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LUMEN ist bereit für industrielle Innovationen in der Raumfahrt

LUMEN ist bereit für industrielle Innovationen in der Raumfahrt

29. März 2024 | Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lamboldshausen hat das Versuchstriebwerk erfolgreich getestet
  • Das DLR-Team hat seinen LUMEN-Projektor erstmals erfolgreich auf dem Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8.3 in Lamboldshausen getestet.
  • Das experimentelle Triebwerk ermöglicht die Validierung von Technologien, die nur in einem vollständigen Raketentriebwerk getestet werden können.
  • Zukünftig soll LUMEN als leistungsstarke Forschungsplattform internen und externen Interessenten zur Verfügung stehen und weitreichende internationale Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Technologieentwicklung, Innovation

Ein Raketentriebwerk besteht aus vielen Einzelteilen, die enormen Drücken ausgesetzt sind. Damit im Einsatz zusammenarbeitet, was zusammengehört, reicht es nicht aus, einzelne Komponenten zu entwickeln und zu testen. Es erfordert vielmehr ein Verständnis für das umfassende Zusammenspiel der Komponenten. Dies ist das Ziel des Projekts Liquid Upper Stage Demonstration Engine (LUMEN) am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das DLR-Team hat nun das selbst entwickelte Demonstrationsgerät LUMEN erfolgreich in Betrieb genommen. LUMEN ist ein gepumpter Flüssigsauerstoff- (LOX) und Methanmotor; Der heiße Start erfolgte auf dem European Research and Technology P8.3-Prüfstand am DLR-Standort in Lamboldshausen. „LUMEN ermöglicht uns die Validierung von Technologien, die nur in einem kompletten Raketentriebwerk getestet werden können. Das ist einzigartig in Europa und erweitert nicht nur unsere Forschungskompetenz, sondern eröffnet auch weitreichende Anwendungsmöglichkeiten für Industrieunternehmen und Start-ups“, sagte er erklärt. Projektleiter Tobias Traudt vom DLR-Institut für Raumfahrtantriebe.

Video: Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben das Zusammenspiel einzelner Komponenten des LUMEN-Projektors erfolgreich getestet

Im Rahmen des LUMEN-Projekts entwickeln Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein Antriebssystem mit flüssigem Sauerstoff und Methan. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des Verhaltens des gesamten Flüssigtreibstoff-Raketenzyklus und seiner einzelnen Komponenten in einer repräsentativen Testumgebung. Die Tests werden auf dem Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8.3 am DLR-Standort Lamboldshausen durchgeführt.

Erfolgreicher Start des kompletten LUMEN-Demonstrators

Die LUMEN-Demonstrationsgerätetests sind ein wichtiger Meilenstein im groß angelegten Entwicklungsprojekt. Im Mittelpunkt steht das Zusammenspiel aller Komponenten eines Raketentriebwerks – von der Brennkammer bis zu den Turbopumpen und Ventilen. Neben der Brennkammer gehören Turbopumpen zu den wichtigsten Bauteilen. Es erzeugt den nötigen Druck, um das Treibmittel in den Einspritzkopf und dann in die Brennkammer zu drücken. „Mit der LUMEN-Demonstration können wir nun das Zusammenspiel einzelner Motorkomponenten sehr genau, schnell und kostengünstig untersuchen“, fasst Tobias Traudt die Erfolge des Projekts zusammen. Darüber hinaus wird LUMEN als Testsystem auch Interessenten aus Forschungseinrichtungen und der Luft- und Raumfahrtindustrie die Möglichkeit bieten, Komponenten oder Technologien in einer realen Raketentriebwerksumgebung zu testen, um einen schnellen Transfer in industrielle Anwendungen zu erreichen.

Anwendungsorientierte Forschungsplattform

Durch den Aufbau der neuen LUMEN-Forschung wird die umfassende Entwicklungskompetenz des DLR künftig noch besser über den gesamten Triebwerkszyklus hinweg gebündelt. Das Projektordesign ist für den Einsatz auf einem Prüfstand optimiert. Dadurch sind Messtechniken für einzelne Komponenten leicht zugänglich und anwendbar. Bei laufendem Motor können Forscher Daten wie die Temperatur im Brennraum oder das Zündverhalten ermitteln. Die Demonstration ermöglicht einen detaillierteren Einblick in das Betriebsverhalten, als dies mit echten Raketentriebwerken möglich ist. Darüber hinaus erforschen Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Methoden zur KI-basierten Triebwerkssteuerung und Triebwerksgesundheitsüberwachung, dem sogenannten Health Monitoring. Dadurch können Rückschlüsse auf die Lebensdauer einzelner Demonstrationskomponenten wie Schubkammer, Turbopumpen und anderer Teile gezogen werden. Dies sind wesentliche Entwicklungsschritte auf dem Weg zu wiederverwendbaren Raketentriebwerken.

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