MIRKA2-HyEnd

Mikrorückkehrkapsel2-Hybrid Engine Development

MIRKA2-HyEnD (Mikrorückkehrkapsel2-Hybrid Engine Development) ist unser zweites raketengestütztes Höhenforschungsexperiment. Hierbei ist die Elektronik der MIRKA2 Projekte Nutzlast auf einer HEROS Rakete der Stuttgarter Studentengruppe HyEnD, die sich dem Bau von Raketen verschrieben hat. Die HEROS Raketen werden im Rahmen des STERN (Studentische Experimental-Raketen) des DLR gebaut und vom Esrange Space Center in Kiruna (Schweden) gestartet.

Die zweite Startkampagne für STERN und damit auch die Stuttgarter HEROS Raketen ist Ende Oktober 2016 bis Anfang November angesetzt gewesen. Während dieser Kampagne sind zwei Starts der HEROS Rakete mit einer errechneten Apogäumshöhe von etwa 30-40 km erfolgt.

Experimentaufbau mit PCBs (blau), Iridiumantenne (gelb/braun/grau), GNSS modul (hellbraun), Batteriehaltern (schwarz) mit einer 3D-Druckhaltestruktur (weiß) montiert auf einer CFK Schnittstellenplatte zur HEROS Rakete.

Der Beitrag von KSAT zum erfolgreichen Flug sind die Trackingdaten, die unser neuer GNSS Empfänger liefert, sowie Rotations- und Beschleunigungsdaten. Die Thermoelemente, welche bei den Kapselmissionen im Hitzeschild untergebracht werden, dienen hierbei zur Temperaturüberwachung kritischer Komponenten, wie der Transmitter oder RF-Verstärker. Als unabhängiges System ergänzt MIRKA2-HyEnD somit die bestehende Elektronik der Heros Raketen.

Für die MIRKA2 Missionen können Erkenntnisse über die Funktionsweise des Iridiumtransmitters bei hohen Geschwindigkeiten, der Test vom neuen GNSS Empfänger (Ublox8/Navilock) sowie die Validierung der Performance von kleineren Designänderungen gewonnen werden.

Beim Reichweiten- und Interferenztest wurde die Sender der Bordelektronik sowie die MIRKA2 Elektronik, welche im oberen Teil der Spitze (dunkler Schatten) befestigt wurde, getestet. Es konnte keine Beeinträchtigungen zwischen den beiden Elektroniksystemen festgestellt werden. Sowohl der MIRKA2 Satellitentransmitter als auch der HyEnD Sender erfüllten die Erwartungen.

Nach dem Verschiffen nach Kiruna und einigen Überarbeitungen vor allem bezüglich der Aktivierung wurde die Elektronik unter der Haube von HEROS III eingebaut. Leider konnten wir kein Projektmitglied nach Esrange mitschicken, weshalb alle Überarbeitungen vom HyEnD Team übernommen wurden. Dafür danken wir!

Der Start erfolgte am 08.11.16 um 10:30 MEZ. Die Verbrennung des Raketenmotors funktionierte ausgezeichnet und auch die Bordelektronik der HEROS III Rakete sendete und steuerte wie gewünscht. Seitens des MIRKA2-HyEnD Experimentes konnte ein Teilerfolg erzielt werden. Ziel des Experimentes war es die Kommunikation im Flug zu testen, sowie das neue GNSS Modul auszuprobieren. Nach Anschalten des Experimentes sendete dieses zunächst Daten. Leider ging die Verbindung fünf Minuten vor dem Start verloren und konnte nicht wiederhergestellt werden. Die restliche Elektronik war von diesem Ausfall nicht betroffen und sammelte über 5 Stunden vom Anschalten beim Einbau bis zum manuellen Ausschalten nach der Bergung ununterbrochen Daten.

Das GNSS Modul lieferte eine überzeugende Performance. So konnte vor allem die Flugparabel gut aufgelöst werden. Der „GPS-Lock“, der aufgrund der rechtlichen Bestimmungen jedes kommerziell erhältliche GPS Modul bei großen Beschleunigungen und Vertikalgeschwindigkeiten sperrt, fiel zudem kürzer aus als erwartet (siehe gelbe Kurve). Leider sank die Datenqualität aufgrund eines Formatierungsfehlers in der Software. Die braune Kurve stellt eine Approximation der Trajektorie mit den beeinträchtigten Messungen da.