Entwicklung und Konstruktion
Die Umsetzung der exzellenten Forschung des Instituts erfordert moderne Ingenieur- und Fertigungstechniken. Oft bedarf es Lösungen an der Grenze des technisch und physikalisch Möglichen, um den außergewöhnlichen Anforderungen an experimentelle Einrichtungen gerecht zu werden. Dies wird am MP unter Einsatz neuester Technologien und Verfahren, gepaart mit multidisziplinärer Erfahrung und dem Willen, neue Wege zu gehen, erreicht.
Das Institut verfügt über langjährige Erfahrung in der Konzeption, Prüfung und dem Betrieb von Raumfahrtausrüstung und Bodenunterstützungsausrüstung für Raumsonden, Orbitalplattformen, Raketen, Parabelflüge und Fallturm-Kampagnen. Diese Expertise wurde im Rahmen des MAPHEUS-Raketenprogramms und in Bezug auf neue Instrumente für die wissenschaftliche Nutzung der ISS weiter ausgebaut.
Die zuverlässige Funktionalität der Experimentierausrüstung unter Schwerelosigkeit muss unter Weltraumbedingungen wie Vakuum, extremen Temperaturänderungen und hochenergetischer Strahlung sichergestellt werden und gleichzeitig eine Vielzahl von experimentellen Anforderungen erfüllen. Beispielsweise müssen Hochtemperaturöfen mit chemisch reaktiven Metallschmelzen gleichzeitig präzise Bewegungen von miniaturisierten Teilen in den Probengefäßen durchführen - während sie eine sichere Prozessüberwachung mit Röntgengeräten gewährleisten. In einem anderen Fall erforderte die gleichzeitige Verarbeitung von bis zu 32 Proben in Hochgeschwindigkeitsschmelzöfen, die in Forschungsraketen verwendet werden, die Entwicklung einer außergewöhnlichen Energiequelle, Echtzeit-Prozesssteuerung und Hochgeschwindigkeits-Videorekorder mit hoher Auflösung. Weitere Anwendungen, die in schwierigen Umgebungen realisiert werden, umfassen Diffusionswellenspektroskopie, die Erzeugung und aktive Steuerung elektrischer und magnetischer Felder, effektives Datenmanagement bei extrem hohen Datenraten und Hochgeschwindigkeitskamerasysteme.
Um die Verzögerung von der Idee bis zum fertigen System zu minimieren, werden komplexe elektronische Schaltkreise und Messkomponenten intern entwickelt, gebaut und programmiert. Die hauseigenen Prototypenwerkstätten in Köln und Oberpfaffenhofen mit ihrem hochspezialisierten Personal verfügen über langjährige Erfahrung im Umgang mit ungewöhnlichen Spezialmaterialien - von ausgefallenen Legierungen über Keramik bis hin zu Aerogel und Graphitschäumen. Ihre engagierte Unterstützung an modernen Maschinen ermöglicht kurze Iterationen bei der Prototypenoptimierung und hilft, Kosten zu senken. Bei der Verwirklichung neuer Ziele qualifizieren wir Studierende und junge Ingenieure und führen sie zu außergewöhnlichen Fähigkeiten in der spannenden Entwicklung, Simulation und dem Betrieb von Raumfahrtausrüstung und anspruchsvollen Bodeneinrichtungen. In Verbindung mit der jährlichen MAPHEUS-Forschungsrakete können innerhalb weniger Monate nach der Experimentidee neue physikalische Erkenntnisse gewonnen werden.
Der Schwerpunkt der Ingenieursarbeit des Instituts liegt auf:
- Konstruktion, Fertigung und Integration von Experimentierhardware für den Einsatz auf Multiplattform-Mikrogravitationsplattformen
- Entwicklung komplexer elektronischer Steuerungssysteme für autonome und ferngesteuerte Raumfahrtsysteme
- Programmierung von Echtzeitsystemen, Benutzeroberflächen und Multiprotokoll-Datenmanagement
- Testen und Verifizieren von Ausrüstung für Weltraumbedingungen in Umweltsimulationsanlagen
- Bau von Bodenmodellen mit Funktionalität, die der Flughardware entspricht, Unterstützung von Orbit-Operationen