TRANSIENT – Thermalkontrollsystem für wiederverwendbare CFK-Kryotanks

Nachhaltiger Weltraumtransport erfordert wiederverwendbare Trägersysteme (RLV, Reusable Launch Vehicles) mit Oberstufen, deren Thermalschutzsysteme besonderen Anforderungen bei der Anbringung an die Kryotankstruktur unterliegen. Gleichzeitig müssen RLV im Wettbewerb um Transportmissionen konkurrenzfähig sein. Ein Schlüsselelement zur Kostenreduktion ist dabei die Masseoptimierung des Trägersystems.

Hierzu wurde am DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie im Projekt TRANSIENT das Konzept eines in die Tankstruktur integrierten aktiven Thermalkontrollsystems entwickelt. Dadurch kann die Kryoisolationsschicht besonders dünn gestaltet werden, um die Zusatzmasse des für den atmosphärischen Wiedereintritt benötigten Thermalschutzsystems auszugleichen.

Das Konzept wurde als integriertes Testobjekt umgesetzt – bestehend aus einer CFK-Sandwichstruktur mit Thermalkontrollsystem, externer Schaumisolation und keramischem Thermalschutz. In über 20 Testzyklen mit Temperaturen von –180 °C bis über 700 °C, entsprechend den Belastungen eines Flüssigtreibstoffboosters, konnte die Wiederverwendbarkeit und Wirksamkeit nachgewiesen werden.