WARR

WARR ist die Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt, eine studentische Arbeitsgruppe der Technischen Universität München. Vom damaligen Studenten und jetzigen Professors Robert Schmucker wurde sie bereits 1962 gegründet. Aus dem ursprünglich Ziel der Gruppe, das Fehlen eines Lehrstuhls für Raumfahrttechnik auszugleichen, ist ein Team engagierter Studenten entstanden, die es sich zur Aufgabe gemacht haben, den visionären Gedanken der Raumfahrt zu fördern und zu verbreiten.

Die WARR befasst sich mit praxisbezogenen Projekten aus beinahe allen Themengebieten der Raumfahrt. Wir präsentieren unter anderem unsere Hybrid Rakete, mit der wir den studentischen Höhenrekord angehen wollen. Zudem stellen wir unseren Mars Rover für die European Rover Challenge und unsere Space Elevators vor. Außerdem erhalten Sie die neuesten Informationen zu unseren zwei im Orbit befindlichen Satelliten MOVE-II und MOVE-IIb.

Mehr Informationen auf der Webseite von WARR.

Die European Space Elevator Challenge 2020 findet vom 14. bis 17. September 2020 an der TU München statt. Alle weiteren Informationen unter: https://euspec.warr.de/

Aktuelles

55 Jahre Raumfahrtprojekte – Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt (WARR)

Hyperloop-Team der WARR gemeinsam mir US-Unternehmer Elon Musk. Bild: WARR


1962 wurde die WARR, eine studentische Arbeitsgruppe, vom damaligen Studenten und heutigen Professor der Technischen Universität München Robert Schmucker ins Leben gerufen. Zunächst beschäftigte sich die Gruppe ausschließlich mit der Modellierung und Messung von Raketentriebwerken. 1974 kam der erste Durchbruch: Am 12. März startete die erste deutsche Hybridrakete von einer Hubinsel in der Ostsee. Die „Barbarella“ steht heute im Deutschen Museum.

Mit den Jahren bekam die WARR immer mehr Zuwachs. Heute zählt der eingetragene Verein über 300 studentische Mitglieder, von denen sich die Hälfte auf die vier verschiedenen Arbeitsgruppen aufteilt: Raketentechnik, Satellitentechnik, Space Elevator und Hyperloop.

Noch immer befassen sich viele Studenten der WARR mit der Raketentechnik. Im Mai 2015 startete die „WARR-Ex2“ erfolgreich von einem Militärgelände nahe Natal in Brasilien. Die Rakete durchbrach die Schallmauer und erreichte eine Höhe von rund 4.300 Metern. Leider wurde sie vom auflandigen Wind nicht wie vorgesehen zur Landung und Bergung an die Küste zurückgetrieben.
Heute arbeitet die Arbeitsgruppe „Raketentechnik“ an einem Nachfolger, der „WARR-Ex2b“. Ihr Start ist für 2017 geplant. Verbesserungen gegenüber ihrem Vorgänger sind ein integrales Hauptventil, das nun Teil des Tanks ist, sowie die aus CFK gefertigten, in die Außenhaut eingelassenen Fins.

Als zweites großes Projekt arbeiten sie außerdem an der WARR-Ex3. Diese Hybridrakete soll unter Einsatz von Flüssigsauerstoff und HTPB, einem gummiartigem Träger in Feststoffraketentriebwerken, eine Höhe von über 25 Kilometern sowie eine Startbeschleunigung von sechs G erreichen. Die Verbrennungstemperatur liegt bei etwa 3.200 Kelvin und ist damit deutlich höher als bei Lachgas. Die Schwierigkeit liegt darin, eine Düse zu entwerfen, die dem standhält. Flüssiger Sauerstoff ist hochgradig brandfördernd und kann bei falscher Handhabung zu Metallbränden führen. Hinzu kommt das Problem der sehr niedrigen Temperaturen, die für so einen Antrieb nötig sind. Wasser kann fest werden und Leitungen und Ventile blockieren sowie Passungen und Verschraubungen verziehen. Die WARR-Ex3 soll 2017/2018 starten. Die Studenten arbeiten an ihr bereits seit 2012.

Satellitentechnik

Die Arbeitsgruppe „Satellitentechnik“ beschäftigt sich mit dem Bau von sogenannten Cube-Sat-Satelliten. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Raumfahrttechnik und finanziert durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt die WARR den kleinen Nanosatelliten MOVE-II mit zehn Zentimeter Kantenlänge. MOVE-II ist ein Technologieerprobungsträger und Nachfolger des Ende 2013 in Russland gestarteten First-MOVE, der am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik unter der neuen Führung des Ex-Astronauten Prof. Ulrich Walter entstanden war. Für MOVE-II erstellten die Studenten viele neue Komponenten, beispielsweise Federn aus Formgedächtnismetall, die die Solarpaneele und Antennen im Weltraum ausfalten.

MOVE-II soll gleich groß werden wie sein Vorgänger, mindestens sechs Monate länger im Orbit aktiv sein und eine wissenschaftliche Nutzlast transportieren. Geplant ist der Start für Januar 2018 mit einer Falcon-Rakete von SpaceX.
Überwacht wird die Mission von Garching aus. Auf dem Dach des Gebäudes der Maschinenbau-Fakultät wird die Antenne zum Datenempfang stehen, zwei Etagen tiefer wird dazu ein kleiner Missionskontrollraum eingerichtet.

Space Elevator

Die dritte große Arbeitsgruppe der WARR arbeitet an einem sogenannten Space Elevator. Die Idee des Space Elevator stammt von dem russischen Weltraumpionier Konstantin Ziolkowski, der sie bereits 1895 formulierte: An einem extrem reißfesten Seil fährt ein Fahrstuhl direkt auf eine Höhe von mindestens 36.000 Kilometern. Das obere Ende des Seils ist an einer Raumstation oder einem Satelliten befestigt. Wenn sich der Schwerpunkt des Systems im geostationären Orbit befindet, gleichen sich Gravitation und Fliehkraft aus. Das Seil ist dann dauerhaft gespannt.

Der Space Elevator könnte Nutzlasten erheblich sicherer und kostengünstiger als bisher in den Weltraum transportieren. Im Gegensatz zur traditionellen Raketentechnologie muss nur noch Antriebsenergie mitgeführt werden, um das Raumfahrzeug auf seinen End-Orbit zu manövrieren. Auch interplanetare Missionen könnten direkt aus einem höheren Erdorbit starten.

Die Gruppe gründete sich 2005, angeregt durch einen Wettbewerb der NASA. Ziel war der Bau des Prototypen eines solchen „Weltraumaufzugs“, der an einem 1.000 Meter langen Seil senkrecht in die Luft fährt. Leider hatte die neu formierte Gruppe Startschwierigkeiten und konnte nicht an dem Wettbewerb teilnehmen. 2008 war der erste „Climber“ der WARR schließlich fertig. Inspiriert von der Teilnahme an drei japanischen Wettbewerben, entschied sich die WARR zur Austragung ihres eigenen Wettbewerbs, der „European Space Elevator Challenge“ (EUSPEC). 2011, 2012 und 2016 veranstaltete sie erstmals in Europa diesen internationalen Wettbewerb und konnte damit viel Aufsehen erlangen. 2016 trat das Team „Space Elevator“ mit zwei unterschiedlichen Climbern an. Der erste Climber, „one.third“, erreichte mit eigenem Elektromotor eine Geschwindigkeit von über 100 Stundenkilometern. Durch eine Kooperation mit dem Lehrstuhl für Carbon Composites (LCC) an der TU München konnte statt des bisherigen Aluminiums das Chassis des Climbers aus viel leichterem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt werden.
Der Zweite Climber, „last.minute“, wurde noch in letzter Minute für den Wettbewerb konzipiert und gebaut.

Die WARR beschäftigt sich nur mit Prototypen. Derzeit ist kein Material der Welt in der Lage ein belastungsfähiges kilometerlanges Kabel zu spannen. Die wohl vielversprechendsten Kandidaten der Materialforscher sind momentan Graphen- und Carbon-Nanofäden. Experten prognostizieren einen „Space Elevator“ daher nicht vor 2050.

Hyperloop

Die vierte und letzte Arbeitsgruppe der WARR ist „Hyperloop“. Der Hyperloop ist ein bereits 2013 in der sogenannten Hyperloop Alpha Study von US-Milliadär Elon Musk, CEO der Unternehmen SpaceX und Tesla, vorgestelltes Mobilitätskonzept. Nach diesem sollen Hochgeschwindigkeitszüge mit annähernder Schallgeschwindigkeit, also rund 1.100 Stundenkilometern, in einer Vakuumröhre fahren können. Diese Röhren sollen in kreisförmigen Strecken, daher der Begriff Loop, große Metropolregionen verbinden und so ein schnelleres und effizienteres Reisen ermöglichen. Im Juni 2015 schrieb Musk einen Wettbewerb für einen solchen „Hyperloop-Pod“ auf einer 1,6 Kilometer langen Teststrecke aus. Daraufhin gründete sich innerhalb der WARR ein Team mit wenigen Studenten und Studentinnen, die ihr Konzept Anfang 2016 bis ins Finale brachten.

Am Finale nahmen 27 Teams aus der ganzen Welt teil. Doch nur fünf der angetretenen Teams bestanden die notwendigen Sicherheits- und Funktionstests und wurden für eine Fahrt auf der eigens von SpaceX gebauten Teststrecke zugelassen. Dabei tatsächlich im Vakuum fahren, die Königsdisziplin der Hyperloop-Technik, durften lediglich drei Teams: das MIT Hyperloop Team des Massachusetts Institute of Technology, das Team Delft Hyperloop der Delft University of Technology und das Team WARR Hyperloop der TU München.

Beschleunigt durch ein von SpaceX bereitgestelltes Antriebsfahrzeug mussten die Fahrzeuge die Teststrecke autonom und sicher zurücklegen, dabei eine möglichst hohe Geschwindigkeit halten, eine Notbremsung demonstrieren und zum Abschluss mit dem Notsystem selbstständig zum Ende der Röhre fahren. Der deutsche Prototyp absolvierte 1.160 Meter mit einer Höchstgeschwindigkeit von 95 und einer Endgeschwindigkeit von 75 Stundenkilometern, kurz vor der perfekt absolvierten Notbremsung. Das Fahrzeug kam dabei in weniger als 20 Metern zum Stillstand. Die gesamte Fahrt dauerte 56 Sekunden, womit das Team der TU München den ersten Platz belegte.

Bereits im September 2017 fand dann ein zweiter Wettbewerb statt, bei dem die Geschwindigkeit im Mittelpunkt stand. Die konkurrierende Kapsel von Swissloop erreichte in der Vakuumröhre 39 Stundenkilometer und Konkurrent Paradigm Hyperloop kam auf 104 Stundenkilometer. Mit einem neuen Pod, der einer der kleinsten Kapseln im Wettbewerb war, lediglich 80 Kilogramm wiegt und von einem 50-Kilowatt-Elektromoter angetrieben wird, erreichte das WARR Hyperloop Team mit 324 Stundenkilometern mehr als das Dreifache der Geschwindigkeit. Damit gewann das Team den Wettbewerb mit Abstand.