Hendrik Weihs

Dipl.-Ing Hendrik Weihs (*Aichtal) ist ein deutscher Raumfahrtforscher. Er ist Koordinator für Rückkehrtechnologien des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und leitet dessen Forschungsprogramm SHEFEX, das auf einer Grundidee von ihm beruht.

Der Projektname SHEFEX ist eine Abkürzung für Sharp Edge Flight Experiment, also deutsch das: scharfkantige Flugexperiment, und steht für die grundlegend neue Idee, den für den Eintritt von Raumschiffen aus dem All in die Atmoshäre nötigen Hitzeschild durch günstiger herzustellende und zu montierende flache Hitzeschutzelemente zu konstruieren. In der Vergangeheit wurden alle Raumkapseln (wie Wostok, Mercury, Gemini, Woschod, Sojus, Apollo, Shenzhou, Dragon) oder Raumgleiter (Space Shuttle, Buran) mit gerundeten Hitzschildern konstruiert. Die Verbindung der flachen Hitzeschutzkacheln zu einem für den Hyperschallflug in der Luftschicht geeigneten Körper mit einer guten aerodynamischen Form führt zwangsläufig zu scharfen Kanten bei der Konstruktion.

Hendrik Weihs erklärte dazu: "Die Idee für das Projekt kam mir in einem Münchner Biergarten, als ich mit einem befreundeten Aerodynamiker zusammensaß. Strömungstechnisch gesehen wissen wir schon lange, dass scharfe Kanten besser sind als abgerundete Formen, die außerdem enorm hohe Ansprüche an die Fertigung stellen. Das Problem scharfer Kanten war nur, dass man lange Zeit dachte, die dort auftretenden hohen Temperaturen nicht beherrschen zu können. Mit dem SHEFEX-Projekt haben wir diese Herausforderung angenommen und mittels einer elaborierten Kühltechnik das Gegenteil bewiesen."

Projektleitung von SHEFEX

Als Projektleiter von SHEFEX führt Weis, der selbst zum Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung auf dem Stuttgarter Campus des DLR gehört, die Arbeit von sieben DLR-Instituten und -Einrichtungen zusammen:

• Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik führte Windkanalversuche durch und berechnete das Strömungsfeld beim Wiedereintritt und stattet den Flugkörper mit Sensoren für die Messung von Temperatur, Druck und Wärmebelastung aus.
• Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung fertigte den Flugkörper an und entwarf und produzierte unter anderem die keramischen Thermalschutzsysteme. Bei einem dieser Hitzeschutzsysteme strömt während des Wiedereintritts Stickstoff durch eine poröse Kachel und kühlt so den Flugkörper.
• Das Institut für Flugsystemtechnik testete Canards, das sind Steuerflächen, mit denen die Lage von Shefex II aktiv gesteuert werden kann.
• Das Institut für Werkstoffforschung stellte keramische Kacheln her,
• Das Institut für Raumfahrtsysteme und die
• Einrichtung Simulations- und Softwaretechnik entwickelten eine Navigationsplattform zur Lagebestimmung des Raumfahrzeugs während des Flugs.
• Die Mobile Raketenbasis Moraba des DLR steuerte das zweistufige Trägersystem hinzu, steuerte die Rakete und empfing die Daten, die Shefex während des Flugs sendete.

SHEFEX-I und SHEFEX II

2005 startete der erste Versuchsträger SHEFEX I in Norwegen und trat mit fast siebenfacher Schallgeschwindigkeit in die Atmoshäre ein.

Mit der Entwicklung SHEFEX II wurden auf der facettierten Außenhaut 9 verschiedene Hitzschutzsysteme getestet.

Außerdem wurde SHEFEX II mit aktiven aerodynamischen Kontrollelementen ausgerüstet, die eine aktive Flugsteuerung während der Wiedereintrittsphase ermöglichen. Diese keramischen sogenannten Canards mit ihren mechanischen Aktuatoren und einem autonomen Kontrollsystem stellen ein weiteres wesentliches Entwicklungsziel des Projektes dar.

Am 22. Juni 2012 um 21.18 Uhr startete die sieben Tonnen schwere und knapp 13 Meter lange Rakete mit ihrer Nutzlast SHEFEX II von der norwegischen Raketenstation Andoya. Die Raumkapsel SHEFEX II erreichte dabei eine Höhe von etwa 180 Kilometern. SHEFEX II flog mit einer Geschwindigkeit von 11.000 Kilometern in der Stunde (elffache Schallgeschwindigkeit) durch die Atmosphäre. Beim Wiedereintritt in die Atmosphäre überstand SHEFEX II Temperaturen von über 2.500 Grad Celsius und sendete Messdaten von den über 300 Sensoren zur Bodenstation.

Näheres dazu siehe im Artikel SHEFEX II.

Shefex-3

Hendrik Weihs skizzierte die Entwicklung des nächsten Schrittes wie folgt: Shefex-3 wird dann schon eher ein Raumgleiter sein, um die aerodynamischen Möglichkeiten zu demonstrieren, die so eine Form hat. Und wir fliegen bei Shefex-3 dann auch deutlich schneller, das ist schon fast bei der Geschwindigkeit, die ein Raumfahrzeug haben wird, das aus dem Erdorbit zurück kommt. Das ist schon sehr nahe dran.

Lehre

An der Universität Stuttgart bietet Hendrik Weihs am Institut für Flugzeugbau die LehrveranstaltungenKonstruieren mit Keramik I Konstruieren mit Keramik I und II an.

Ehrungen

Das Land Baden-Württemberg zeichnete in Rahmen der Feier seines 60-jährigen Landesjubiläums in Zusammenarbeit mit der Rundfunkanstalt Südwestrundfunk Hendrik Weihs für die Idee zu dem und die Arbeit an dem Projekt SHEFEX mit dem Titel "Übermorgenmacher" aus. Damit sollen Menschen geehrt werden, die "genau dort arbeiten, wo die Zukunft entwickelt und die Welt von übermorgen gestaltet wird."

Weblinks

• Eintrag von Hendrik Weihs als Gewinner der Ehrung "Übermorgenmacher" auf der Webseite www.bw-feiert.de

Video

• Videoporträt des Übermorgenmachers Hendrik Weihs. Quelle: Staatsministerium Baden-Württemberg.