FINIX
Ferrofluid Implementations for Next generatIon eXploration
Unser Projekt FINIX ist Teil des REXUS-Zyklus 33/34 des deutsch-schwedischen Studentenprogramms REXUS/BEXUS. Das Ziel dieses Experiments ist es, weitere Weltraumanwendungen von Ferrofluid zu testen.
Ferrofluid besteht aus einer Trägerflüssigkeit, wie Öl oder Wasser, und darin enthaltenen Eisenpartikeln, die es ermöglichen, das Ferrofluid mit Magneten zu bewegen. Diese Eigenschaft von Ferrofluid ist besonders bei Raumfahrtanwendungen hilfreich, da sie die Anzahl der nötigen beweglichen Teile verringert und Reibung und Verschleiß reduziert.
Wenn alles nach Plan verläuft, werden unsere Experimente im Jahr 2025 mit einer REXUS- Rakete von Nordschweden aus starten und damit auf den erfolgreichen Flügen unserer früheren Ferrofluid-Projekte PAPELL und FARGO aufbauen. Aktuell hat unser drittes Ferrofluid-Projekt FerrAS seinen erfolgreichen Start im März 2024 bereits hinter sich gebracht und die dabei gezogenen Schlussfolgerungen können ebenfalls in die Experimente einfließen.
Unsere Experimente
Elektrischer Schalter
Der erste Teil des Experiments ist ein elektrischer Schalter. Durch Galinstan, ein elektrisch leitendes Flüssigmetall, werden zwei elektrische Kontakte verbunden. Durch Ein- und Ausschalten eines Elektropermanentmagneten kann ein Tropfen Ferrofluid an eine Stelle bewegt werden, an der es den Stromfluss unterbricht. So lassen sich große elektrische Ströme ohne bewegliche Teile schalten. Ein ähnlicher elektrischer Schalter wurde bereits im Rahmen unseres Projekts FARGO getestet, aber die Version in diesem Experiment verwendet ein alternative Flüssigkeit-Kombination und neu entwickelte Elektropermanentmagnete, die zum ersten Mal in Schwerelosigkeit getestet werden sollen.
Ferrofluid-Pumpe
Der zweite Teil des Experiments ist eine Pumpe, die Ferrofluid zur Bewegung einer Sekundärflüssigkeit verwendet. Bei diesem Pumpenkonzept werden Neodym-Magnete, die von Elektromagneten bewegt werden, als Kolben und Ventile benutzt. Durch Ferrofluid an den Magneten wird die Reibung verringert und die Pumpe abgedichtet. Dieses Konzept ähnelt der Displacement Pump unseres Projekts FerrAS, aber es verwendet zwei Kanäle statt einem, um die Sekundärflüssigkeit zu bewegen. Theoretisch verdoppelt sich dadurch die maximal mögliche Pumprate, während die Anzahl der beweglichen Teile gleich bleibt.
REXUS 34
Das REXUS/BEXUS-Programm wird im Rahmen einer bilateralen Agenturvereinbarung zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Schwedischen Nationalen Raumfahrtagentur (SNSA) durchgeführt.
Der schwedische Anteil an der Nutzlast wurde Studenten aus anderen europäischen Ländern durch eine Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zur Verfügung gestellt. EuroLaunch, eine Kooperation zwischen der Swedish Space Corporation (SSC) und der Mobilen Raketenbasis (MORABA) des DLR, ist für das Kampagnenmanagement und den Betrieb der Trägerraketen verantwortlich.
Experten des DLR, des SSC, des ZARM und der ESA unterstützen die Studententeams während des gesamten Projekts mit technischer Hilfe. REXUS und BEXUS werden vom SSC, Esrange Space Center in Nordschweden, gestartet.
Neugierig?
Das REXUS / BEXUS Programm bietet im jährlichen Zyklus die Möglichkeit, als Studierenden-Team Experimente in der Schwerelosigkeit zu testen.
Ein Besuch lohnt sich!
Timeline
Auswahl-Workshop DLR
Im November 2023 nahmen wir am Auswahl-Workshop des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) teil. Nach einer Vorauswahl wurden wir eingeladen, unser Projekt vorzustellen. Unsere Präsentation überzeugte die Jury, sodass wir in die nächste Phase des Auswahlprozesses gelangten.
Entscheidung über Auswahl für das REXUS-Programm
Im Dezember 2023 erhielten wir die offizielle Bestätigung, dass unser Projekt "FINIX" für das REXUS-Programm ausgewählt wurde. Diese Entscheidung ermöglichte es uns, unsere Experimente an Bord der REXUS-Rakete zu testen.
PDR (Preliminary Design Review)
Im Februar 2024 fand das Preliminary Design Review (PDR) statt. Wir präsentierten unsere gut vorbereiteten Unterlagen und bestanden das erste große Review ohne Probleme. Zu diesem Zeitpunkt befanden sich unsere Experimente noch in einem umfangreichen Testzyklus, um das Design zu optimieren.
CDR (Critical Design Review)
Das Critical Design Review (CDR) im Juni 2024 markierte einen entscheidenden Punkt in der Entwicklung von "FINIX". Mit dem CDR ging ein Design Freeze einher, was bedeutete, dass alle Experimentbauteile und mechanischen Schnittstellen bis zur Präsentation finalisiert sein mussten.
IPR (Integration Progress Review)
Im August 2024 führten wir das Integration Progress Review (IPR) durch. Wir konnten eine Jury des DLR und des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen in unserer Vereinswerkstatt mit funktionierenden Experimenten überzeugen.
EAR (Experiment Acceptance Review)
Im November 2024 stand das Experiment Acceptance Review (EAR) an. Dieses Review diente dazu, die Bereitschaft unserer Experimente für die Integration in die REXUS-Rakete zu bestätigen.
Integration Week
Im Dezember 2024 reisen wir zur Integration unserer Flughardware nach Bremen. Am ZARM führen wir die Integration unserer Experimente in die REXUS-Payload durch und bereiten uns auf die kommenden Tests vor.
Bench Test
Im Januar 2025 führen wir den Benchtest durch. Dieser Test dient dazu, die Funktionalität unserer Experimente unter realistischen Bedingungen zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie den Anforderungen des Raumflugs entsprechen.
Launch Campaign
Im März 2025 nehmen wir an der REXUS-Startkampagne im Esrange Space Center in Nordschweden teil. Unsere Experimente werden mit einer REXUS-Rakete gestartet und ermöglichen uns wertvolle Tests in der Mikrogravitation.
Ferrofluide
Ferrofluide sind faszinierende Materialien, die aus winzigen magnetischen Partikeln bestehen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Diese Partikel sind oft aus Eisen oder Eisenoxiden und haben typischerweise eine Größe von nur wenigen Nanometern. Die einzigartige Eigenschaft von Ferrofluiden liegt darin, dass sie auf magnetische Felder reagieren. Wenn ein externes Magnetfeld angelegt wird, richten sich die magnetischen Partikel aus und erzeugen beeindruckende visuelle Effekte, die von Wellen bis hin zu spitzen Strukturen reichen können.
Die Entdeckung von Ferrofluiden geht auf die 1960er Jahre zurück, als sie ursprünglich für den Einsatz in der Raumfahrt entwickelt wurden. Die Idee war, die Flüssigkeiten in Gyroskopen zu stabilisieren, die in Satelliten verwendet werden. Seitdem hat sich das Anwendungsfeld erheblich erweitert. Heute finden Ferrofluide Anwendung in der Technik, Medizin und Kunst.
In der Technik werden Ferrofluide häufig in Dichtungen und Lautsprechern eingesetzt, um Schwingungen zu kontrollieren und Geräuschpegel zu reduzieren. In der Medizin könnten sie in der gezielten Medikamentenabgabe eingesetzt werden, indem sie sich in Reaktion auf Magnetfelder an bestimmten Stellen im Körper konzentrieren. Dies könnte potenziell die Behandlung von Tumoren erleichtern, indem Medikamente direkt zu den erkrankten Zellen transportiert werden.
Wir suchen dich!
Hat FINIX dein Interesse geweckt? Wir sind immer auf der Suche nach neuen Mitgliedern!
Egal ob du gerade im 1. Semester anfängst oder schon Raumfahrtexperte bist und egal, was du studierst: Wir finden für alle eine spannende Position in unserem Team. Alle unsere Projekte sind in Subsystemen organisiert, die für verschiedene Teilbereiche verantwortlich sind. Falls du jetzt schon weißt, worauf du Lust hast, kontaktiere uns!
Eine Teilnahme an FINIX ist aufgrund des kommenden Endes des Projektes nicht mehr möglich, aber es gibt immer nachfolgende Projekte, bei denen du frisch einsteigen kannst.
FINIX Subsysteme
Projektleitung
Unsere Allrounder, die das Projekt zusammenhalten. Hier werden Deadlines im Auge behalten, die Kommunikation gemanaget und Teamevents organisiert. Erfahrene Vereinsmitglieder schaffen einen Rahmen für ein erfolgreiches Projekt.
Science
Entwicklung, Test und Bau des Schalters und der Pumpe sind die Aufgaben des Science-Teams. Dabei muss Science immer mit den anderen Subsystemen kommunizieren, um Anforderungen zu stellen und innerhalb des technisch möglichen zu bleiben.
Mechanics
Wenn FINIX beim Start auseinanderfällt wäre viel Arbeit umsonst gewesen. Damit das nicht passiert erarbeitet Mechanics die Struktur unseres Experiments, die verschiedensten Anforderungen wie Festigkeit, Dichtigkeit oder einfacher Zusammenbaubarkeit genügt.
Electronics
Hier wird das elektronische Design der einzelnen Experimente und des Gesamtsystems durchgeführt. Auf selbstentwickelten Leiterplatten werden von der Stromversorgung über die Experimentensteuerung bis zur Datenkommunikation und -speicherung ausgeführt.
Software
Sowohl auf unserem Hauptcomputer wie auch auf unseren Experimentenboards läuft Software, die Experimentenbetrieb und Kommunikation sicherstellt. Dabei muss das Team auf die besonderen Herausforderungen einer REXUS-Mission eingehen – Funktioniert die Software nicht, funktioniert das Projekt nicht.
Galerie
Förderer und Sponsoren
