Die Studentenexperimente werden mit einer einstufigen ungesteuerten Spin-stabilisierten Feststoffrakete gestartet.Der Raketenantrieb besteht aus einer Improved Orion-Antriebsstufe, 3 Finnen zur Stabilisierung und einem Raketenadapter mit einem integrierten Trennungssystem (Bild 1). Die Gesamtmasse von etwa 515 kg setzt sich zusammen aus dem Treibstoff (290 kg), dem Leergewicht des Raketenmotors (125 kg) und der Nutzlast (100 kg). Die Rakete hat eine Gesamtlänge von etwa 5,6 m und einen Durchmesser von 356 mm. Die Standardanordnung der Nutzlast besteht aus dem Bergungssystem, dem Service-System, einer absprengbaren Nasenverkleidung und 2 Experimentmodulen mit den Studentenexperimenten. Die Masse der beiden Zylinderstrukturen (Experimentmodule), in denen die Experimente untergebracht werden, und die der beiden Bodenplatten zur Befestigung beträgt etwa 10 kg. Für die Studentenexperimente stehen etwa 30 kg zur Verfügung.
Tabelle 1: REXUS Massen der Standard Anordnung
Die Rakete beschleunigt während 26 Sekunden mit max. 20 g. Da die Rakete durch eine Rotation mit 4 Umdrehungen pro Sekunde stabilisiert wird, tritt eine Zentrifugalbeschleunigung von über 1 g auf. Durch ein sog. „Jo-Jo"System kann der Spin in der ballistischen Freiflugphase deutlich reduziert werden, so dass für wenige Minuten fast Schwerelosigkeit auftritt. Die Fliehkraft und die aerodynamische Abbremsung durch die Restatmosphäre verursachen dann noch Beschleunigungen von etwa 0,1 g. Abhängig von den Experimentanforderungen kann die Rakete während des Tages oder in der Nacht gestartet werden.
Der Brennschluss der Rakete ist in etwa 23 km Höhe. Die Rakete hat dort eine maximale Geschwindigkeit von etwa 1250 m/s. Die Trennung der Antriebsstufe von der Nutzlast erfolgt nach Absprengung der Nasenverkleidung, die oberhalb von ca. 55 km Höhe erfolgen kann. Das geschieht in der Regel vor Erreichen des Apogäums, kann aber durch spezielle Experimentanforderungen verschoben werden. Das Apogäum liegt in Abhängigkeit von der Masse der Nutzlast etwa zwischen 90 und 100 km. Zur besseren Stabilisierung kann die Antriebsstufe auch erst relativ spät von der Nutzlast getrennt werden. Die Trennung kann dann während des Wiedereintritts vor Erreichen der unteren Atmosphäre erfolgen.
Während des Wiedereintritts wird die Nutzlast in einer Höhe von etwa 26 km mit einer maximalen negativen Beschleunigung von 6 gabgebremst. Die Bergungssequenz wird in einer Höhe von etwa 5 km (etwa 6 min nach dem Start) gestartet. Ein Fallschirmsystem bremst die Nutzlast danach bis auf eine Endgeschwindigkeit von etwa 10 m/s unmittelbar vor der Landung ab.
Tabelle 2: Typischer Flugablauf (REXUS-3)
Nr. in Bild 4
a) Mechanische Anordnung
Die Experimente werden in zylindrische Experimentmodule eingebaut. Ein Standardmodul hat eine Höhe von 300 mm, einen Außendurchmesser von 356 mm und ein Gewicht von 3,5 kg.Die Experimente können auf eine Bodenplatte (1,5 kg) im Experimentmodul oder direkt an der Zylinderinnenseite befestigt werden.
Im Experimentmodul können Öffnungen dazu genutzt werden, um Messungen außerhalb des Moduls durchzuführen (Bild 5 und 6). Ein Experiment kann innerhalb des absprengbaren Nasenzylinders an einer Adapterstruktur befestigt werden (Bild 7). Es ist auch möglich, dieses Experiment während des Fluges abzutrennen. Die Nutzlast fliegt dann separat auf der gleichen ballistischen Flugbahn wie die eigentliche Nutzlast, wobei eine Bergung dann in der Regel nicht vorgesehen ist.
b) Elektrische Verbindungen
c) Experiment Überwachung und Datenerfassung Serielle Datenschnittstellen für Telemetrie und Telekomandos sind für 5 Experimente vorhanden (RS422). Für ein Experiment oder die Bergungskamera kann über ein Relais ein TV-Kanal genutzt werden.
Tabelle 3: Telemetrie Downlink Struktur
Weitere, vom Service System bereitgestellte Daten: