19.02.2020
MW-BLICK 02/2020
Horizon 2020-Projekt für nachhaltigen Weltraumzugang gestartet
An der Fakultät Maschinenwesen ist der Startschuss für das europäische Trainingsnetzwerk „ASCenSIon“ für einen nachhaltigen Weltraumzugang gefallen. Das Projekt wird im Rahmen des Horizon 2020-Programms für die nächsten drei Jahre mit mehr als 3,8 Mio. Euro von der Europäischen Union (EU) gefördert. Ziel ist, innovative Technologien für zukünftige Trägersysteme zu entwickeln, die auf Wiederverwendbarkeit und die sichere Entsorgung von Raketen ausgelegt sind.
„SpaceX in den USA hat es vorgemacht: Raketen werden wiederverwendet, das spart enorme Kosten und vermeidet Weltraumschrott. Hier gibt es Aufholbedarf in Europa – und das wollen wir durch eine exzellente Ausbildung in diesem Bereich gemeinsam mit unseren Partnern unterstützen", erklärt der Raumfahrtexperte der TU Dresden und Koordinator des EU-Projekts, Prof. Tajmar.
Neben der Wiederverwendbarkeit wollen sich die Wissenschaftler auch mit der Herausforderung des Raumtransports beschäftigen, immer mehr, dafür aber kleinere und individuellere Nutzlasten in den Weltraum zu befördern – und das in ganz spezifische Orbits. Um dies ökonomisch und ökologisch sinnvoll zu gestalten, dürfe man nicht für jede Nutzlast eine Rakete starten, so Tajmar. Man müsse Technologien entwickeln, die es ermöglichen in nur einer Mission mehrere Nutzlasten in unterschiedliche Orbits zu befördern. Das dritte große Thema des EU-Projektes ist die Umweltfreundlichkeit. Die Wissenschaftler forschen an umweltfreundlicheren Treibstoffen, der Vermeidung von Weltraumschrott und der sicheren Rückführung von Raketenstufen.
ASCenSIon, Englisch für Himmelfahrt, ist ein Zusammenschluss von mehr als zehn Universitäten aus ganz Europa, unter Federführung von Prof. Martin Tajmar. Beteiligt sind auch die Europäische Raumfahrtagentur ESA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR. In Kürze sollen 15 Doktorandenstellen ausgeschrieben werden.
3D-Druck für den Weltraum
Raumfahrtexperten der Fakultät Maschinenwesen entwickeln gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern am Dresdner Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS ein additiv gefertigtes Raketentriebwerk für Microlauncher und Satellitenanwendungen der Zukunft. Microlauncher sind eine Alternative zu herkömmlichen Trägerraketen und sollen künftig kleine Satelliten in den Weltraum bringen. Sie können Nutzlasten bis 350 Kilogramm befördern.
Sogenannte Aerospike-Triebwerke sind die effizienteste Art, diese Microlauncher anzutreiben. "Nur Aerospike-Düsen können den Druck im Inneren der Düse automatisch an den jeweils herrschenden Umgebungsdruck anpassen und damit Effizienzverluste reduzieren, die beim Flug durch die Atmosphäre entstehen, wenn sich der Luftdruck verändert", erklärt Prof. Martin Tajmar, Inhaber der Professur für Raumfahrtsysteme an der TU Dresden.
Das enorme Potential, das in Aerospike-Düsen steckt, hat seinen Preis. Ihr Betrieb ist herausfordernder, so dass sie stärker gekühlt werden müssen. Die Integration von Kühlkanälen wird aber schwieriger, je kleiner ein Triebwerk ist. "Mit konventionellen Fertigungsverfahren ist eine so komplexe Geometrie nicht mehr herstellbar, zumindest nicht in einer ökonomisch sinnvollen Art und Weise. Erst der 3D-Druck ermöglicht es uns, Raketen kostengünstiger und mit weniger Treibstoff in den Weltraum zu bringen", so Tajmar.
Im Projekt CFDµSAT, das im Januar 2020 gestartet ist, übernimmt die TU Dresden das Design und die Auslegung des Triebwerks, das Fraunhofer IWS ist im Vorhaben für den 3D-Druck verantwortlich und das Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden für die Nachbearbeitung der gedruckten Komponenten. Treibstoffinjektor, Brennkammer und Düse werden per Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), einem additiven Fertigungsverfahren, Schicht für Schicht hergestellt. Assoziierte Partner sind die ArianeGroup und Siemens.
Der Prototyp des Aerospike-Triebwerks wurde bereits auf dem Teststand des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden getestet. Dabei erzielten die Dresdner Forscher eine Brenndauer von 30 Sekunden und erhielten damit den Beweis, dass sich mit additiver Fertigung ein funktionierendes Flüssigkeitstriebwerk herstellen lässt. Der Teststand für Flüssigkeitsraketentriebwerke der TU Dresden ist in seinem Umfang einmalig an einer europäischen Universität.
Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und ist ein Beispiel für die enge Kooperation der TU Dresden mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Rahmen des Wissenschaftsverbunds
DRESDEN-concept.
Am 12. Februar wurde der Prototyp des 3D-gedruckten Raketentriebwerks auf der Hannover Messe-Preview vorgestellt und wird vom 20. bis 24. April auf der Hannover Messe präsentiert.
Zukunftscluster smart4life revolutioniert Medizintechnik
Bildschirme, Tastaturen und "klassische" Robotik – die Schnittstellen, mit denen wir tagtäglich in die digitale Welt eintauchen, wird es vielleicht schon bald nicht mehr in der bekannten Form geben. In Zukunft werden uns "biologische Schnittstellen" mit smarten Implantaten oder cybermedizinischen Systemen verbinden. "Vielleicht schon in zehn Jahren werden wir neuartige Chips im Körper haben. Epileptische Anfälle verhindern, nach einem Unfall wieder Sprechen oder Laufen lernen oder Krankheiten deutlich früher erkennen und bekämpfen – diese Ziele wollen wir beispielsweise in unserem Zukunftscluster verfolgen", erklärt Prof. Gianaurelio Cuniberti, Experte für Nanomaterialien an der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden und Mitglied der Steuerungsgruppe von smart4life.
Das Zukunftscluster "Smart Materials and Electronics for Life" (smart4life) unter Federführung der TU Dresden hat sich zum Ziel gesetzt, mit intelligenten Materialien und organischer Elektronik eine absolut neue Schnittstelle zwischen Menschen, biologischen und digitalen Systemen zu schaffen – mit gänzlich neuen Funktionen. Anfang Februar wurde das Forschungsnetzwerk vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aus 137 Einreichungen ausgewählt. Damit gehört der Wissenschaftlerverbund um den Koordinator Prof. Karl Leo zu den insgesamt 16 Clustern – drei davon in Dresden – die zur Abgabe einer Clusterstrategie aufgefordert wurden. Hierfür wird smart4life vom BMBF für die Dauer von zunächst sechs Monaten mit 250.000 Euro gefördert.
Dresden gehört weltweit zu den wichtigsten Standorten für funktionale Materialien und nimmt im Bereich organische Elektronik sogar die Spitzenposition ein. "Wir fokussieren unsere Forschungsaktivitäten auf Smarte Materialien, die Integration von Informationsverarbeitungsfähigkeiten in die Materialien selbst und auf biologisch abbaubare elektronische Systeme. Damit wollen wir zum Beispiel intelligente Kleidung, personalisierte und energetisch autonome Implantate sowie eine neue Generation von flexiblen Sensoren für die Medizindiagnostik ermöglichen. Dresden ist hierfür ein idealer Standort", erklärt der Cluster-Koordinator Karl Leo. An dem Cluster smart4life ist die Fakultät Maschinenwesen mit drei Professuren beteiligt: Prof. Gianaurelio Cuniberti (Materialwissenschaft und Nanotechnik), Prof. Jens Krzywinski (Technisches Design) und Prof. Christoph Leyens (Werkstofftechnik). Das Innovationsnetzwerk smart4life ist ein gutes Beispiel für die enge und erfolgreiche Kooperation der TU Dresden mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Rahmen des Wissenschaftsverbunds DRESDEN-concept.
Die Bundesregierung plant, in den kommenden zehn Jahren bis zu 450 Millionen Euro für die Zukunftscluster-Initiative "Clusters4Future" bereitzustellen. Pro gefördertem Cluster und Jahr sind ab 2021 Fördermittel in Höhe von bis zu fünf Millionen Euro vorgesehen. Auf Grundlage des Votums einer Expertenjury werden bis zu sieben Zukunftscluster zu Jahresbeginn 2021 ausgewählt. Bis dahin fördert das BMBF die Konzeptionsphase aller 16 Cluster mit bis zu 250.000 Euro.
Nachruf auf Dr. Jürgen Fröhlich
Die Fakultät Maschinenwesen nimmt Abschied von dem langjährigen Kollegen und Hochschuldozenten Dr.-Ing. habil. Jürgen Fröhlich. Bis zu seinem Tod war der Maschinenbauer aktiv in die Ausbildung der Fernstudierenden eingebunden. Er verstarb plötzlich und unerwartet im Januar 2020 im Alter von 75 Jahren.
Jürgen Fröhlich begeisterte an der Professur für Technische Logistik über viele Jahre als Wissenschaftler und Dozent für Fabrikplanung und Fabrikökologie. Dabei lag ihm die Umwelt ganz besonders am Herzen. In den 90er Jahren konzipierte er als einer der Ersten eine Lehrveranstaltung, die die Vereinbarkeit von Produktion und Umweltschutz in den Mittelpunkt stellte.
Darüber hinaus engagierte er sich als Projektleiter und -mitarbeiter in verschiedenen Forschungsprojekten speziell zu dieser Thematik: Jürgen Fröhlich verantwortete die Konzipierung und Einführung eines Umweltschutzmanagementsystems an der TU Dresden sowie das im Forschungsverbund initiierte Projekt EPM-KOMPAS, welches die Umweltleistungsmessung in kleinen und mittleren Unternehmen zum Ziel hat.
Zudem leitete er mit großer Begeisterung über einen Zeitraum von mehr als fünf Jahren das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderte Projekt „Life Cycle Engineering im Industriebau“, das mehr als 15 Akteure aus Wissenschaft sowie Bau- und Automobilindustrie an einen Tisch brachte.
Wir behalten ihn als äußerst engagierten Kollegen in dankbarer Erinnerung und werden ihn sehr vermissen. Unser Mitgefühl gilt seiner Familie.
Für die Fakultät Maschinenwesen:
Der Dekan
Prof. Dr.-Ing. Michael Beckmann
Für die Professur für Technische Logistik:
Prof. Dr.-Ing. Thorsten Schmidt
apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Völker
Termine
25.02.2020 Die Science Tram von DRESDEN-concept zum Thema "Mobilität im Wandel" startet 17:30 Uhr am Straßburger Platz, Linie 10 Richtung Messe. Die Mitfahrt ist kostenlos. Einsteigen bitte!
29.02.2020 Der Bereich Ingenieurwissenschaften hat einen Fördertopf für internationale Sommerschulen 2020 geöffnet. Anträge müssen bis Ende Februar eingereicht werden.
01.03.2020 DRESDEN-concept feiert sein 10-jähriges Bestehen mit einem Markt der Wissenschaften am 10.10.2020. Kooperative DRESDEN-concept Projekte können sich im Hygiene-Museum präsentieren. Anmeldung bis 01.03.2020!
05.03.2020 Die Lange Nacht des Schreibens ermöglicht von 16 - 24 Uhr konzentriertes Schreiben in Gemeinschaft, Motivation, Inspiration und Tipps gegen Aufschieberitis! Mehr Infos & Anmeldung
09.-13.03.2020 Die Internationale Woche der Schmaltextilien für Hightech-Anwendungen findet erstmals in Dresden statt. Anmeldung und mehr Informationen
11.03.2020 Der internationale Wissenschaftskommunikations-Wettbewerb FameLab geht in eine neue Runde! Der regionale Vorentscheid findet in den Technischen Sammlungen statt. Junge Forscher*Innen und Nachwuchswissenschaftler*Innen ab 21 Jahren können mitmachen. Anmeldeschluss ist der 05. März!
16.03.2020 Im Bootcamp vom Code zum Startup - 6 Teams, 4 Wochen, 4 Workshops. dresden|exists macht aus einer Idee für eine Software oder eine andere digitale Innovation ein Geschäftsmodell. Mit Projektidee bis 02.03. bewerben!
30./31.03.2020 Das interdisziplinäre Symposium für Studentinnen und Nachwuchswissenschaftlerinnen im MINT-Bereich ISINA findet in Chemnitz statt. Im Rahmen des connectING-Stammtisches für Mitarbeiterinnen, Studentinnen & Professorinnen der Fakultät Maschinenwesen sind eintägige Teilnahme & Fahrt kostenfrei!
30./31.03.2020 Ein Workshop für Frauen in der Hochtemperatur-Energietechnik widmet sich dem gesamten Forschungsspektrum – von den Grundlagen bis zu industriellen Anwendungen. Die DLR-Institute Stuttgart und Görlitz, die TU Dresden, die Universitäten Stuttgart und Cottbus sowie die Fachhochschule Zittau/Görlitz laden nach Dresden ein. Mehr Informationen & Anmeldung
25./26.06.2020 Das 24. Internationale Dresdner Leichtbausymposium steht unter dem Motto: "Neutralleichtbau - Mehrwert durch Ressourceneinsparung" Early-Bird-Anmeldung bis zum 01.04.2020
Der Newsletter erscheint einmal im Monat, mit Infos der Fakultätsleitung, wissenschaftlichen Themen und persönlichen Geschichten.
V.i.S.d.P: Dekan der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden
© Christian Hüller
Referentin
NameKatja Lesser M.A.
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