Zum bundesweiten »Tag der Raumfahrt« öffnete das Fraunhofer EMI am 28. März 2025 seine Türen. Im Mittelpunkt: Kollisionen im All und Kleinsatellit »ERNST«.

Im Orbit ist es alles andere als leer: Millionen Trümmerteile fliegen als Weltraumschrott um die Erde. Die Überreste von Satelliten, Raketenstufen und anderen Objekten belasten nicht nur die Umwelt. Sie stellen auch ein Risiko für aktive Satelliten und für die bemannte Raumfahrt dar. Kommt es zu Kollisionen, sind die Folgen mitunter schwer.

Forschende am Fraunhofer EMI untersuchen genau diese Szenarien. Zum bundesweiten Aktionstag »Tag der Raumfahrt« gewährte das Institut kürzlich Freiburger Schülerinnen und Schülern sowie Leserinnen und Lesern der »Badischen Zeitung« Einblicke in die Forschung und in aktuelle Forschungsprojekte.

Simulation von Kollisionen im All
 

Zu den Höhepunkten zählte die Besichtigung der »Space Gun« - eine der leistungsfähigsten Beschleunigungsanlagen weltweit. Mit ihr untersuchen die Wissenschaftler Aufpralle mit Geschwindigkeiten von bis zu 9,5 km/s (35.000 km/h). »Das sind typische Kollisionsgeschwindigkeiten in erdnahen Umlaufbahnen, in denen sich auch die Internationale Raumstation und unser Kleinsatellit ERNST bewegen«, erläuterte Professor Frank Schäfer, Leiter des Geschäftsfelds Raumfahrt am Fraunhofer EMI. »Wir simulieren im Labor, was passiert, wenn Weltraumschrott oder Meteoroiden auf Satelliten prallen. Millimeter- bis Zentimetergroße Teilchen können Komponenten des Satelliten schädigen oder zerstören, während Bruchstücke ab zehn Zentimeter ganze Satelliten zertrümmern können.«

Der Geschäftsbereich Raumfahrt forscht an widerstandsfähigen Materialien und Strukturen im Auftrag von Wirtschaft, der Europäischen Weltraumbehörde ESA und der DLR-Raumfahrtagentur.

Auch Grundlagenforschung findet am EMI statt: »Im Labor-Maßstab untersuchen wir, wie stark ein Raumfahrzeug einen Asteroiden auf Kollisionskurs mit der Erde ablenken kann, wenn es als kinetischer Impaktor auf die Asteroidenoberfläche einschlägt«, so Schäfer. Ein Projektil aus Aluminium stellt dabei das Raumfahrzeug dar. Die Erkenntnisse fließen direkt in Kollisionsschutzstrategien ein.
 

Kleinsatellit ERNST und Tests im Satellitenlabor
 

Im Satellitenlabor durften die Besucher ein identisches Modell von Kleinsatellit ERNST aus der Nähe betrachten. Zentrales wissenschaftliches Instrument des kleinen Satelliten ist die Infrarotkamera, deren kryogekühlter Kamerachip sehr empfindlich die Wärmeabstrahlung von heißen Quellen nachweisen kann. Mit dieser Kamera sollen beispielsweise Raketenstarts aus dem Orbit detektiert werden. Die Wissenschaftler zeigten auch ein Bremssegel, das ERNST am Ende seiner Mission in der Erdatmosphäre verglühen lässt - in wenigen Monaten anstatt in Jahren.

Interesse weckten auch die Versuchsanlagen. Auf einem Vibrationsprüfstand simulieren die Forschenden die mechanischen Belastungen, die während eines Raketenstarts auf den Satelliten und seine Systeme wirken. In einer eigenen Thermal-Vakuum-Kammer setzen sie Satelliten den thermalen Bedingungen während des Betriebs unter repräsentativen Hochvakuum-Bedingungen aus. »So stellen wir sicher, dass die Komponenten und Systeme robust genug sind und den extremen Bedingungen im All standhalten«, so Schäfer.

Erster deutschlandweiter Tag der Raumfahrt
 

Raumfahrt ist aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken– egal ob bei der Navigation im Auto, schnelle Breitbandkommunikation, beim Monitoring von Klimaschutzmaßnahmen oder Einsätzen in Katastrophengebieten. Um zu zeigen, wo in Deutschland Raumfahrt stattfindet und wie vielfältig die Themen sind, rief das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) in diesem Jahr erstmals den »Tag der Raumfahrt« ins Leben.

Deutschlandweit öffneten zahlreiche Institutionen am 28. und 29. März 2025 ihre Türen oder starteten Aktionen zum Mitmachen.