Mach 9,2 über der Norwegischen See

Wiederverwendbarkeit und Wiedereintritt

Entsprechend groß sind Vorfreude und Spannung Mitte September 2025, als sich das ATHEAt-Team nach mehrjähriger Entwicklungsarbeit mit dem fertigen Flugexperiment auf den Weg in den hohen Norden Norwegens macht. Auf die kleine Insel Andøya zieht es normalerweise Fans rauer Natur, um Seevögel und Wale zu beobachten oder um sich von Polarlichtern begeistern zu lassen. Nur wenige Kilometer vom Hauptort Andenes mit seinen 2.500 Einwohnern entfernt liegt allerdings auch ein nur bei Raumfahrt-Insidern bekannter Raketenstartplatz. Direkt am Meer und mit einer Bergkette im Rücken bietet Andøya Space mit seiner Lage und dem Flugkorridor über der Norwegischen See gute Bedingungen. Das gilt auch für den Start von Forschungsraketen des DLR – vor allem, wenn deren Nutzlast nach dem Flug nicht geborgen wird.

„Eine Herausforderung bei der Arbeit mit faserkeramischen Werkstoffen ist es, sie in den für die Raumfahrt notwendigen Geometrien und sehr präzisen Abmessungen herzustellen“, erklärt DLR-Ingenieur Thomas Reimer. In einem kleinen Team hat er die Strukturen des Vorkörpers entworfen, gefertigt und zusammengebaut. Besonders schwierig herzustellen sind dünnwandige Schalen mit einer gekrümmten Form, wie sie auf dem Vorkörper von ATHEAt zu finden sind. Denn bei der Herstellung werden die Komponenten unter anderem in einem Ofen erhitzt und schrumpfen. Dieser Prozess muss vorab miteinkalkuliert werden, damit am Ende alles passt. „Das Know-how, das wir bei Projekten wie ATHEAt sammeln, ist auch wichtig, wenn man in Zukunft solche Bauteile in größeren Zahlen herstellen will“, beschreibt er weiter.

Erstmals befinden sich am Vorkörper des Flugexperiments vier leicht hervorstehende rechteckige Klappen. Sie sind mit Sensoren ausgestattet und können ihren Winkel während des Fluges verändern. In Zukunft könnten solche Klappen zum Einsatz kommen, um Raketen zu steuern. Aber auch sie werden durch ihre exponierte Position extrem heiß.

In die Instrumentierung von ATHEAt ist ebenfalls spezielles Wissen und langjährige Erfahrung des DLR eingeflossen. Denn zuverlässige und umfassende Datensätze sind die Grundlage für alle weiteren technologischen Entwicklungen. Direkt während des Fluges werden alle Daten gesammelt, per Funk an die Empfangsstationen in der Nähe des Startplatzes geschickt und dort gespeichert. Da die Nutzlast nach dem Flug nicht geborgen wird, hat das Team genau eine Chance, an diesen einmaligen Datenschatz zu kommen. Entsprechend gibt es auch für die Sensoren umfassende Funktionstests, unter anderem bei einer virtuellen Simulation des Fluges. Währenddessen kümmert sich ein anderer Teil des ATHEAt-Teams darum, die beiden Motorstufen bereitzumachen.

Um die vorgesehene Flugbahn und die hohen Geschwindigkeiten zu erreichen, setzt das Team auf eine eigens zusammengestellte zweistufige Motorkonfiguration. Die erste, untere Antriebsstufe RED KITE ist eine Entwicklung des DLR mit dem Unternehmen Bayern-Chemie. Hinter der Verkleidung des „roten Milan“ verbirgt sich ein besonders leistungsfähiger Feststoffantrieb, der vollständig in Deutschland produziert wurde. Die zweite, obere Stufe verwendet einen kanadischen „Black Brant“-Raketenmotor.

Schließlich rollen DLR und Andøya Space vorsichtig auch die Nutzlast mit Oberstufe zum Startplatz und beginnen mit den letzten Integrationsschritten. Auch wenn der Start schräg nach oben erfolgt, wird die fertige Rakete zunächst komplett aufgerichtet. Nach den letzten Vorbereitungen wird die Startrampe wieder nach unten gefahren und geschlossen. Zum Schutz gegen Feuchtigkeit bekommt der obere Teil der Forschungsrakete eine Verkleidung aus Styropor.

Pünktlich zum Beginn des Startzeitraums am 3.Oktober ändert sich das Wetter, leider nicht zum Guten. Vor allem die hartnäckige Bewölkung und der starke Wind in den mittleren und höheren Schichten der Atmosphäre sind kritisch. Der Kampagnenplan sieht neun Tage vor, um das ATHEAt-Flugexperiment zu starten. Danach stehen schon die nächsten Projekte in den Startlöchern. Es beginnt eine Zeit des Wartens und Abwägens: Hofft man auf möglichst gute Bedingungen in einigen Tagen? Oder gerät man dann in Zeitdruck, sollte sich das Wetter weiter verschlechtern?

Wenige Sekunden später ist sie kaum noch am blauen, wolkenlosen Himmel über dem Meer zu erahnen. Doch mit dem erfolgreichen Start um 10:45 Uhr am 6. Oktober 2025 ist die Mission nicht vorbei. Die Anspannung im Kontrollraum ist weiterhin greifbar. Wenige Sekunden nach dem Start brennt die erste Antriebsstufe aus und wird abgetrennt. Dann zündet die zweite Stufe und beschleunigt das ATHEAt-Flugexperiment so stark, dass es insgesamt vier Minuten lang fliegt, davon zwei Minuten im Hyperschall-Bereich über Mach 5 mit einer Spitzengeschwindigkeit von Mach 9,2. Grob umgerechnet sind das knapp drei Kilometer pro Sekunde. Am Ende des Fluges wassern die ausgebrannten Antriebsstufen und die Nutzlast im dafür vorgesehenen und gesicherten Gebiet. Im DLR-Kontrollraum macht sich Erleichterung und Freude breit. Erst recht als die Nachricht kommt, dass die Telemetrie-Stationen umfassende Messdaten empfangen und gesichert haben.