Konstruktion

dDamit das Forschungsexperiment auf der REXUS Höhenforschungsrakete mitfliegen kann, muss das gesamte Experiment in dem begrenzten Raum des Raketenmoduls Platz finden. Der mechanische Aufbau des Experimentmoduls ist stockwerkartig aufgebaut. Zuoberst ist die Mess- und Steuerungselektronik untergebracht, welche das Experiment automatisch kontrolliert. Darunter folgen drei Schubladen, sogenannte Late-Access Module.

Auf zwei Late-Acces Modulen sind je drei Messkammern befestigt. In diesen Messkammern findet das eigentliche Experiment statt. Im dritten und untersten Late-Access Modul sind verschiedene Behälter untergebracht welche die für das Experiment nötigen Flüssigkeiten bereitstellen. In jeder Messkammer befindet sich ein Froschei (Oozyt) an dem der Ionenfluss durch die Zellmembran während des Fluges gemessen wird. Weil lebende Froscheier verwendet werden, sollten diese möglichst spät in die Rakete geladen werden. Daher werden diese erst kurz vor dem Start mit Hilfe dieser Late-Access Module in das Experiment Modul eingeschoben. Diese Module müssen dabei zuverlässig mit der Board-Elektronik und dem Verteilsystem für die Flüssigkeiten angeschlossen werden.

Während dem Flug werden die Oozyten verschiedenen Lösungen ausgesetzt, die teils mit pharmakologischen Wirkstoffen versetzt sind. Der Austausch dieser Flüssigkeiten wird mit Druckluft betrieben. Daher sind am unteren Ende des Experimentaufbaus zwei Druckluftbehälter sowie Druckluftregler untergebracht.

Die Struktur des Experiment-Moduls muss während des Fluges sehr hohen mechanischen Belastungen standhalten. Die Rakete wird beim Start mit 20-facher Erdanziehungskraft beschleunigt. Zudem muss der Aufbau sehr starken Vibrationen standhalten die durch das Raketentriebwerk verursacht werden.

Da die Rakete im Frühling im hohen Norden von Schweden (Kiruna) gestartet wird, kann die Temperatur auf der Startrampe bis zu -30°Celsius betragen. Während des Fluges wird die Aussenhülle der Rakete durch die Luftreibung auf bis zu 130°Celsius aufgeheizt. Für die Froscheier muss die Temperatur im inneren der Messkammern aber zwischen 10°C und 20°C liegen. Daher muss das Experiment optimal isoliert werden. Die Late-Acess Module sind zudem mit Heizfolien ausgestattet, damit diese gegebenenfalls gewärmt werden können.

Trotz all diesen Anforderungen darf die Konstruktion nicht zu kompliziert sein, muss aber trotzdem leicht und stabil sein. Damit die ganze Konstruktion auch in der Schwerelosigkeit und unter Vakuumbedingungen funktioniert, müssen dafür geeignete Komponenten beschafft und verbaut werden. Aus Kosten- und Zeitgründen wird versucht vorwiegend herkömmliche Bauteile zu verwenden. Diese sind aber meistens nicht für solch harsche Bedingungen ausgelegt und sind für die Raumfahrt nicht zugelassen. Dies hat zur Folge dass alle Bauteile und deren Zusammenspiel unter reellen Bedingungen, dass heisst unter starken Vibrationen und im Vakuum, getestet werden müssen. Es ist eine Herausforderung diese Tests auf der Erde möglichst realistisch nachzuempfinden, respektive zu simuliert. Um eine korrekte Funktion des Experiments sicher zu stellen, muss das Experiment Modul etappenweise analysiert und geprüft werden. Dazu gehören viele Berechnungen und Computersimulationen sowie herkömmliche Tests, wie Rütteltisch, Vakuum- und Wärmekammer.

Die Bilder zeigen die ersten 6 Eigenmoden der Struktur mit den entsprechenden Frequenzen und die Temperaturverteilung mit den verwendeten Heizfolien. Die Anregungen sollten nicht in den gezeigten Frequenzbereichen liegen da es sonst zu sehr starker Eigendynamik der Struktur kommen kann.