Gemeinsame Mission

Erste ESA­_Lab@ in Deutschland

Nach Forschungslaboren an der französischen Hochschule „École des hautes études commerciales“ Paris oder der englischen „University of Central Lancashire“ ist das ESA_Lab@ an der TU Darmstadt die erste ESA-Einrichtung dieser Art an einer deutschen Universität. Das Labor soll im Sommer im Fachbereich Maschinenbau auf dem Campus Lichtwiese der TU eröffnet werden und von Studierenden und Forschern beider Institutionen genutzt werden. Die Universität stellt die Räumlichkeiten und beide Partner teilen sich die Bereitstellung der technischen Ausrüstung, darunter Computer und vor allem audiovisuelles Equipment. ESA-Generaldirektor Jan Wörner erhofft sich von der Kooperation nicht nur praktische, alltagsnahe Anwendungen für die Studierenden, sondern auch „neue Impulse für die gesamte Innovationskette von der Grundlagenforschung bis zur Raumfahrtmission“. Mit der TU, deren Präsident Wörner von 1995 bis 2007 war, arbeitet die ESA bereits seit längerem zusammen.

Neues Instrument

Die Idee zu der Initiative „ESA_Lab@“ entstand 2016 im Vorfeld der alle drei Jahre terminierten ESA-Ministerratskonferenz. Das Programm steht für eine inhaltliche Weiterentwicklung und intensivere akademische Zusammenarbeit. „Mit den Forschungslaboren haben wir ein neues Instrument entwickelt, bei dem es nicht in erster Linie um Förderung geht, sondern um die Kooperation mit Hochschulen und Forschungsinstituten“, betont der ESA-Generaldirektor. „Der wissenschaftliche Austausch steht im Vordergrund.“ Die acht bisher eingerichteten ESA_Lab@s an europäischen Universitäten setzen unterschiedliche Schwerpunkte. Während etwa die Kooperation mit der Pariser HCE mehr auf wirtschaftliche Aspekte in der Raumfahrt wie die Entwicklung neuer Märkte und Businessmodelle zielt, wird es bei der Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt verstärkt um technische Innovationen, neue Formen der Arbeits- und Produktentwicklung wie dem „concurrent engineering“ gehen sowie um Raumfahrtantriebe und Raumtransport-systeme. Die ESA_Lab@s sollen sich, so DG Jan Wörner, auch untereinander vernetzen und austauschen.

Gute Erfahrungen

TU-Präsident Hans Jürgen Prömel freut sich auf die künftig engere Zusammenarbeit. Er lobt die guten Erfahrungen, die die Universität bereits mit gemeinsamen Forschungslaboren etwa mit dem Pharmaunternehmen Merck oder der Deutschen Bahn gemacht hat. Mit der ESA und dem europäischen Satellitenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt ergebe sich nun eine „fantastische Verknüpfung vor Ort.“ Fachlich passten TU und ESA ohnehin gut zueinander: „Hier treffen zwei ideale Partner zusammen, um ihre herausragenden Forschungs- und Anwendungskompetenzen auf Zukunftsfeldern zu bündeln“, betont Hans Jürgen Prömel.

ESA-Experten lehren an der TU

Verbindungen haben ESA und TU Darmstadt bereits seit längerem geknüpft. 2015 schlossen sie ein Rahmenabkommen, das Vorlesungen zu Raumfahrtthemen, Promotionsarbeiten und gemeinsame Forschungsprojekte umfasst. Seit dem Wintersemester 2015 lehrte Reinhold Bertrand, leitender Mitarbeiter im Strategiebereich am ESOC, mehrmals im Semester das Fach Grundlagen der Raumfahrtsysteme. Seit 2018 ist er zudem der erste Kooperationsprofessor der ESA am Institut für Flugsysteme und Regelungstechnik im Fachbereich Maschinenbau der TU Darmstadt und steht im engen Austausch auch mit der Informatik und den Fachgebieten Robotik und Autonome Systeme. Außer ihm geben ebenso die ESA-Kolleginnen und Kollegen Prof. Werner Enderle, Prof. Markus Landgraf und Dr. Chiara Manfletti Vorlesungen an der Darmstädter Universität. Im laufenden Sommersemester wird zudem eine neue Vorlesung zur Problematik des Weltraummülls und zum Thema Space Safety von Dr. Holger Krag angeboten.

Nukleus für Ideen

Das ESA_Lab@ an der TU setzt einen neuen Akzent in der Zusammenarbeit. Wissenschaftler aus den Fachbereichen Maschinenbau und Bauingenieurwesen werden beteiligt sein. Die TU-Professoren Uwe Klingauf und Ulrich Knaack verstehen das Lab als „einen Nukleus für neue Ideen“. Profitieren werden auch die Studierenden. So hat sich etwa der studentische Verein „TU Darmstadt Space Technology“ gegründet, der  Forschungsraketen und Nanosatelliten bauen will. Im ESA_Lab@ soll - unterstützt vom Institut für Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe - ein Prüfstand für den Test kleiner Flüssigraketenantriebe aufgebaut und die komplexen physikalischen Phänomen untersucht werden, die in solchen Antrieben vorkommen.

Neben Innovationen etwa im Bereich Satelliten-Geodäsie wird sich das Forschungslabor verstärkt auf den Ansatz des „Concurrent Engineering“ konzentrieren, die räumlich wie zeitlich konzentrierte Entwicklung technischer Systeme. „Diese Praxis im Ingenieurwesen hat mit den Möglichkeiten der Digitalisierung eine neue Bedeutung erhalten“, sagt Prof. Reinhold Bertrand, der das ESA_Lab@ betreuen wird.

Concurrent Engineering

Concurrent Engineering ist ein neues Arbeitsinstrument zur direkten Vernetzung und Digitalisierung. Der ESA-Wissenschaftler beschreibt es als einen „Gruppenprozess“, bei dem Experten zusammenkommen und ihre Expertise und Computerwerkzeuge einbringen. Statt bisher traditionell nacheinander folgender Arbeitsabläufe geschehen alle Entwicklungsschritte zeitgleich und unter direkter Einbindung des Kunden oder Auftraggebers. „Das geht über den interdisziplinären Ansatz hinaus“, sagt Prof. Bertrand. Auf Veränderungen etwa beim Bau eines Satelliten können alle am Projekt Beteiligten sofort reagieren. ESA-Generaldirektor Jan Wörner ist überzeugt: „Dadurch werden wir schneller und besser.“

Neue Generation von Ingenieuren

Das ESA_Lab@, ergänzt Chiara Manfletti, Lehrbeauftragte für Raumfahrtantriebe und Beraterin des ESA-Generaldirektors, soll helfen, eine neue Generation von Ingenieuren auf den Wandel in der Raumfahrt vorzubereiten. Und auch auf künftige Möglichkeiten an der TU Darmstadt selbst. Laut Professor Uwe Klingauf soll im Fachbereich Maschinenbau im Masterstudiengang ein neuer Schwerpunkt für Luft- und Raumfahrt in englischer Sprache etabliert werden. „Wir bauen den Themenbereich systematisch aus“, kündigt TU-Präsident Hans Jürgen Prömel an.