Aerospace Team Graz

Das Aerospace Team Graz stellt sich vor

Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung von Raketen für internationale Wettbewerbe, wie die European Rocketry Challenge (EuRoC). Darüber hinaus bauen und testen wir verschiedene Subsysteme und Kleinsatelliten.

Wir sammeln praktische Erfahrung, indem wir die meisten Komponenten unserer Projekte selbst planen und entwickeln. Darüber hinaus gibt der Verein seinen Mitgliedern die Möglichkeiten ihre Bachelor- oder Masterarbeit im Rahmen eines unserer Projekte zu realisieren.

Raketenbau ist Teamleistung. Der Verein bietet ein großartiges Umfeld, um einerseits das theoretische Wissen aus dem Studium in die Praxis umzusetzen und andererseits Soft Skills wie Teamfähigkeit, Führungskompetenz und Projektmanagement zu erlernen. Indem wir Gleichgesinnte und Unternehmen zusammenbringen, wollen wir unser Netzwerk auf den internationalen Luft- und Raumfahrtsektor ausweiten.

CubeSat Challenge

Um unsere Begeisterung für Technik und Raumfahrt weiterzugeben, haben wir die CubeSat-Challenge ins Leben gerufen. Hier haben Oberstufenschüler:innen die Möglichkeit einen eigenen Minisatelliten zu planen und zu realisieren. Der CubeSat kann dabei im Zuge einer Diplomarbeit oder VWA umgesetzt werden.

Die Challenge stellt dafür super Rahmenbedingungen für spannende Experimente. Die Gewinner:innen unserer Challenge haben anschließend die Möglichkeit ihren CubeSat als Payload in unsere Rakete zu integrieren und bei der EuRoC, während dem Flug, unter realen Bedingungen zu testen.

Halcyon

Halcyon ist eine neue Wettkampfrakete für die European Rocketry Challenge 2023. Wettkampfkategorie: 3km hybrid SRAD (student researched and developed).

Das Spannende am neuen Projekt ist die erstmalige Verwendung eines Hybridantriebes, mit dem sich das Team bereits seit einigen Jahren im Zuge des Teststandes Penguin beschäftigt. Sowohl der Antrieb als auch das Betankungssystem wird vollständig selbst konstruiert. Von einem Hochdrucktank (300 bar) wird Stickstoff in den lasttragenden Oxidator-Tank geleitet, um diesen mit konstantem Druck zu beaufschlagen.

Der Oxidator, Lachgas, wird anschließend über einen Wirbel-Injektor in den Brennraum eingespritzt. Die Feststoffkomponente befindet sich in der Brennkammer und besteht zum größten Teil aus Paraffinwachs. Für die Integration und Konstruktion der Tanks, sowie für die Stabilität der Rakete ist das Modul Aerostructure zuständig.

Für die Datenaufzeichnung und Auswertung nutzt Avionics eine weiterentwickelte Version der Hard - und Software von AVES II. Auch das Telemetriesystem wird für Halcyon überarbeitet und mit neuer Hard- und Software ausgestattet.

Für eine sichere Landung wird unser Zwei-Fallschirm-System, am oberen Ende der Rakete, neu ausgelegt und mit unserem selbst gefertigten Testaufbau, Frieda, verifiziert. Frieda enthält Sensoren zur Ermittlung von Höhen-, Beschleunigungs- und Positionsdaten und kommt bei Droptests zum Einsatz.

Halcyon soll für den Flug eine Nutzlast von 4 kg in Form von 3 U CubeSats transportieren können. Für die Entwicklung der Minisatelliten wird an die vorherigen Projekte angeknüpft und mit Schüler:innen österreichischer Oberstufenklassen zusammengearbeitet.

AVESII

AVES II wurde für die 3 km solid SRAD (student researched and developed)-Kategorie bei der European Rocketry Challenge 2022 in Portugal entwickelt, und bleibt der Philosophie des Aerospace Team Graz treu: so viel wie möglich selbst zu entwickeln und zu fertigen. Dabei konnte auf den Erfolg und die Erkenntnisse seines Vorgängers AVES aufgebaut werden.

In der Nosecone (Raketenspitze) ist Platz für eine Nutzlast von drei 1U CubeSats mit insgesamt 4 kg Gewicht. Für die European Rocketry Challenge wurden 2 CubeSats von SchülerInnen Höherer Technischer Lehranstalten (HTL) entwickelt. Der dritte CubeSat wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit eines Mitgliedes umgesetzt. Direkt unter der Nosecone befindet sich das Recovery Modul, das aus einem zweiteiligen Fallschirmsystem besteht.

Eine Sektion weiter findet man die Avionicsbay - das Gehirn der Rakete. Sie umfasst die Stromversorgung, das Telemetriesystem, das Kamerasystem, die Blackbox und natürlich den Flugcomputer selbst. Der Flugcomputer und das Telemetriesystem bestehen aus selbst entwickelten Platinen. Auf unserem Flugcomputer läuft eine verbesserte Version des selbst geschriebenen Echtzeitbetriebssystems RavenOS.

Avioncs Bay Aufbau

Durch ein Leervolumen vom Avionicsmodul getrennt, sorgt die Bremsklappe für eine präzise Steuerung der Rakete zur Erreichung unserer Zielhöhe von 3 km.

Airbrake Aufbau

Der Treibstoff des Feststoffantriebes ist, wie bei AVES, Rocket Candy (eine Mischung aus Kaliumnitrat und Sorbitol, KNSB). Jedoch wurde der Herstellungs- und Gießprozess verbessert, wodurch eine bessere Performance gewährleistet werden kann, und ist damit eines der Highlights dieser Rakete. Darüber hinaus ermöglicht ein spezielles Sensorsystem, am oberen Ende der Brennkammer, die Überwachung des Verbrennungsprozesses.

Antrieb Aufbau

Alle genannten Subsysteme sind in ein strukturelles tragfähiges Gehäuse aus Faserverbundwerkstoffen, Großteils Carbon, eingehaust.

Um die Kommunikation mit der selbst entwickelten Bodenstation zu gewährleisten, wurde in den Funk-durchlässigen Bereichen Glasfaser verwendet.

AVES

AVES wurde in nur vier Monaten als Wettkampfrakete für die European Rocketry Challenge (Oktober 2021, Portugal) konstruiert und realisiert.

Das Team entwickelte einen eigenen Feststoffantrieb aus Kaliumnitrat und Sorbitol (KNSB), um eine Flughöhe von 3000 m zu erreichen. Das ebenfalls selbst konstruierte Bremssystem dient dazu, die geforderte Zielhöhe möglichst exakt zu erreichen. Der Flugcomputer, welcher die gesamte Elektronik in der Rakete steuert, inklusive eigenem Betriebssystem und die zugehörige Hardware, wurden von unserem Avionics Modul entwickelt.

Im Nosecone befindet sich eine Nutzlast mit dem Formfaktor 3U CanSat. Um unsere Leidenschaft an der Raketenentwicklung weiterzutragen, wurde erstmals die Entwicklung der Elektronik für die Nutzlast an SchülerInnen der Höheren Technischen Lehranstalten ausgelagert. Dabei wurde ihnen bei der Funktion der Minisatelliten die freie Wahl gelassen. Die unterschiedlichsten Sensoren in der Payload dienen dazu, Daten über das Flugverhalten der Rakete zu sammeln. Um AVES auch sicher landen zu lassen wird ein selbst konstruiertes Zwei-Fallschirmsystem verwendet.

Entwerfen, Herstellen und Testen der AVES-Wettkampfrakete

Zeichnung eines Dodos — (Quelle: Aerospace Team Graz)

Dodo (Prototyp)

Das Projekt DODO ist ein Raketenprototyp und die erste Rakete, die der Verein entwickelt hat. Die Mission: Erste Erfahrungen mit den technischen Herausforderungen im Raketenbau sammeln und die organisatorischen Hürden eines neuen Teams überwinden.

Durch Verzögerungen in der Produktion wurden, zugunsten von AVES I, alle Kapazitäten des Teams in die Entwicklung der Wettkampfrakete gesteckt, wodurch DODO, benannt nach einem flugunfähigen Vogel, nie abhob - eine selbsterfüllende Prophezeiung.

Dennoch waren die Erfahrungen, die das Team gesammelt hat, essenziell für die schnelle Umsetzung von AVES.

Penguin

Penguin ist unser selbst entwickelter modularer Teststand für vielseitige Antriebstests. Penguin besteht aus einer variablen Konstruktion aus Aluprofilen, integrierten Mess- und Sicherheitssystemen und ist zudem vollautomatisiert. Sowohl die Feststoffantriebe von AVES und AVES II, als auch der neue Hybridantrieb wurden mit Hilfe dieses Teststandes entwickelt und getestet.

Penguin lässt sich schnell und einfach umrüsten, ohne Abstriche bezüglich der Sicherheit machen zu müssen. Die gewonnen Daten können direkt ausgewertet und verifiziert werden. Da auch unser Flugcomputer mit der integrierten Elektronik kompatibel ist, lässt sich sowohl dessen Hardware als auch Software mittesten.