Zuverlässige Raumtransportsysteme können nur durch den Einsatz verifizierter Auslegungswerkzeuge und Technologien wirtschaftlich effizient entwickelt werden. Es gilt, mithilfe der leistungsfähigen Auslegungswerkzeuge einen geeigneten Mittelweg zwischen Simulation durch Numerik und Erprobung und Ausprobieren durch Tests zu finden. In diesem Zusammenhang sind reale Flugdaten mit durch die Aerothermodynamik aufgeheizten Strukturen sehr selten. Aufgrund der Tatsache, dass einzelne, punktuelle, Flugexperimente nicht alle offenen Fragestellungen beantworten kann, ist der Aufbau eines Flugprogramms mit aufeinander aufbauenden, wissenschaftlich-technisch evolutionären und damit wirtschaftlich vertretbaren Flugexperimenten zentral.
In diesem Rahmen wird das DLR mit dem Projekt ATEHEAt die Forschung an einigen Technologielücken für wiederverwendbare Raumtransportsysteme ermöglichen und sich als ein unverzichtbarer Partner für europäische Raumtransportentwicklung etablieren. Zu diesem Zweck wird der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten auf der Entwicklung von zwei Flugexperimenten liegen: ein Flugexperiment im Hyperschallbereich mit einer maximalen Machzahl von über 8 für eine relativ lange Zeit (länger als 120 s) und ein Flugexperiment mit einer einstufigen innovativen Hybridrakete.
Im Rahmen des ATHEAt-Projekts ist unser Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie, mit den Abteilungen Raumfahrt Systemintegration und Keramische Verbundstrukturen, für den Entwurf und die Herstellung des Thermalschutzsystems des Raketenvorkörper verantwortlich, der während des Flugs unter schweren aerothermalen Bedingungen ausgesetzt ist. Im Vergleich zum vorherigen Flug der STORT-Sondierungsrakete ist die nominale Flugbahn von ATHEAt sogar noch anspruchsvoller und sieht Hyperschallbedingungen mit einer Machzahl zwischen 9 und 10 für fast 3 Minuten vor.
Auf der Grundlage der umfangreichen Erfahrungen, die während des vorangegangenen STORT-Projekts gesammelt wurden, wird das TPS des Vorkörpers aus einer thermisch stabilen, segmentierten C/C-SiC-Außenstruktur bestehen, die speziell für die neuen Flugbedingungen und die zu erwartenden Herausforderungen entwickelt und eingerichtet wird.
In die TPS-Struktur sind zwei Experimente integriert, die in Zusammenarbeit mit der Abteilung "Über- und Hyperschalltechnologien" des DLR Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik entwickelt wurden, um zwei verschiedene aktive Kühlungsansätze während des Fluges zu testen.
Außerdem befindet sich am Ende des Vorkörpers ein Modul mit vier Klappen, die mit einem zentralen Aktuator verbunden sind, um wertvolle Daten über das reale Verhalten von Steuerflächen im Hyperschallbereich zu sammeln.
