Studentisches Experiment auf der ISS war erfolgreich

Nach rund vier Wochen auf der Internationalen Raumstation (ISS) ist das Ferrofluid-Experiment der Universität Stuttgart wieder zurück. „Wir sind sehr zufrieden“, sagt Daniel Philipp, Leiter des in-orbit Betriebs und Co-Leiter des FARGO Elektronikteams der Universität Stuttgart. Den Studierenden ist es gelungen, alle drei Experimente zu betreiben und jeweils mindestens grundlegende Funktionstests erfolgreich durchzuführen. „Damit haben wir bewiesen, dass unsere Ferrofluid-Technologien für den prinzipiellen Einsatz im Weltraum geeignet sind.“

Mit dem Experiment wollten die Studierenden neue Technologien für die Raumfahrt erproben, die langlebiger, zuverlässiger und damit auch kostengünstiger sind als bisher. FARGO steht für Ferrofluid Application Research Goes Orbital. Untersucht wurden ein thermischer Schalter, der die Übertragung von Wärme zwischen zwei Bauteilen regelt, ein elektrischer Schalter, welcher einen Stromkreis schließen und öffnen soll, sowie ein neuartiges System zur Lageregelung von Kleinsatelliten. Alle Experimente beruhen dabei auf einer Ferrofluid-Technologie und verzichten auf mechanische Teile. Somit wird die Gefahr eines Ausfalls aufgrund von Verschleiß deutlich reduziert.

Als die Astronauten das Experiment in den Experimentierschrank auf der ISS eingebaut hatten, gab es zunächst Schwierigkeiten. „Eigentlich sollte das Experiment vollautomatisch starten und die Experimentliste abarbeiten, das funktionierte aber nicht“, erzählt Steffen Großmann, der für die Elektronik und Software von FARGO zuständig ist. Also hat das FARGO-Team schnell damit begonnen, bestehende Probleme am Bodenreferenzmodell nachzustellen, alternative Lösungen zu entwickeln und zu testen. „Letztendlich konnten wir mit einer neuen Methode einen halbautomatischen Betrieb des Experiments mit regelmäßigen neuen Updates von der Erde aus realisieren. Wir haben fast täglich neue Pläne entwickelt und angepasst. Das war eine sehr anstrengende Phase für uns.“

Eine besondere Herausforderung stellte das Experiment mit dem elektrischen Schalter dar: „Wir haben erst zwei Tage vor Missionsende geschafft, es zu starten. Das enthaltene Flüssigmetall tendiert dazu, mit der Zeit zu degradieren und dann weniger auf Magnetfelder zu reagieren. Vermutlich hatte unsere Probe im Weltraum dieses Problem. Erst mit einer neuen Art der Ansteuerung mit Hilfe gepulster Magnetfelder hat es dann auf der ISS geklappt“, sagt Großmann.

Doch die vielen extra Stunden Arbeit und Kopfzerbrechen haben sich gelohnt. „Dass wir es letztlich geschafft haben, alle drei Experimente erfolgreich zu betreiben, ist ein großer Erfolg für uns“, resümiert Philipp.

Konkret heißt das:

• Das Kreiselsystem konnte gestartet werden, lief bei der gewünschten Zieldrehzahl und konnte bei verschiedenen Drehzahlen betrieben werden.
• Der thermische Schalter konnte gezielt angesteuert werden und verhielt sich gemäß den Erwartungen des FARGO-Teams. Dies gelang in mehrfachen Testreihen und Dauertests.
• Der elektrische Schalter konnte elektrische Lasten schalten und mehrfache gezielte Schaltsequenzen reproduzierbar durchführen.

Wie geht es jetzt weiter? Im Laufe der Woche werden die Studierenden das originale Experiment wieder in ihren Händen halten können und dann die echten Weltraum-Leistungsdaten der Entwicklungen sowie Bilder und Videos vom Verhalten auf der ISS sichten. Die ausführlichen Ergebnisse wollen die Studierenden dann auf Fachkonferenzen vorstellen.

Pressemeldung vom 17. März 2023: Studentisches Experiment auf ISS angekommen