19. November 2021
DLR-Know-how für Raumfahrt-Start-up

Ae­ro­spi­ke-Trieb­werk von Pan­gea Ae­ro­space im Test auf DLR-Prüf­stand

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MethaLox-Aerospike-Antrieb während eines Heißlauftests
Me­t­ha­Lox-Ae­ro­spi­ke-An­trieb wäh­rend ei­nes Heiß­lauf­tests
Bild 1/2, Credit: Pangea Aerospace

MethaLox-Aerospike-Antrieb während eines Heißlauftests

Im Auf­trag des spa­ni­schen Start-ups Pan­gea Ae­ro­space führ­te ein Team des DLR am Eu­ro­päi­schen For­schungs- und Tech­no­lo­gie­prüf­stand P8 ei­nen er­folg­rei­chen Heiß­lauf­test des welt­weit ers­ten ad­di­tiv ge­fer­tig­ten Me­t­ha­Lox-Ae­ro­spi­ke-An­triebs durch.
P8 - Mehr Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit beim Entwickeln von Raumfahrtantrieben
P8 - Mehr Fle­xi­bi­li­tät und Wett­be­werbs­fä­hig­keit beim Ent­wi­ckeln von Raum­fahrt­an­trie­ben
Bild 2/2, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

P8 - Mehr Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit beim Entwickeln von Raumfahrtantrieben

Tech­no­lo­gi­en für Raum­fahrt­an­trie­be mit un­ter­schied­li­chen Rei­fe­gra­den kön­nen auf dem For­schungs- und Tech­no­lo­gie­prüf­stand P8 beim DLR in Lam­polds­hau­sen ent­wi­ckelt und va­li­diert wer­den.
  • Das DLR hat im Auftrag des Start-ups Pangea Aerospace erstmals ein MethaLox-Aerospike-Triebwerk getestet.
  • Am Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 führte das Team von DLR und Pangea Aerospace erfolgreich mehrere Heißlauftests durch.
  • Die Aerospike-Technologie verspricht einen wesentlich höheren Wirkungsgrad gegenüber konventionellen Antrieben.
  • Die einmalige Prüfstandsinfrastruktur am DLR-Standort Lampoldshausen ist Voraussetzung für die Entwicklung zukunftsweisender europäischer Raumfahrtantriebe.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Raumfahrtantriebe, Technologietransfer

Einmalige Prüfstände, umfassendes Know-how und jahrzehntelange Erfahrung – der Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist spezialisiert auf das Entwickeln und Testen von Antrieben für die Raumfahrt. Ob für die großen Trägerraketen der Ariane-Familie oder den wachsenden Markt an Start-ups für kleinere Raketen, sogenannte Micro-Launcher: Das DLR-Institut für Raumfahrtantriebe testet und qualifiziert Technologie-Demonstratoren ebenso wie ganze Triebwerksstufen für den Start ins All. Im November 2021 hat ein Team des DLR im Auftrag des spanischen Start-ups Pangea Aerospace ein ganz besonderes Triebwerk untersucht: Am Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 führten sie erfolgreich Heißlauftests des weltweit ersten additiv gefertigten MethaLox-Aerospike-Antriebs durch. Heißlauftests sind umfassende Funktionstests – sie sind ein wichtiger Schritt bei der Vorbereitung auf einen Erstflug.

Aerospike-Technologie: großes Potenzial, erstmals im Praxis-Test

Die Aerospike-Technologie ermöglicht ein zukunftsweisendes Design von Triebwerken. Die Düse hat die Form eines Stachels – Englisch „spike“. Sie kann sich dadurch wesentlich flexibler an unterschiedliche Flughöhen anpassen. Die Technologie verspricht einen um 15 Prozent höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu konventionellen Ansätzen. Das bedeutet auch: 15 Prozent weniger Treibstoff ist notwendig, um die gleiche Masse in die Umlaufbahn zu befördern. Seit Jahrzehnten gilt die Aerospike-Technologie als sehr vielversprechende Lösung. Allerdings ist es erst heute möglich, sie umzusetzen – dank neuer Materialien, die höhere Temperaturen aushalten, und größerer Freiheiten bei der Konstruktion durch additive Fertigungsverfahren. So konnte Pangea Aerospace beispielsweise ein neues regeneratives Kühlsystem entwickeln, das flüssigen Sauerstoff und flüssiges Methan verwendet. Beide Gase liegen kryogen, das heißt in tiefkaltem Zustand, vor. Sie durchlaufen die Kühlkanäle, bevor sie in der Brennkammer des Triebwerks gezündet werden. So kühlt das Triebwerk ab und schmilzt nicht.

Me­t­ha­Lox-Ae­ro­spi­ke-An­trieb wäh­rend ei­nes Heiß­lauf­tests
Im Auf­trag des spa­ni­schen Start-ups Pan­gea Ae­ro­space führ­te ein Team des DLR am Eu­ro­päi­schen For­schungs- und Tech­no­lo­gie­prüf­stand P8 ei­nen er­folg­rei­chen Heiß­lauf­test des welt­weit ers­ten ad­di­tiv ge­fer­tig­ten Me­t­ha­Lox-Ae­ro­spi­ke-An­triebs durch.
Credit: Pangea Aerospace

Die insgesamt vier Testläufe gaben einen ersten Einblick, wie die Aerospike-Technologie in der Praxis funktioniert. Dabei brannte das Triebwerk jeweils für rund 60 Sekunden. Mit seinen europaweit einmaligen Testmöglichkeiten unterstützt das DLR maßgeblich die erfolgreiche Entwicklung zukunftsfähiger und effizienter Raumfahrtantriebe. Ziel ist es, einen möglichst wettbewerbsfähigen Raumtransport zu gewährleisten und so weiterhin den Zugang ins All für europäische Unternehmen und Forschungseinrichtungen sicherzustellen.

Die nächste Triebwerksgenerationen im Blick

„Der Prüfstand P8 ist eine in Europa einmalige Infrastruktur, um solche Technologien für wettbewerbsfähige Trägerraketen vorzubereiten. Mit ihm leistet das DLR einen signifikanten Beitrag, um innovative Triebwerkskonzepte in Europa zu entwickeln“, betont Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe. Bei Tests am Prüfstand P8 können Daten von mehr als 200 Parametern erfasst werden. Alle im realen Einsatz denkbaren Betriebszustände und Fluglasten lassen sich unter nahezu realistischen Bedingungen nachstellen.

Prüfstand P8: Technologien in die Anwendung bringen

Für die Triebwerksentwicklung ist der Europäische Forschungs- und Technologieprüfstand P8 beim DLR in Lampoldshausen seit über 25 Jahren eine zuverlässige Plattform. Jedes Jahr testen dort Ingenieurinnen und Ingenieure an rund 80 Versuchstagen Technologie-Demonstratoren. Die Arbeiten an flüssig-chemischen Raumfahrtantrieben umfassen das ganze Spektrum an Technologie-Reifegraden (Technology Readiness Level (TRL) 1 bis 9): vom Funktionsprinzip bis hin zum Test und zur Qualifikation für den Einsatz.

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  • Anja Kaboth
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