Mit einer selbst entwickelten Höhenforschungsrakete und eigenem Hybridtriebwerk sammelt RAPID wertvolle Erfahrungen für die Raumfahrt von morgen.
Der Weg in die Raumfahrt beginnt heutzutage schon früh. Ein anschauliches Beispiel dafür ist RAPID (Rocketry and Propulsion in Darmstadt), das Raketenprojekt des Vereins TU Darmstadt Space Technology e. V. (TUDSaT). Hier entwickeln Studierende selbstständig eine Höhenforschungsrakete – von der Aerostruktur über die Avionik bis hin zum Triebwerk und der gesamten Testinfrastruktur. Ziel ist nicht nur ein erfolgreicher Raketenflug, sondern vor allem die Vermittlung von praktischem Know-how an die nächste Generation von Ingenieurinnen und Ingenieuren.
Mit der Rakete Hyacinth nahm das Team 2025 an der European Rocketry Challenge (EuRoC) teil, dem größten akademischen Raketenwettbewerb Europas. Gemeinsam entwickelten und fertigten die Studierenden dafür auch ein Hybridantriebssystem. Das Projekt entstand in der Freizeit der Beteiligten und wurde parallel zum Studium organisiert und umgesetzt. Dabei vertraute das Team beim Aufbau eines Prüfstands auf den item Systembaukasten. So erhielt er unter anderem die dringend benötigte Flexibilität. Inzwischen werden item Profile auch bei der Launch Rail verwendet, einer Art „Startschiene“ für die Rakete.
System für maximale Flexibilität
Setzen Sie auf das Original-Baukastensystem von item und profitieren Sie von einer einzigartigen Vielfalt: Dank der durchgängigen Kompatibilität aller Komponenten erleben Sie eine völlig neue Dimension der Kreativität.
RAPID und TUDSaT: Studierende entwickeln Höhenforschungsrakete
Bei TUDSaT engagieren sich inzwischen über 300 Studierende der TU Darmstadt aus verschiedenen Fachrichtungen. Sie arbeiten intensiv an Satelliten-, Rover- oder Raketenprojekten. Das RAPID-Team konzentriert sich auf die Entwicklung von Höhenforschungsraketen und der dafür notwendigen Infrastruktur. Auch Prüfstände und Sicherheitskonzepte werden realisiert. So entsteht eine praxisnahe Lernumgebung, die den Anforderungen professioneller Raumfahrtprojekte entspricht.
Hybridantrieb auf dem Prüfstand
Mit der Rakete Hyacinth wagte sich das Team erstmals an einen Hybridantrieb. Dabei dient flüssiges Lachgas als Oxidator, während ein Wachs-Carbon-Gemisch den Brennstoff bildet. Das System arbeitet mit rund 60 bar und unterscheidet sich deutlich von herkömmlichen Feststoffmotoren. Damit sich Schubverlauf, Temperaturen und Belastungen sicher analysieren lassen, benötigte das Team umfangreiche Testmöglichkeiten am Boden. Der Prüfstand war deshalb eine zentrale Voraussetzung für die Entwicklung der Höhenforschungsrakete und ihrer Antriebstechnik.
Wenn wir unsere Simulationen verbessern wollen, brauchen wir reale Messdaten aus Tests. Der Prüfstand liefert genau diese Grundlage.
Dabei ist das Funktionsprinzip des Prüfstands vergleichsweise einfach: Das Triebwerk wird fest eingespannt und unter kontrollierten Bedingungen gezündet. Sensoren erfassen während des Tests unter anderem Druck, Temperatur und Schubkräfte. Dies liefert wichtige Erkenntnisse: „Wenn wir unsere Simulationen verbessern wollen, brauchen wir reale Messdaten aus Tests. Der Prüfstand liefert genau diese Grundlage“, erklärt Justus Albert, ein früheres Mitglied des RAPID-Teams. Die gewonnenen Daten helfen dem Team also dabei, Simulationen zu validieren und das Verhalten des Hybridantriebs besser zu verstehen. Gleichzeitig können Sicherheitsmechanismen überprüft werden, bevor die Höhenforschungsrakete später tatsächlich startet.
Testinfrastruktur mit Unterstützung durch item Profiltechnik
Beim Aufbau des Prüfstands profitierte das Team von den Stärken unserer Aluminiumprofile. Die modulare Bauweise erleichterte Anpassungen während der Entwicklung und ermöglichte den schnellen Austausch einzelner Elemente. Vor allem in der frühen Entwicklungsphase ändern sich nämlich Anforderungen regelmäßig: Messsysteme kommen hinzu, Sensorpositionen werden angepasst oder Leitungsführungen müssen verändert werden. „Die Flexibilität des Aufbaus ist deshalb ein großer Vorteil“, sagt Justus Albert.
Gerade in einem Entwicklungsprojekt ändern sich Anforderungen ständig. Die Flexibilität des Aufbaus ist deshalb ein großer Vorteil.
Konstruktionsprofile aus Aluminium kommen an mehreren Stellen des Prüfstands zum Einsatz. Sie bilden die Basis für Halterungen, Messaufbauten und die Integration verschiedener Komponenten der Testinfrastruktur. Gleichzeitig sorgt die Konstruktion für die notwendige Stabilität bei den Belastungen eines Triebwerkstests. „Auch der gesamte Prozess war komfortabel: Man konstruiert online mit dem item Engineeringtool, die Bauanleitung wird automatisch generiert, die Teile werden exakt zugeschnitten geliefert und man kann alles direkt montieren“, betont Justus Albert. Durch die Kombination von Anpassbarkeit und Wiederverwendbarkeit kann das RAPID-Team den Prüfstand kontinuierlich weiterentwickeln. Gerade bei iterativen Entwicklungsprozessen ist diese Flexibilität ein entscheidender Vorteil.
Herausforderungen auf dem Weg zur European Rocketry Challenge
Vor allem fehlende Testmöglichkeiten und Infrastruktur erschwerten die Vorbereitung auf die European Rocketry Challenge 2025. Ziel des jährlich stattfindenden Wettbewerbs ist es, selbstentwickelte Raketen möglichst präzise auf eine Höhe von drei oder neun Kilometern zu bringen und dabei wissenschaftliche Nutzlasten zu transportieren. Da vor dem Wettbewerb keine vollständigen Triebwerkstests durchgeführt werden konnten, blieb der geplante Start von Hyacinth aus. Dennoch präsentierte RAPID ihre Rakete und sammelte wertvolle Erfahrungen für die nächsten Entwicklungsschritte. Am Ende erreichte RAPID den zwölften Platz unter den besten Studierendenteams Europas.
Von Hyacinth zu Zephyr: Die nächsten Schritte
Die Erfahrungen bei der Entwicklung von Hyacinth werden in die nächsten Projekte einfließen. Es ist fest eingeplant, die Testinfrastruktur weiter auszubauen und die gewonnenen Erkenntnisse für zukünftige Entwicklungen zu nutzen. Weiterhin wird der Start von Hyacinth angepeilt. Er soll zusätzliche Daten für die Weiterentwicklung des Hybridantriebs liefern. Mit Zephyr verfolgt RAPID bereits den nächsten Entwicklungsschritt: Diese Hybridrakete wird bei der European Rocketry Challenge 2026 starten, wo eine Zielhöhe von 3000 Metern erreicht werden soll.
Wir konnten in diesem Jahr bereits drei erfolgreiche Tests durchführen und dadurch den Prüfstand für seinen geplanten Zweck nutzen.
„Wir haben uns im April beworben, wurden angenommen und haben viele Meilensteine bei der Teilnahme abgeschlossen. Zudem konnten wir in diesem Jahr bereits drei erfolgreiche Tests durchführen und dadurch den Prüfstand für seinen geplanten Zweck nutzen“, erklärt Manu Schlüsener, Projektleiter des RAPID-Teams. Geplant sind außerdem ein neues Recovery-Konzept zur Reduzierung der Belastungen während der Bergungsphase sowie eine überarbeitete Aerostruktur mit demontierbaren Paneelen. Sie sollen einen einfacheren Zugang ermöglichen und Wartungsarbeiten erleichtern. Darüber hinaus ist eine modulare Avionik vorgesehen, die als Grundlage für zukünftige Raketengenerationen dienen soll.
Auch die Zusammenarbeit mit item geht weiter: Das Team nutzt unsere Profile für seine Launch Rail – eine Führungsschiene, welche die Rakete beim Start stabilisiert und bis zum Erreichen ausreichender Fluggeschwindigkeit in die richtige Richtung führt.
