Professor Peter Klar vom Physikalischen Institut der JLU zeigt eine Weltraumsimulationskammer. Darin wird ein Vakuum erzeugt, um Satellitenantriebe zu testen. FOTO: SEG

Weltraumforschung

Von der Uni Gießen ins Weltall

Mit Gießen kann man vieles verbinden: Liebig, OK Kid, einen der ältesten botanischen Gärten und ja, auch das Elefantenklo. Aber Weltraumforschung?

Anspannung im Kontrollzentrum: Die obere Stufe der Ariane-5-Rakete zündet nicht richtig. Anstatt ihre Zielhöhe von 36 000 Kilometern zu erreichen, schafft sie es nur auf 17 000 Kilometer. Das Artemis-Projekt droht ein finanzielles Disaster zu werden. Mit den letzten Reserven kann die Ladung der Rakete, ein Satellit, zwar auf 31 000 Kilometer gebracht werden. Aber das ist immer noch zu niedrig. Ein Antrieb, eigentlich nur gedacht, um den Satelliten auf seiner Umlaufbahn zu halten, schafft es schließlich, in einem Spiralflug die fehlenden Kilometer zu überbrücken.

Das rettende Radiofrequenz-Ionentriebwerk (RIT) ist eine Gießener Erfindung, erzählt der Direktor des Physikalischen Instituts der Justus-Liebig-Universität (JLU), Professor Peter Klar. Der Antrieb sei ein Entwurf von Professor Horst Löb gewesen. "Er war zur Zeit der Beinahe-Katastrophe 2002 aber schon in Rente", sagt Klar. Dabei ging es ab diesem Ereignis für Löbs Antrieb erst richtig steil nach oben - im wahrsten Sinne. Der Institutsleiter erklärt: "Das Ereignis hat eine richtige Goldgräberstimmung ausgelöst." Unternehmen wie Boeing haben dann ähnliche Antriebe auf den Markt gebracht. Finanziell habe die JLU davon aber nichts gehabt. Löb habe seinen Antrieb nicht patentiert. Klar erklärt: "Dazu ist er zu sehr Wissenschaftler gewesen."

Seit 60 Jahren gibt es in Gießen Weltraumforschung. Angefangen habe es mit dem RIT, und auch heute noch sei diese Triebwerksart ein wichtiges Forschungsprojekt. Klar erklärt die Funktionsweise. Xenon-Atome werden mit Elektronen "angestoßen". Die neutralen Atome verlieren dabei eines ihrer eigenen negativen Elektronen und werden dadurch selbst zu positiven Ionen. Diese werden durch ein elektrisches Feld ausgestoßen, und ein kleiner Schub entsteht. Auf der Erde kann dieser Antrieb aber nicht eingesetzt werden. Klar erläutert: "Die Ionen würden durch die Atmosphäre direkt hinter dem Triebwerk abgebremst." Im Weltall können RIT aber genutzt werden, um Satelliten auf Kurs zu halten.

Die Entwicklung innerhalb der Raumfahrt stelle die Wissenschaft vor neue Aufgaben, sagt Klar. Neue Firmen drängen auf den Markt und wollen Produkte vergleichen. Wie viel Schub und Masse kann ein Triebwerk im Vergleich zu einem anderen leisten? Standardisierte Testverfahren gebe es aber nicht. Die Weltraumforschung an der JLU versucht sie zu entwickeln. Klar spricht in Anführungszeichen von einem "TÜV" für Weltraumkomponenten. In Weltraumsimulationskammern wird ein Vakuum erzeugt und die Antriebe darin gemessen. "Wir versuchen die selben Testergebnisse zu liefern, wie sie bei einem Test im Weltall entstehen würden", sagt der Professor.

Neben den RIT ist die elektromagnetische Verträglichkeit ein weiteres Projekt der Gießener Forscher. Klar erklärt, worum es geht: "Jeder kennt das Phänomen. Das Radio fängt an zu rauschen, wenn man ein anderes Gerät anschaltet." Unterschiedliche elektrische Geräte können einander beeinflussen. Bei Satelliten könne so etwas fatal sein. Mit Geldern aus dem EU-Fonds für regionale Entwicklung baut der Fachbereich jetzt eine neue Forschungsanlage auf, um Komponenten auf ihre Verträglichkeit überprüfen zu können. Klar sagt: "Damit ist Gießen, neben einem weiteren in Italien, der einzige Standort in Europa, der so eine Anlage hat."

Von dieser Forschung profitieren auch die Gießener Studierenden. Der Professor erzählt, dass dieses Jahr die ersten Bachelor-Studierenden ihren Abschluss in dem neuen Studiengang "Physik und Technologie für Raumfahrtanwendungen" machen werden. Der Studiengang ist interdisziplinär zwischen der Physik und der Elektrotechnik angesiedelt und eine Kooperation von JLU und THM. Dieses Jahr wird auch der darauf aufbauende Master-Studiengang starten.

Klar sagt: "Im Vergleich zu anderen Raumfahrt-Studiengängen, die ihren Schwerpunkt im Maschinenbau haben, haben wir mit unserer Ausrichtung in Gießen ein Alleinstellungsmerkmal."

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