Der europäische Raketenwettbewerb EUROC in Portugal letzten Oktober. In der wüstenartigen Landschaft ist eine Lautsprecherstimme zu hören: «Three…two…one…ignition!» Was folgt, ist ein Moment der Stille, der sich wie eine Ewigkeit anfühlt. Doch dann zündet das Triebwerk und die Piccard-Rakete steigt senkrecht in den Himmel – und stellt mit einer Flughöhe von 6500 Meter einen neuen Weltrekord auf. Ein historischer Moment für die Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz ARIS: Noch nie ist eine Hybridrakete dieser Kategorie, die von Studierenden entwickelt und konstruiert wurde, so hoch geflogen.
Raketenbau in unter einem Jahr
ARIS lanciert jedes Jahr innovative Luft- und Raumfahrtprojekte für Studierende an Schweizer Hochschulen. Das nach dem Physiker Auguste Piccard benannte Projekt 2021 hatte nicht nur die Aufgabe, in weniger als einem Jahr ARIS’ erste Hybridrakete zu bauen, sondern damit auch einen internationalen Raketenwettbewerb zu gewinnen. Samuel Rütsche war einer der 50 passionierten Studierenden, die genau darauf hinarbeiteten. „In mehrmonatiger Arbeit haben wir dieses Ziel in eine 6 Meter lange und 100 Kilogramm schwere Rakete, eine Füllstation und eine Bodenkontrollstation umgesetzt“, berichtet Rütsche.
Ein innovativer Kopplungsmechanismus
Als Bauingenieur war Rütsche für die Entwicklung eines neuen Kopplungsmechanismus verantwortlich, der für die Verbindung der verschiedenen Raketensegmente erforderlich ist. Nach dem Aufrichten der Rakete und dem Befüllen des Tanks wird der Füllstutzen kurz vor dem Start herausgezogen. „Da wir nicht wollten, dass ein Loch in der Seite der Rakete entsteht, habe ich eine Luke entwickelt, die sich automatisch schließt, wenn der Füllstutzen entfernt wird“, erklärt Rütsche. Diese Luke ist eines der Elemente, die die Studierenden mit Hilfe von 3D-Druck-Technologien realisiert haben.
Ein lasergesintertes Lukenscharnier
Um ihre Konzepte schnell entwickeln und testen zu können, setzte Team Piccard auf FDM-Prototypen. Für anspruchsvollere Strukturteile, wie das Scharnier der Luke, erwies sich selektives Lasersintern (SLS) als die bessere Lösung. „SLS kann sehr gut in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, da es sehr leichte Komponenten ermöglicht und mehrere Funktionen in einem Teil integriert werden können“, betont Rütsche.
Sintratec produzierte und sponserte daraufhin die benötigten PA12-Nylonteile. Laut Rütsche sind „die Materialeigenschaften der Sintratec-Teile (fast) isotrop und haben eine bessere Temperaturbeständigkeit als unsere FDM-Drucker.“ Ein entscheidender Vorteil, wenn man die extremen Bedingungen bedenkt, unter denen die Komponenten funktionieren müssen.
Nachdem die Teile mit der Luke montiert wurden, funktionierte der Mechanismus wie geplant und sorgte für eine glatte Außenhülle der Rakete während des Lift-offs. „Dies stellte sicher, dass unsere Rakete nicht einfach in der Sonne zerschmolz und trug so zum erfolgreichen Start im Oktober bei“, resümiert Rütsche.
Sintratec AG
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