Simulation und Analyse von Systemen zur Langzeitspeicherung kryogener Medien für Raumfahrtanwendungen

Kurzfassung

Die Handhabung kryogener Treibstoffe ist eine Schlüsseltechnologie für aktuelle und zukünftige Raumfahrtmissionen, besonders in Verbindung mit der Exploration zum Mond oder Mars. Die Speicherung der unter terrestrischen Normbedingungen gasförmigen Treibstoffe erfolgt dabei aufgrund des Volumenvorteils bei tiefkalten (kryogenen) Temperaturen in flüssiger Form. Das Verhalten dieser kryogenen Treibstoffe ist sehr komplex und die Systemauslegung erfordert ein tiefes Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Phänomene. Die Treibstoffhandhabung und Auslegung der Speichersysteme für die Langzeitanwendung unter Weltraumbedingungen sind eine zentrale, noch zu lösende Aufgabe. Demnach soll die die Entwicklung von Simulationsmodellen zur Beschreibung des Speichersystems für kryogene Treibstoffe und die Wechselwirkung mit den Systemkomponenten unter Weltraumbedingungen erfolgen. Das Speichersystem dient dabei der Aufnahme und Lagerung des auf der Mondoberfläche hergestellten zunächst gasförmigen Wasserstoffs, sowie der Bereitstellung des Treibstoffes für die Betankung externer Systeme und Raumfahrzeuge.