Bericht BOGY- Praktikum - Stromberg

Bericht BOGY- Praktikum
18.02.2013- 22.02.2013
Universität Stuttgart
Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme
http://www.irs.uni-stuttgart.de/aktuelles/1110/016.JPG
Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme
Am Pfaffenwaldring 29
70550 Stuttgart Vaihingen
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BOGY- Bericht
Persönlichkeitsanalyse
Vorstellung des Unternehmens
Bericht der Praktikumstage
BOGY- Bilder
Praktikumsbilder
Technische Bilder
BOGY- Bewerbung
Deckblatt
Anschreiben
Lebenslauf
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BOGY- Bericht
Persönlichkeitsanalyse:
Da ich mich schon seit mehreren Jahren für den Themenbereich Astronomie und
Raumfahrt interessiere, habe ich mich dafür entschieden auch mein BOGYPraktikum in diesem Bereich zu absolvieren.
Aufgrund meines großen Interesses dafür, hatte ich auch einige Vorkenntnisse in
diesem Themenbereich. Auch durch einen Besuch bei der Europäischen Raumfahrtbehörde Esa in Darmstadt vor einem Jahr wusste ich ungefähr, was mich
erwarten würde.
Insgesamt finde ich diese Arbeit, welche in Darmstadt und auch in Stuttgart gemacht
wird, sehr interessant, weshalb ich mich sehr davon begeistern lasse. Ich finde die
Raumfahrt und vor allem die bemannte Raumfahrt unglaublich spannend, weil sie
einen der wenigen Bereiche der modernen Welt darstellt, in dem man noch heute
neue Sachen entdecken und erkunden kann. So begeistern mich vor allem die
Versuche bemannte Sonden zu beispielsweise dem Mars oder auch, wie es geplant
wird, zum Mond zu schicken, um Dinge zu entdecken, welche noch nie ein
Mensch zuvor zu Gesicht bekam.
Ein weiterer Punkt, welcher mich dazu bewogen hat am Institut für elektronische
Raumfahrtsysteme mein BOGY- Praktikum zu absolvieren, ist der, dass ich mich
auch in der Schule für eben die dafür wichtigen Fächer Physik, Chemie und Mathematik sehr interessiere.
In Stuttgart wollte ich vor allem aber auch versuchen die wichtigen Aspekte der
Raumfahrt, der Raketenantriebe und der Astronautik besser zu verstehen, um
einfach in diesem Fachbereich Erfahrung zu sammeln. Denn ich finde es wichtig,
die Dinge, für die ich mich besonders interessiere, nachvollziehen zu können,
um vielleicht einmal selbst in dieser Fachrichtung etwas zu erreichen. Und da vor
allem am Institut für Raumfahrtsysteme in Stuttgart Grundlagenforschung betrieben
wird, aber man sich auch oft direkt um die technische Umsetzung bemüht, habe
ich mich für diesen BOGY Praktikumsplatz an der Universität Stuttgart- Vaihingen
entschieden.
Vorstellung des Unternehmens
Als Teil der Universität Stuttgart- Vaihingen befindet sich auch das Zentrum
für Raumfahrtsysteme auf dem Campus.
Es ist unterteilt in die verschiedenen Institute Astronautik und Raumstationen, Kleinsatelliten und Instrumente, Infrarotastronomie, Erdfernerkennung, Raumtransporttechnologie, Messverfahren, Plasmatechnologie, Missions- und Systemanalyse,
Aerothermodynamik und zu guter Letzt Nanostrukturen und Mesoskopische Systeme.
Ich war am Institut für Raumtransporttechnologie mit dem Spezialgebiet
elektronische Raumfahrtsysteme. In diesem Bereich wird vor allem daran geforscht,
elektronische, schnelle Triebwerke für die direkte Anwendung im All zum Beispiel
an Satelliten, zu konzipieren und entwickeln.
Dafür steht dem Institut neben den Möglichkeiten zu theoretischen Berechnungen
auch ein Labor zur Verfügung. In diesem kann in luftdicht abgeschlossenen Tanks
der Druck im Weltall simuliert werden, um die die Triebwerke im Kleinformat bei
einigermaßen realistischen Bedingungen zu testen und zu verbessern.
Weitere wichtige Aufgaben des Instituts sind neben der Forschung auch die Lehre
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und die Betreuung der Studenten. Im Zentrum für Raumfahrtsysteme finden in
kleineren Vorlesungsräumen, welche sich direkt im Haus befinden, Vorlesungen
der Professoren der einzelnen Institute statt. So kann man hier seinen
Abschluss im Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik machen und danach
auch, falls gewollt, promovieren.
Da das Institut eine Forschungs- und Lehreinrichtung ist, wirft es natürlich keinen
Gewinn ab. Deshalb muss es vom Bund finanziert werden. Da dieses Budget in der
Regel aber viel zu knapp bemessen ist, müssen sich die Institute auch um andere
Einnahmequellen bemühen. Das sind meist mühsam erkämpfte Sponsoren.
Aufgrund der geringen finanziellen Mittel, verdienen auch die meisten Forscher
hier weniger als in der freien Wirtschaft, obwohl hier die Grundlagen geschaffen
werden. Und auch die Labore sind nicht mehr auf dem neusten Stand und stammen
größtenteils noch aus den 1980-er Jahren.
Bericht der Praktikumstage:
Nachdem ich an meinem ersten BOGY- Tag, dem 18.02.2013, im Zentrum für
Raumfahrtsysteme angekommen war, begannen wir nach der Vorstellung damit,
einen Account des Netzwerksystems für mich einzurichten. Damit konnte ich
jederzeit auf einen Computer im offen zugänglichen Computerraum zugreifen.
Darauf folgte zunächst eine Führung durch das Gebäude und die nahen Labore
mit meinem BOGY- Betreuer.
Darauf folgte die spezifizierte Vorstellung des Labors und die genaue Aufklärung
über die Sicherheitsvorschriften. So werden in diesem Labor zum Beispiel auch
mitunter Laserversuche durchgeführt, welche zum Teil schwere Schäden bis hin zur
Erblindung verursachen können.
Anschließend schauten wir uns die in diesem Labor durchgeführten Versuche
genauer an. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um das Testen elektronischer
Raketentriebwerke im kleinen Prototypformat in abgeschlossenen luftdichten, den
Bedingungen des Weltalls entsprechenden, Tanks. Hierzu zeigte mir mein
BOGY- Betreuer Videos von
bereits
durchgeführten
Versuchen und
Triebwerktests.
Da sich dieser Sachverhalt als ziemlich schwierig darstellt, folgte eine „Erklärungsstunde“ der elektronischen Raumantriebssysteme. Diese Erklärung fand an einigen
dafür vorgesehenen Modellen statt. Im Wesentlichen wird bei solchen Triebwerken
ein Blitzstrahl zwischen Kathode und Anode erzeugt, welcher ein Gas entweder
thermisch oder elektromagnetisch erhitzt und in Plasma umwandelt. Dieses Plasma
wird nun beschleunigt und als Stützmasse verwendet.
In der anschließenden Besprechung wurde auch die Anwendung der Triebwerke
angesprochen. Denn da sich aus Plasma wenig Masse ergibt, ist auch die Stützmasse trotz deutlich höherer Geschwindigkeit als bei chemischen Triebwerken um
ein Vielfaches geringer. So können nach heutiger Technik elektrische Raketenantriebe nur im Weltall an beispielsweise Satelliten eingesetzt werden.
Und genau dieses Problem versuchen die Forscher am Raumfahrtzentrum Stuttgart
zu lösen. Zu eben diesem Zweck werden die zahlreichen Versuche durchgeführt,
bei denen ich im Anschluss zuschauen durfte. So konnte ich zum Beispiel einem
Forscher helfen, der das Langzeitverhalten von elektrischen Raumfahrtantrieben
untersuchte. Hierzu musste das Prototyptriebwerk abgedeckt werden und in dem
Vakuumtank luftdicht eingeschlossen werden, um dann mittels Pumpe das
Universum zu simulieren und das Triebwerk wieder längere Zeit zu beobachten.
Danach war der BOGY- Tag bereits zu Ende.
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Der nächste Tag, der 19.02.2013, begann etwas ruhiger. Nachdem ich um kurz vor
neun im Raumfahrtzentrum ankam, konnte ich mich zunächst im lokalen Netzwerk
einloggen und ein wenig mehr über das Institut für elektronische Raumfahrtsysteme
erfahren.
Anschließend zeigte mir mein Betreuer, woran er gerade arbeitete. Dabei handelte
es sich um ein Kalibrierungssystem zur genauen Messung der Ausstoßkräfte
von elektronischen
Raketentriebwerken.
Um dies
jedoch
umzusetzen,
werden kleine Motoren gebraucht um die Gegenkräfte zu verschieben. Diese
Motoren werdenelektronisch über einen Computer angesprochen und gesteuert.
Für diese Steuerung ist allerdings ein Programmierungsprogramm von Nöten,
welches digitale Informationen ausgibt, die über ein bestimmtes Modul zu Bewegungen analog übersetzt werden. Deshalb war es meine Aufgabe, mich etwas in
diese Programmiersprache hineinzuarbeiten.
Nach der Mittagspause, konnten wir dann das Erarbeitete testen. Zwar klappte
es zu Beginn nicht so wie es sollte. Aber nach ca. 1 Stunde waren alle Fehler beseitigt und das System zur Kalibrierung bereit.
Jedoch kamen wir nicht dazu, da ich direkt im Anschluss eine Führung zum Thema
Sofia, dem Flugzeugteleskop aus den USA und Deutschland (Stuttgart und Bonn)
bekam. Dies war sehr interessant und aufschlussreich und das Ende des zweiten
Tages.
Am nächsten Tag, Mittwoch den 20.02.2013, konnte ich wiederum zunächst ins
lokale Netzwerk und etwas über das Institut und die Entwicklungen
recherchieren.
Nach der Mittagspause, als meine Betreuer wieder im Haus waren, ging es ins
Labor. Wir wollten den Langzeittriebwerktest des Forschers, welchen wir auch
schon am Montag besucht hatten, anschauen. Leider stellte sich heraus, dass dieser
eine erneute Wartung des Prototypen vornehmen musste, da der Treibstoff so gut
wie aufgebraucht war.
Also füllte mein Betreuer die Zeit damit, mich etwas über das Studium von Luft- und
Raumfahrttechnik aufzuklären. Er stellte mir den genauen Zeitablauf vor und gab mir
Informationen darüber, was von einem Studenten erwartet wird. Im Bezug darauf
zeigte e r mir auch die Weiterbildungsmöglichkeiten, wie den „Master“ oder die
Promotion, und die Jobmöglichkeiten. So können Luft- und Raumfahrttechniker
entweder in die Forschung und zum Beispiel am Institut bleiben, oder sie können in
die Industrie und in ganz verschiedenen Branchen, wie beispielsweise auch
der Autoindustrie, arbeiten.
Anschließend durfte ich noch in einen vom Institut gebauten Simulator. Dieser
befindet sich direkt im Gebäude und simuliert den Flug einer russischen Sojus
Kapsel. Diese Kapsel soll nun an die Internationale Raumstation ISS andocken.
Dafür wurde eine Sojuskapsel nachgebaut und mit entsprechenden Bildschirmen
sowie drei Sitzen versehen. Solch ein Andockmanöver erweist sich als ziemlich
schwierig, da diverse richtungsgebende Einstellungen getroffen werden müssen.
So steuert man die Kapsel über zwei Joysticks und diverse Tasten zur Geschwindigkeitseinstellung und Anzeigeformat. Das hat wirklich sehr viel Spaß gemacht und
man konnte sich trotz des veralteten Systems ein wenig wie ein Astro- bzw. auf
russisch Kosmonaut fühlen.
Da dieses Erlebnis viel Zeit in Anspruch nahm, war der BOGY- Tag nach dieser
Aktion bereits wieder zu Ende.
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Als ich am nächsten Tag, Donnerstag den 21.02.2013, um neun Uhr im Institut
ankam, konnte ich wieder zunächst in den Computerraum, um mich weiter über
laufende Projekte und den Studiengang zu informieren.
Anschließend hatten meine Betreuer eine weitere Führung in einem benachbarten
Institut organisiert. Dabei ging es um die Funktion und Anwendung - auch in der
Raumfahrt - von Supraleitern.
Unter Supraleitern versteht man bestimmte Materialien, welche unter
materialabhängigen tiefen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand verlieren.
Das heißt ein hineingesteckter Strom kann ganz ohne Verlust fließen und bei
runden Supraleitern unendlich lang. Eine weitere Eigenschaft von Supraleitern ist
das starke Magnetfeld, welches sie mit anderen Magneten und Metallen
aufbauen können. Dieses starke Magnetfeld wirkt immer nur in eine Richtung. Längs
zu dieser Achse zentriert sich dieses Material immer wieder. Man kann damit
also den Supraleiter auf einer Magnetbahn schwebend halten. Und ohne
Luftwiderstand kann dieser Supraleiter ohne Geschwindigkeitsverlust immer
weiter auf der „Magnetbahn“ entlang schweben.
Dies ist vor allem eine Eigenschaft, die sich auch in der Raumfahrt nutzen lässt.
Allerdings müssen die Supraleiter auf wenige Kelvin kalt gehalten werden, meist mit
flüssigem Stickstoff, um zu funktionieren. Dies ist einer der großen Nachteile dieser
Materialien.
Anschließend schaute ich mir noch einen Versuch im Labor an, bei welchem der
Eintritt einer Sonde in die Atmosphäre simuliert wurde. Dazu wurde eine Minisonde
in einem Vakuumtank mit einem Plasmagenerator bestrahlt um die Bedingungen
nachzustellen.
Nach der Mittagspause, erhielt ich eine weitere Führung durch den Fachbereich
Astronautik.
Genauer
gesagt, durch das Institut, welches für die
Lebenserhaltung von Astronauten im Universum zuständig ist. Man zeigte mir
einen eigens von der Universität entwickelten Chip, mit welchem man leicht den
Sauerstoffgehalt der Luft messen kann. Dies ist natürlich extrem wichtig im All,
um eventuell gefährlichen Mängeln vorzubeugen. Anschließend wurde ich noch
über die tägliche Versorgung der Astronauten aufgeklärt. So forscht man an
einem System zur Algenherstellung im Weltall, um Sauerstoff zu produzieren und
einen geringen Teil der Nahrungsversorgung sicher zu stellen. Denn diese Art
der Versorgung besteht aus frischen Lebensmitteln, welche eine wichtige
Abwechslung zur „Dosenkost“ darstellen würde.
Anschließend bekam ich noch eine kleine Führung über einen Satelliten, welchen die
Universität selbst baut. Dieses Konzept soll bis 2014 umgesetzt werden und dann
mit einer Sojus Trägerrakete in den Orbit geschossen werden. An Bord sollen diverse Forschungsgeräte des Zentrums für Luft- und Raumfahrttechnik angebracht
werden.
Kurz darauf war bereits wieder Feierabend und der BOGY- Tag zu Ende.
An meinem letzten BOGY- Praktikumstag bekam ich zunächst wieder eine Führung.
Diese erhielt ich von Angestellten des Instituts für Satellitenbau. Das war äußerst
interessant. Zunächst wurde mir der Testraum gezeigt, in welchem die Satellitensysteme in einem Vakuumtank unter fast realen Weltraumbedingungen getestet
werden. Anschließend besichtigte ich die Elektrowerkstatt. Hier werden
kleinere einfache Systeme selbst hergestellt. Außerdem wird hier der Einbau der
Systeme in den Satelliten geplant und getestet. Dafür werden diverse Modelle
gebaut, um die Anordnung und Kabelführung der Geräte zu konzipieren.
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Im Anschluss daran kam der Reinraum. Hier wird der endgültige Satellit zusammengebaut. Deshalb muss es hier extrem sauber sein. In diesem Raum war auch schon
ein Teil des fertigen Satelliten zu sehen. Dieser Satellit, über welchen ich bereits
am Donnerstag eine kurze Führung hatte, ist der erste des Zentrums für Luft- und
Raumfahrttechnik und deshalb besonders wichtig.
Anschießend konnte ich im Computerraum noch einige wichtige Informationen über
das Raumfahrtzentrum Stuttgart für meinen BOGY- Bericht recherchieren.
Danach regelten wir nochmals die organisatorischen Dinge zum Ende des
Praktikums und schauten im Labor vorbei.
Dann war auch schon wieder mein letzter BOGY- Praktikumstag beendet.
Persönliche Reflexion:
Für mich war das BOGY- Praktikum am Zentrum für Raumfahrtsysteme ein voller
Erfolg. Es war ziemlich interessant und hat mir geholfen ausführlich in diesen
Bereich hineinzuschauen.
Ich habe sehr viel über elektronische Raketentriebwerke und auch andere
Bereiche, wie zum Beispiel der Astronautik und astronomische Beobachtungssysteme, welche auch im Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik untergebracht
sind,gelernt. Ich weiß nun also aufgrund der zahlreichen Führungen in den verschiedenen Instituten deutlich besser über die Raumfahrt Bescheid.
Außerdem konnte ich sehr viel über das wissenschaftliche Arbeiten an einem
Institut erfahren und mir den Werdegang eines Raumfahrtingenieurs vom
Studenten bis zum Doktoranden oder Industrieingenieur vorstellen.
Zudem haben mich die zahlreichen Anwendungsaufgaben, wie zum Beispiel die
Arbeit und Hilfe im Labor oder der Flug mit dem Simulator der Sojuskapsel sehr
beeindruckt und bei der Überlegung meines Wunschberufs in der Zukunft sehr viel
weiter gebracht.
Besonders gefallen an diesem BOGY- Praktikum hat mir auch das große Spektrum.
Man findet hier fast alles zum Thema Raumfahrt.
Von Astronomie über Astronautik und Lebenserhaltungssysteme, elektronische
Raketentriebwerke, Sofia bis hin zu Satelliten. Hier in diesem Zentrum ist fast
alles untergebracht.
So konnte ich durch dieses Praktikum klar erkennen, welche Bandbreite an
Arbeitsbereichen möglich ist. Das Besondere ist, dass alle diese Bereiche
zusammenarbeiten und sich gegenseitig ergänzen müssen, um ans Ziel zu gelangen.
Ebenso interessant waren auch die Randbereichforschungen hier am Zentrum für
Raumfahrtsysteme. So wird hier auch Forschung betrieben, welche vielleicht nicht
direkt als ein Teilbereich der Raumfahrtwissenschaft erkannt wird. So sind zum
Beispiel die Supraleitersysteme nicht nur sehr interessant und beeindruckend,
sonder auch besonders nützlich. Diese können für die verlustlose Stromversorgung eingesetzt werden, aber auchfür die Raumfahrt nützlich sein, zum Beispiel für
Landemanöver oder elektrische Triebwerke.
Naben all diesen Aspekten des BOGY- Praktikums gibt es natürlich auch einige
wenige Punkte, welche ich als weniger positiv einstufen würde.
So fand ich es zum Beispiel schade, dass im Zeitraum des Praktikums gerade
Semesterferien waren. Daran trägt natürlich das Institut keine Schuld, aber ich
hätte mich gefreut, einfach mal in eine Vorlesung hineinzusitzen, um zu erleben
wie das Leben als Student ungefähr abläuft und wie der „Unterricht“ und das
Arbeiten an der Uni aussehen.
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Zudem war es schade, dass ich nicht in alle Institutsteile hineinschauen konnte.
Da es zu viele sind, fehlte dafür in einer einzigen BOGY- Praktikumswoche die
Zeit.
Trotzdem
konnte
ich
mir
viele Teilbereiche der Universität
Stuttgart anschauen.
Zusammengefasst, war das Praktikum
wirklich interessant und hat
auch viel Spaß gemacht. Zudem hat es mich in meiner Entscheidung zur späteren
Berufswahl sehr weitergebracht. Ich kann mir nun gut vorstellen, eine
wissenschaftliche Laufbahn einzuschlagen und in die Forschung und Entwicklung
zu gehen. Jedoch bin im mir noch nicht sicher, ob ich lieber an einem Institut arbeiten
oder in die
„Wirtschaft“
gehen
würde,
da
hier die finanziellen
Mittel zum Verwirklichen eines Projekts höher sind.
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