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Uncertainty Estimation in the Aerodynamic Database of ReFEx using Bayesian Inference

Krummen, Sven und Bhatti, Roben und Rickmers, Peter und Wartemann, Viola und Franze, Marius und Neeb, Dominik und Thiele, Thomas (2025) Uncertainty Estimation in the Aerodynamic Database of ReFEx using Bayesian Inference. In: Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. 76th International Astronautical Congress (IAC), 2025-09-29 - 2025-10-03, Sydney, Australien. ISSN 0074-1795.

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Kurzfassung

The Reusability Flight Experiment (ReFEx) is a vertical take-off horizontal landing demonstrator developed by the German Aerospace Center (DLR) to investigate technologies for aerodynamically controlled Reusable Launch Vehicles (RLVs). A key requirement for such missions is an Aerodynamic Database (AEDB) that reliably predicts aerodynamic forces and moments while quantifying the associated uncertainties, which are critical for mission and control design. Conventional AEDB generation from Computational Fluid Dynamics (CFD) and Wind Tunnel Test data relies heavily on heuristic interpolation and expert judgment, making uncertainty quantification subjective and difficult to reproduce. This study applies Bayesian inference, using Gaussian Process (GP) regression, to model aerodynamic coefficients of ReFEx and to provide principled uncertainty estimates. Both full GP models and sparse GP approximations were investigated on a representative AEDB subset covering critical phases of the re-entry trajectory. Results show that full GP models reproduce aerodynamic behavior with high accuracy and robust uncertainty bounds, while sparse GP models closely approximate their posteriors at significantly reduced computational cost. These findings demonstrate that Bayesian GP models enable objective, data-driven AEDB model generation, and extend previous applications on the vertical take-off vertical landing demonstrator CALLISTO to the vertical take-off horizontal landing configuration of ReFEx.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221978/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Uncertainty Estimation in the Aerodynamic Database of ReFEx using Bayesian Inference
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Krummen, Svensven.krummen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4126-688XNICHT SPEZIFIZIERT
Bhatti, Robenroben.bhatti (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rickmers, PeterPeter.Rickmers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6500-7922NICHT SPEZIFIZIERT
Wartemann, ViolaViola.Wartemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Franze, MariusMarius.Franze (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7706-098XNICHT SPEZIFIZIERT
Neeb, DominikDominik.Neeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5848-3055NICHT SPEZIFIZIERT
Thiele, ThomasThomas.Thiele (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2025
Erschienen in:Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:0074-1795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ReFEx Reusable Launch Vehicle Aerodynamic Database Bayesian Inference Gaussian Process Uncertainty Quantification
Veranstaltungstitel:76th International Astronautical Congress (IAC)
Veranstaltungsort:Sydney, Australien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 September 2025
Veranstaltungsende:3 Oktober 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ReFEx - Reusability Flight Experiment
Standort: Braunschweig , Bremen , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Systementwicklung und Projektbüro
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, BS
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien, KP
Hinterlegt von: Krummen, Sven
Hinterlegt am:14 Jan 2026 12:20
Letzte Änderung:14 Jan 2026 12:20

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