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Das Experiment

So ein Parabelflug-Experiment will gut vorbereitet sein. Nachdem also der Workshop die ersten technischen Fragen geklärt hatte, konnte es an die Neukonstruktion des Testrigs gehen.

Hier muß ich zunächst einmal unserem technischen Kontakt von Novespace, Frédéric Gai, meinen Dank für seine Hilfestellung und gute Beratung aussprechen. Vor allem, da es zu diesem Zeitpunkt noch gar nicht komplett sicher war, ob wir überhaupt mitfliegen dürfen, da wir erst in sozusagen letzter Minute als kommerzielle Teilnehmer mit auf die ESA-Kampagne geschlüpft sind. An dieser Stelle möchte ich Vladimir Pletser von der ESA danken für seinen Einsatz, die uns den Weg für diesen Mitflug freigemacht hat.

Letztendlich wurde unser Mitflug aber bestätigt und der Vertrag mit Novespace unterzeichnet, inzwischen waren auch die vier Flugteilnehmer gefunden. Dies war sehr wichtig, denn ohne die Kostenbeteiligung dieser Teilnehmer wäre der Mitflug des MIRIAM-2 Versuchs auch nicht möglich gewesen.

In 2017 war es etwas anders, da wir bereits mit Novespace geredet hatten, aber wieder hatten wir mit der Finanzierung zu kämpfen, bis wir im März 2017 ins ESA GSTP (General Support Technology Programme) Programm aufgenommen wurden. Dieses Mal war die Vorbereitung formeller von seiten Novespace, da unser Testrig bereits bekannt war, beinhaltete aber mehr Tests unsererseits.

Weiter unten findest Du unsere Vorbereitungen vor den Parabelflügen in 2015 und 2017.

Experiment Kurzbeschreibung

Zunächst einmal aber, damit ihr wißt, um was es überhaupt geht, hier eine Kurzbeschreibung des Experiments. Wie schon hier beschrieben, geht es darum, daß ein Ballon im Weltraum, d.h. in Schwerelosigkeit, entfaltet werden soll. Denn dieser Ballon muß logischerweise für den Start gut geschützt in einem Behälter verstaut werden, damit er nicht da schon kaputtgeht.

Wie kommt aber nun der Ballon aus seinem Behälter?

Hierzu hat sich das Team von MIRIAM-2 einen Mechanismus ausgedacht, der aus einer Feder hinter der Rückseite des Ballonbehälters und einem Stahlseil, das durch zwei Airbag-Seilcutter führt und einen Haltemechanismus zusammenhält, besteht. Diese Konstruktion hält den Ballon im Behälter, bis die Seilcutter ausgelöst werden. Dadurch öffnet die Haltevorrichtung und der Weg für die Entfaltung des Ballons ist frei. Im Falle des Parabelflugs werden die Seilcutter durch eine batteriebetriebene Schaltbox manuell ausgelöst.

Vorbereitungen 2015

Nachdem die beiden Monate nach dem Workshop im Zeichen des Papierkrams standen (Konstruktionszeichnungen anfertigen, Testdokument schreiben, Medicals und Formularkram), konnte im September 2015 endlich mit dem Bau des Testrigs und der Schaltbox für den Auslösemechanismus begonnen werden. Ein Dank an dieser Stelle an Kevin Blaschke, der uns die Zeichnungen angefertigt und somit dafür gesorgt hat, daß alles ordnungsgemäß gebaut werden konnte.


Aufbau eines Funktionstests der Schaltbox mit Cuttern

Rechtzeitig zum Besuch von Novespace in der Person von Frédéric Gai am 28.09.2015 war aber alles fertig, auch Dank der Arbeit der UniBW Werkstatt. Das Testrig konnte in Augenschein genommen und der Auslösemechanismus für den Ballon vorgeführt werden (allerdings verständlicherweise noch ohne Ballon, denn dieser Test darf ja nur in Schwerelosigkeit erfolgen).


Frédéric inspiziert das (fast fertige) Testrig


Mit entfernter Transportsicherung, Schaltbox und Kabeln

Hier ist ein Video des Ausbringtests (mit Dummy anstatt des Ballons) zu sehen.
Am Ende des Besuchs hieß es dann "Bis demnächst in Bordeaux!" Kleinere Anmerkungen und Verbesserungen gibt es zwar immer, aber diese werden in den verbleibenden Wochen bis zum Flug noch eingearbeitet.


Der Ballon vor dem Einbau


Schaltbox für die Cutter-Auslösung

Ein Dank gebührt ebenfalls der Firma Etforge, die tatkräftig beim Bau und Test der Cutter-Schaltung unterstützt hat.


Vorführung des Ballonmaterials

Am 10.10.2015 ist der Einbau des Ballons erfolgt, bald darauf wurde das Testrig fertiggestellt.


v.l. Tanja Lehmann, Klaus Bayler, Christian und Sabine Lagemann mit eingebautem Ballon


Das Testrig ist fertig zum Transport nach Bordeaux

Vorbereitungen 2017

Da der Parabelflug-Test in 2015 einige Mängel am Ausbringmechanismus offenbart hatte, mußte dieser verbessert werden, zusätzlich waren auch einige Änderungen am Testrig notwendig. Es wurde außerdem beschlossen, daß mit der Original-Elektronik für den Raketenflug getestet wird, die im Sommer 2017 entwickelt wurde. Daher wurde nun auch diese auf dem Testrig eingebaut. Zusätzlich sollte es eine 0g-Anzeige geben, die mit 3-Achsen-Beschleunigungssensoren arbeitet und ebenfalls in der Flugelektronik implementiert ist. Infolgedessen mußten als Vorbereitung und um ungewollte Überraschungen auszuschließen, einige weitere Tests durchgeführt werden. Die wichtigsten sind hier beschrieben.

Um den Ausbringmechanismus zu verbessern, wurden zunächst bei der Bundeswehr-Universität in Neubiberg mit einem speziellen Setup Kraftmessungen am Ballonbehälter mit eingebautem Ballon durchgeführt, dann Tests mit einem Ballon-Dummy, um die Verbesserungsmaßnahmen zu testen.

Am 12.08.2017 wurde schließlich wie üblich in einem Reinraum der IABG der Ballon gefaltet und im verbesserten Behälter verstaut. Dann wurde ein Ausbringtest durchgeführt, mit Entlastung des Ballonpods und der "Blüte", um zu sehen, ob das Ausbringen funktioniert. Die ordnungsgemäße Entfaltung des Ballons konnte dabei allerdings nicht getestet werden, da der Ballon nicht entlastet werden kann und daher dieser Test nur unter Schwerelosigkeit möglich ist.

Es konnte sowohl eine erfolgreiche Ausbringung sowie die korrekte Funktion der zusätzlichen von der Elektronik überwachten Ausbring-Sensoren am Balloncontainer verifiziert werden. Die Daten der Sensoren sollen während des Raketenflugs aus dem Weltraum an die Bodenstation übermittelt werden, um die verschiedenen Stadien der Ballon-Ausbringung verifizieren zu können.


Ballon nach dem Ausbring-Test

Um die 0g-Sensorik inklusive Software zu testen, die beim Parabelflug das Erreichen von guten Schwerelosigkeitsbedingungen vor der manuell ausgelösten Ballon-Ausbringung anzeigen und beim Raketentest die Ausbringung freigeben soll, wurde am 30.09.2017 ein Parabelflug mit dem Segelflieger durchgeführt.


Klaus Bayler mit dem Test Setup im Segelflieger


Tanja Lehmann (Pilotin) und Klaus Bayler vor dem Start zum Segler-Parabelflug mit einem Twin Astir III

Am 11.11.2017 wurde ein weiterer Ausbringtest in der endgültigen Parabelflug-Konfiguration (inklusive Software und Hardware) erfolgreich durchgeführt und danach der Ballon ein letztes Mal gefaltet und in den Container gepackt. Damit ist alles bereit für Bordeaux.



Testaufbau für den Ausbringtest mit Elektronik für das Raumfahrzeug zur Überwachung des Ausbring-Status


Testaufbau mit Kameras


Hier sieht man die Entlastungs-Schnüre zur Simulation der Schwerelosigkeit

Leider hat es keine korrekte Anzeige des 0g-Zustands gegeben. Als Ursache wurden diverse Mängel in der Software und evt. auch Hardware ausfindig gemacht, die noch behoben werden müssen.

Für den Parabelflug hat dies leider nicht mehr geklappt, und so wird auf die Anzeige verzichtet. Zum Raketentest muß die korrekte Erkennung der Beschleunigungssensoren aber funktionieren. Daher ist zumindest noch ein weiterer Test (mit dem Segelflieger) notwendig.


Schwebende Platine beim Test im Segelflieger


Fertiggestelltes Testrig, bereit für den Flug