WARR Space Labs wurde erst 2021 gegründet und ist das neueste Team des WARR e.V. – der Wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt – einem studentischen Verein an der Technischen Universität München (TUM). Das Team von WARR Space Labs beschäftigt sich mit der Entwicklung und dem Bau von Experimenten zur Durchführung in Mikrogravitation.
Project ADDONISS
Unser erstes Experiment ADDONISS (Ageing and Degenerative Diseases of Neurons on the ISS) wurde im März 2023 im Rahmen des Wettbewerbs „Überflieger2“, organisiert vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Luxembourg Space Agency (LSA), zur Internationalen Raumstation ISS geschickt. Die zentrale Vorgabe des Wettbewerbs war es, dass die Experimente automatisiert in einem 2U-Cube (20 x 10 x 10cm) ablaufen sollten. Infolgedessen entwickelten wir ein automatisiertes Zellkultur-Experiment, welches Neuronen und deren elektrische Signale an Bord der ISS in Schwerelosigkeit untersuchen sollte.
Neben der Auslese der elektrischen Signale wurden die Zellen durch ein Lebenserhaltungssystem mit dem nötigen Nährmedium, aber auch mit Wärme versorgt. Als zusätzliche Auslese-Methode waren im Aufbau zwei Mini-Mikroskope enthalten, um weitere Informationen über die Zellen zu sammeln. Zusätzlich wurde dem Nährmedium β-Amyloid, welches als ein Auslöser für dementielle Erkrankungen wie Alzheimer vermutet wird, zugesetzt, um etwaige Veränderungen der elektrischen Signale der Zellen zu beobachten.
ADDONISS X Makerspace
Um die Neuronen automatisiert mit Nährmedium versorgen zu können, benötigten wir in erster Linie ein Fluidsystem, welches den hohen Anforderungen der Neuronen gerecht wurde. Eine Besonderheit unseres Fluidsystems ist dabei die geringe Gesamtmenge des Nährmediums, der geringe Platzbedarf und die geringe Flussgeschwindigkeit, welche benötigt wird, dass die Neuronen nicht aus den Zellkammern geschwemmt werden. Mithilfe der SLA-Drucker im Makerspace war es uns möglich, derartige kleine Fluidkomponenten selbst zu entwickeln und zu drucken. Infolgedessen verwendet unser Experiment eigens entwickelte und gedruckte Zellkammern, um eine optimale Verteilung des Nährmediums über die Zellen zu gewährleisten, aber auch selbst entwickelte Fluid-Splitter, Ventile und große Teile der System-Struktur wurden von uns selbst entwickelt und auf den SLA-Druckern im Makerspace gedruckt. Weitere zentrale Elemente der generellen Struktur entstanden ebenfalls auf den FDM-Druckern im Makerspace.
Besonders hilfreich für die Entwicklung unserer Steuerungs- und Ausleseelektronik war die Bestückungsmaschine, wie auch die Messtechnik, im Makerspace München. Diese Maschinen ermöglichten es uns, den engen Zeitplan bei der Herstellung der Elektronikbauteile einzuhalten. Außerdem ermöglichten uns die Geräte die Entwicklung von kleineren PCBs, was in Anbetracht unseres begrenzten Raums innerhalb der Experiment-Box besonders hilfreich war.
Neben der Komponentenherstellung waren die Maschinen des Makerspace für uns außerdem bei der Herstellung von Ground Support Equipment hilfreich. So entwickelten wir beispielsweise eine Transportbox für unsere Microelectrode-Arrays (MEAs). Dabei handelt es sich um 150µm dünne, spröde Glasplatten mit Elektroden für die Aufnahme der Zellsignale, welche wir sicher für den Start in die USA transportieren mussten.
Am 15. März 2023 startete unser Experiment ADDONISS dann im Rahmen der Mission CRS-27 an Bord einer SpaceX Cargo Dragon Kapsel auf einer Falcon 9 Rakete zur Internationalen Raumstation ISS. Auf der ISS wurde das Experiment für 30 Tage automatisiert betrieben und kehrte daraufhin wieder auf die Erde zurück.
What’s next?
Neben der Datenauswertung für das Projekt ADDONISS entwickeln wir im Rahmen unseres neusten Projekts “Rocketlabs” Payloads für die Höhenforschungsraketen unseres Partner-Teams WARR Rocketry.
Unsere erste Nutzlast wird auf unserem ISS-Experiment ADDONISS aufbauen und neue sowie verbesserte Komponenten und Konzepte testen. Unter anderem testen wir einen neuen SLA-gedruckten Tank für Nährmedium, ein neues Verbindungskonzept für unsere PCBs, eine neue Struktur und führen einen Abriebs Test mit den Elektroden unserer MEAs durch. Wir werden auch die Möglichkeit haben, unser System während der Aufstiegsphase der Rakete zu betreiben, was bei unserem ISS-Experiment ADDONISS nicht möglich war, sodass wir unser System und seine Komponenten auch unter Schub testen können. Für diese Payload haben wir neben den Elektronikkomponenten und den Fluid-Tanks auch das Aluminiumgehäuse im Makerspace mit Hilfe des Wasserstrahlschneiders hergestellt.
Ebenso sind wir gerade mit der Planung und Ausarbeitung neuer Experimente beschäftigt. Diese können erst im Rahmen von Projekt Rocketlabs auf den Raketen von WARR Rocketry getestet werden, um dann im Anschluss zu Payloads für ZeroG Flüge, Drop Tower oder zu orbitalen Payloads, wie beispielsweise für einen erneuten Flug zur ISS, weiterentwickelt zu werden.
Im Rahmen unseres Projekts Clinostat entwickeln wir außerdem 3D-gedruckte Klinostaten, um Schülern die Konzepte des 3D-Drucks und der Mikrogravitation an praktischen Beispielen zu erklären.
Ohne die Unterstützung des Makerspace hätten wir unser Experiment nicht in dieser kurzen Zeitspanne fertigstellen können. Vor allem die uns bereitgestellten Maschinen sind für uns wertvolle Ressourcen gewesen, zu denen wir sonst keinen Zugriff gehabt hätten. Wir können nur jedem empfehlen, sich mit seiner Projektidee an den Makerspace zu wenden.
Weitere Informationen zu uns: https://warr.de/projects/spacelabs/
Ihr wollt bei uns mitmachen? -> https://warr.de/kickoff/
NASA Mission Page ADDONISS: https://www.nasa.gov/mission/station/research-explorer/investigation/?#id=8953
In einer Zeit, in der der Klimawandel immer bedrohlichere Ausmaße annimmt und die Dringlichkeit von Maßnahmen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen zunimmt, treten innovative studentische Initiativen wie TUM Carbon auf den Plan, um Lösungen zu entwickeln, die einen wirklichen Unterschied machen können. Gegründet im Jahr 2021 in Garching bei München, hat sich TUM Carbon zum Ziel gesetzt, die Technologie des Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) voranzutreiben.
DACCS ist ein vielversprechender Ansatz, um das Problem der CO2-Emissionen anzugehen, insbesondere jene, die schwer oder kaum vermeidbar sind. Durch die Abscheidung und Speicherung von CO2 aus der Umgebungsluft strebt TUM Carbon an, Negative Emissionen zu erzielen und damit einen Beitrag zur Begrenzung des menschengemachten Klimawandels zu leisten.
Das Team hinter TUM Carbon besteht aus etwa 40 engagierten Mitgliedern, darunter die Gründer Greta Baden, Maximilian Birnboeck, Andreas Fill, Sri Vijay Vangapandu, Leo Laschinger, Sebastian Ruffert, Alexander Zakher, Laura Schleicher und Florian Strunk. Gemeinsam arbeiten sie daran, eine Technologie zu entwickeln, die nicht nur effektiv, sondern auch energieeffizient ist. Ihr Prozess, der aus den drei Teilschritten Air Contactor, Regeneration Plant und Dry Ice Storage besteht, zeichnet sich durch seine Energieeffizienz aus, da die Regeneration bei relativ niedrigen Temperaturen erfolgt und die benötigte Wärme durch Kopplung mit der Trockeneisproduktion bereitgestellt werden kann.
Um ihr Ziel schnell zu erreichen, ist TUM Carbon dem MakerSpace beigetreten. Für TUM Carbon ist der MakerSpace von unschätzbarem Wert, da er den Mitgliedern die Möglichkeit bietet, handwerkliche Fähigkeiten zu erlernen und Prototypen schnell zu bauen und voran zu bringen. Insbesondere die verschiedenen Maschinen zur Metallbearbeitung haben dem Team geholfen, ihre Pilotanlage voranzutreiben.
Der Prototyp von TUM Carbon befindet sich derzeit auf einem Technologiereifegrad (TRL) von 4. Dies bedeutet, dass das Konzept bereits im Labor getestet wurde und jetzt auf dem Weg ist, in einer realen Umgebung weiterentwickelt zu werden. Das Team arbeitet hart daran, eine Pilotanlage zu bauen, die in der Lage ist, 20 Tonnen CO2 pro Jahr aus der Umgebungsluft abzuscheiden. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Markteinführung ihrer Technologie.
Für den nächsten Schritt benötigt das Team von TUM Carbon vor allem weitere kluge Köpfe im Bereich Ingenieurwesen, Mitglieder mit handwerklichen Fähigkeiten und zusätzliches Funding zur Finanzierung ihrer Anlagenkomponenten. Mit diesen Ressourcen sind sie zuversichtlich, dass sie ihre Ziele erreichen und einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz leisten können. Du hast interesse mitzuwirken, dann schau hier vorbei.
Für Studenten, die selbst einen Prototypen im MakerSpace bauen möchten, hat das Team von TUM Carbon einige Ratschläge parat: Wichtig ist es, einfach anzufangen und nicht zu zögern, um Hilfe zu bitten. Die Mitarbeiter im MakerSpace sind erfahren und stehen immer gerne zur Verfügung, um Unterstützung zu bieten.
In einer Welt, die mit den Herausforderungen des Klimawandels konfrontiert ist, ist es inspirierend zu sehen, wie wie TUM Carbon mit Innovation und Entschlossenheit Lösungen entwickeln, die einen positiven Einfluss auf unsere Zukunft haben können. Mit ihrem Engagement und ihrer Leidenschaft sind sie auf dem besten Weg, eine klimafreundlichere Welt zu schaffen.
