicklung und Durchführung von Kleinstsatellitenmissionen
  • Struktur- und Thermalauslegung
  • Missionsdesign und Bahnoptimierung
  • Eigener Raumflugbetrieb (Bodenstation im Amateurfunkbereich)
  • Qualifikation von Raumfahrtkomponenten und Systemen (Thermal-Vakuum-Kammern, Shaker)
  • Vorentwicklung und Tests planetarer Sonden
  • Vorentwicklung und Tests von Lebenserhaltungssystemen
  • Simulation planetarer Umgebungen (Planetensimulationskammer)
  • Experimente auf Höhenforschungsraketen

Für die Bereiche Struktur und Themal werden klassische Entwicklungs-werkzeuge der Industrie genutzt (NASTRAN & ESATAN). Entsprechende Testanlagen stehen in Form von Shakern und Thermalvakuumkammern (inkl. Sonnensimulator mit Kinematik-Modul) zur Verfügung.

Weitere Details zu den Forschungsnetzwerken finden Sie unter der Rubrik
Forschung und Projekte.

Projekte des Fachgebietes

DAISY

DAISY

Closed Agricultural Life Support System Demonstrator (DAISY)

Projektbeschreibung u. Ziel

Im Forschungsprojekt DAISY wird eine Hardware/Software Testumgebung für hybride Lebenserhaltungssysteme (LSS) für zukünftige bemannte Raumfahrtmissionen entwickelt.

Hierfür wird eine kleine geschlossene Pflanzenwachstumskammer entwickelt (1m²) in welcher Wasserversorgung, Temperatur, Druck, Beleuchtung und Gaszusammensetzung kontrolliert werden können.

Die Kammer wird zunächst genutzt um Pflanzen als LSS Komponenten zu charakterisieren. Im zweiten Schritt wird sie mit einer LSS Simulation gekoppelt um bemannte Raumfahrtmissionen mit Pflanzen als „hardware in the loop“ simulieren zu können. Die sonstigen LSS Bestandteile werden nummerisch abgebildet.

Ziele sind die Charakterisierung von Pflanzen als Komponenten von Lebenserhaltungssystemen sowie die Validierung solcher geschlossener LSS für bemannte Raumfahrtmissionen.

Projektdaten

Laufzeit
Seit April 2019

Projekttyp
Forschungsprojekt

Zuwendungsgeber
K2 - Senatskommission für Forschung und Entwicklung

Projektträger
FH Aachen

Fördersumme FH Aachen
20.000 €

Projektleitung

Ilse Holbeck, B. Eng.

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Markus Czupalla
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2101
czupalla(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52362
F: +49.241.6009 52680

Partner

DLR Köln

TU München

ITS

ITS

Infused Thermal Solutions (ITS)

Beschreibung

Infused Thermal Solutions beinhaltet eine Methode zur passiven Thermalkontrolle um strukturelle Komponenten ohne den Einsatz von aktiven Heiz- und Kühlsystemen thermisch zu stabilisieren. Das ITS-Konzept kombiniert die Eigenschaften von Latentwärmespeicher (Phase Change Material - PCM) mit additiven Fertigungsverfahren. Dadurch entsteht eine Integralstruktur, ohne zusätzlich benötigte Komponenten. Der Latentwärmespeicher wird in die Hohlräume additiv gefertigten Struktur eingebettet. Dies kann die Systemmasse verringern oder durch geringe relative Zusatzmasse das System thermisch signifikant stabilisieren.

Das Projektziel ist die Fertigung und Qualifizierung eines ITS-Demonstrators, verifiziert durch Struktur- und Thermalanalysen. Zusätzlich wird die Machbarkeit der additiven Fertigung doppelwandiger, gasdichter, komplex geformter Strukturen mit integrierter Gitterstützstruktur qualifiziert. Im Frühjahr 2021 wird der erste ITS Demonstrator im 3D-Druckverfahren zusammen mit dem GoetheLab der FH Aachen gebaut. Dieser wird dann geprüft und umfangreichen Tests unterzogen.

Film zum Projekt: https://www.youtube.com/watch?v=0cjOHBKTOZM

Verleihung des Forschungspreises 2020 an Prof. Dr. Markus Czupalla für ITS:
https://www.youtube.com/watch?v=AZnxhpJWn4E

 

Projektdaten

Laufzeit
04/2019 bis 03/2022

Projekttyp
Forschungs-/Kooperationsprojekt

Förderkennzeichen
50RP1975

Zuwendungsgeber
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Träger
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Fördersumme FH Aachen
400.000 €

Projektleitung
und Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Markus Czupalla
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2101
czupalla(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52362
F: +49.241.6009 52680

Mitarbeitende

Dominik Wild, M.Sc.
Gebäude HOH
Raum O2105
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
wild(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52613

Partner

GoetheLab FH Aachen

KRONOS

KRONOS

Kaltgasbasierter DemonstratoR mit ONboard-gesteuertem Operations-System (KRONOS)

Projektbeschreibung und -ziel

KRONOS legt die Grundlage für formationsfliegende, kooperative optische Nutzlasten.

In einer orbitalen 3D Simulationsumgebung werden interdisziplinäre Auslegungsmethoden von Satellitensubsystemen (Antrieb, Lageregelung, Energieversorgung, Kommunikation) eingebettet.

Die Entwicklung von einem 2D Kaltgasdemonstrator ermöglicht es Hardwarelösungen zu verifizieren (Antrieb, Sensorik, Steuerung) sowie den Lageregelungsteil der Simulation zu validieren. Die gewählten Lageregelungskonzepte sollen anschließend mittels eines 3D Demonstrators auf Parabelflügen demonstriert werden.

Für zukünftige formationsfliegende, kooperative optische Nutzlasten sind sehr präzise Lageregelungssysteme erforderlich. Die notwendigen nummerischen Auslegungsverfahren werden innerhalb von KRONOS entwickelt und an 2D und 3D Demonstratoren verifiziert.

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Projektdaten

Laufzeit
04/2019 bis 03/2021

Projekttyp
Studentisches Projekt

Zuwendungsgeber
K1 - Senatskommission für Studium und Lehre

Träger
FH Aachen

Fördersumme FH Aachen
10.000 €

Projektleitung

Tom Theisen

Marcus Mohren

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Markus Czupalla
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2101
czupalla(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52362
F: +49.241.6009 52680

ORCS

Orbital Relais Command System (ORCS)

Projektbeschreibung und -ziel

Das Studentenprojekt Orbital Relay Command System (ORCS) ist in der FH Aachen Space Operations Facility (FHASOF) am Fachbereich 6 Luft- und Raumfahrttechnik beheimatet.

Für das Projekt kooperiert das 18-köpfige Team mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). So wurde die FHASOF zuletzt als offizieller Experimenter für den ESA-Kleinstsatelliten OPS-SAT zugelassen, welcher bereits gegen Ende 2019 in die Erdumlaufbahn transportiert wird.

Das Experiment, bestehend aus der Software für den Satelliten und die Bodenstation, wird es den Studierenden ermöglichen, Befehle von unserer Bodenstation an den Satelliten zu schicken, welche dieser dann an einen von uns entworfenen LEGO-Roboter weiterleitet. Neben dem Programmieren der Software wird dieser LEGO-Roboter konstruiert, gebaut und mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Außerdem wird die Bodenstation aufgerüstet, um einen ESA-kompatiblen Stand zu erreichen. Die Studierenden werden dabei prägende Erfahrungen in den Gebieten Programmierung, System-Engineering und Satellitenmissionsbetrieb sammeln.

Für weitere Informationen besuchen Sie die Seite des Projektes oder wenden Sie sich an fhasof(at)fh-aachen.de.

Projektleitung

Ian Luca Benecken

Hannah Tessa Walther (Stellv.)

David René Krieger (Stellv.)

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Bernd Dachwald
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2103
dachwald(at)fh-aachen.de
T: T: +49.241.6009 52343

Betreuende Ingenieure

Dipl.-Ing. Engelbert Plescher
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2105
plescher(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52394
F: +49.241.6009 52335

Dipl.-Ing. Sacha Tholl
tholl(at)fh-achen.de
T: +49.163.7546661

STAR TRACK

STAR TRACK

Projektbeschreibung und -ziel

Das Studierendenprojekt STAR TRACK ist in der FH Aachen Space Operations Facility (FHASOF) am Fachbereich 6 Luft- und Raumfahrttechnik beheimatet.

STAR TRACK verfolgt die Digitalisierung der Bodenstation der FH Aachen.

Damit werden wir unsere Bodenstation von überall auf der Welt bedienen können und von zu Hause aus die Satellitendaten zugreifen können. Bisher war es für das Tracken von Satelliten notwendig, die Bodenstation vor Ort zu bedienen, doch dank einer Schnittstelle, welche die Fernbedienung erlaubt, sind die Operatoren dann ortsungebunden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite des Projektes oder wenden Sie sich einfach an fhasof(at)fh-aachen.de.

Projektleitung

Hannah Tessa Walther

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Bernd Dachwald
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2103
dachwald(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52343

Dipl.-Ing. Sacha Tholl
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
tholl@fh-aachen.de
T: +49 (0)163 754 666 1

µMoon

µMoon

Nachstellung eines Enceladus Plumes

Projektbeschreibung und -ziel

µMoon ist ein Studierendenprojekt an der FH Aachen, welches am REXUS-Programm des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der schwedischen Raumfahrtagentur SNSA teilnimmt.

Dieses Programm ermöglicht jedes Jahr mehreren studentischen Teams aus Europa ein Experiment mit einer Höhenforschungsrakete auf circa 80 Kilometer Höhe in Mikrogravitation und geringer Restatmosphäre durchzuführen.

Die Grundlage für das Experiment ist eine Entdeckung, welche die Raumsonde Cassini 2005 im Laufe ihrer Forschungsmission am Saturn gemacht hat: Aus der Eiskruste am Südpol des Mondes Enceladus treten Fontänen aus, die Eispartikel und Wasserdampf mit hoher Geschwindigkeit in den Weltraum schleudern.

Der Fund dieser sogenannten „Plumes“ legt den Grundstein für ein bis dahin völlig neues Interesse an dem Mond. So befindet sich unter der Eisoberfläche ein Ozean aus flüssigem Wasser mit Bedingungen, die die Entstehung von mikrobiellem Leben, ähnlich dem auf der Erde, begünstigen könnten. Wie weit diese Annahmen allerdings korrekt sind, hängt auch davon ab, ob die Plumes wie angenommen funktionieren, was sie zu einem interessanten Gegenstand jetziger und künftiger Untersuchungen macht.

Um die Fluiddynamik der Plumes zu bestätigen, was bisher nicht gelang, entwickeln 19 Studierende von FH und RWTH ein Experimentmodul, welches im Kern aus einer Verdampfungskammer und einer konvergent-divergenten Düse bestehen wird, die eine Überschallströmung ähnlich der auf Enceladus erzeugen soll.

Für mehr Informationen zum Projekt, den Hintergründen und dem REXUS Programm kannst du uns einfach eine Mail an micromoon(at)fh-aachen.de schicken.

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Projektdaten

Laufzeit
06/2020 bis 03/2022

Projekttyp
Studierendenprojekt

Projektträger
REXUS/BEXUS (ESA, DLR, SNSA)

Zuwendungsgeber
DLR/ZARM

Fördersumme FH Aachen
14.620 €

Projektleitung

Karina Szych

Christopher Turck

Betreuung

Prof. Dr.-Ing. Bernd Dachwald
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O2103
dachwald(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52343

Fabian Baader, M.Sc.
Gebäude Boxgraben 100
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
fabian.baader@fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52862

Partner

REXUS/BEXUS
(ESA, DLR, SNSA,
ZARM, SSC)

CubeSat

CubeSat


Am Fachbereich wurden bereits zwei Kleinstsatelliten nach dem CubeSat-Standard gebaut und in den Orbit geschossen. Der zweite davon, COMPASS-2, war ein 3U-CubeSat, der mit einem Widerstandsegel zur Vermeidung von Weltraumschrott und innovativen flexiblen Solarzellen für die In-Orbit-Demonstration ausgestattet war. Der Fachbereich betreibt eine eigene Bodenstation für den Betrieb und zur Unterstützung von CubeSat-Missionen im Amateurfunkbereich. Hier bestehen viele internationale Kooperationen sowie eine Kooperation mit der ESA.

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Levity

Levity Space Systems - ESKIMO

 

Die Entwicklung des Satelliten zielt auf Kosteneffizienz durch Standardisierung und Nutzen bereits verfügbarer Komponenten ab. Zusammen mit einem elektrischen Antrieb soll die Plattform eine universelle Infrastruktur für kommende Kleinsatellitengenerationen insbesondere im lunaren Bereich bieten.

Levity entwirft einen Kleinsatelliten, der einerseits den kommerziellen erdnahen Bereich bedient und andererseits zum Mond fliegen kann. Ab 2022 bietet die europäische Raumfahrt erstmals eine kommerzielle Möglichkeit für Kleinsatelliten den Geostationären Orbit zu erreichen. Levity sieht vor als sekundäre Nutzlast auf der Ariane 6 zu starten, um nach erfolgreicher Abtrennung von der Rakete von der Geostationären Umlaufbahn mittels eines elektrischen Antriebes zum Mond zu beschleunigen. Dadurch entsteht die erste kommerzielle Infrastruktur zum Mond für Kleinsatelliten.

Zur Homepage von Levity Space Systems geht es hier

Weitere Projekte (detailliertere Informationen folgen)

  • CLSSC
  • MPI - ICPU
  • Rosetta Landestudie
  • STERN

Abgeschlossene Projekte