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February 10, 2015 STSC 2015 UNITED NATIONS OFFICE, VIENNA, AUSTRIA Thorben Könemann ZARM Drop Tower Operation and Service Company DROPTES A UNHSTI FELLOWSHIP PROGRAM REPORT ON FIRST CYCLE

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February  10,  2015  STSC  2015  -­‐  UNITED  NATIONS  OFFICE,  VIENNA,  AUSTRIA

Thorben  Könemann  ZARM  Drop  Tower  Operation  and  Service  Company

DROPTES  -­‐  A  UN-­‐HSTI  FELLOWSHIP  PROGRAMREPORT  ON  FIRST  CYCLE

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  ! Human  Space  Technology  Initiative  (HSTI)  Science  Activity  ! for  student  teams  from  non-­‐space-­‐faring  countries  ! offers  selected  applicants  the  unique  opportunity  to  conduct

short-­‐term  experiments  under  conditions  of  weightlessness  ! at  the  Bremen  Drop  Tower  in  Bremen,  Germany  (annually)  

!first  initiated  by  UNOOSA,  DLR  and  ZARM  in  2014  ! Executing  Agency:

United  Nations  Office  for  Outer  Space  Affairs  (UNOOSA)  ! Supporting  Agency:  German  Aerospace  Center  (DLR)    ! Hosting  Institution:

Center  of  Applied  Space  Technology  and  Microgravity  (ZARM)  

�2

DropTES  -­‐  A  UN-­‐HSTI  Fellowship  Program

!

!ZARM  !Overview  

!The  Bremen  Drop  Tower  !Introduction  !Operation  !Facts  and  Figures  

!DropTES  -­‐  Drop  Tower  Experiment  Series  !Program  Information  !Report  on  first  Cycle

Content

�3

ZARM‘s  Organization  Structure

�4

c/o$University$of$Bremen$Am$Fallturm,$28359$Bremen,[email protected]

ZARM%&%University%of%Bremen ZARM%FAB%mbH ZARM%Technik%AG

Research%Ins>tute%&%Faculty%04%Produc>on%Engineering

ZARM%Drop%Tower%Opera>on%and%Service%Company

Supplier%of%AMtude%Control%Equipment%for%Satellites

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$(ExecuLve$Director)

Marco$R.$Fuchs$(Chairman$of$Supervisory$Board)

ChrisLan$Eigenbrod$Dr.@Ing.$Thorben$Könemann$Ulrich$Kaczmarczik$(ScienLfic$/$Technical$Management)

Holger$W.$Oelze$(Chief$ExecuLve$Officer)

Peter$von$Kampen$(Chief$Financial$Officer)Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$

(Director$Space$Science)

@$to$be$announced$@$(Director$Fluid$Dynamics)

Prof.$Dr.$Claus$Braxmaier$(Director$Space$Technology)

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$Peter$von$Kampen$(ExecuLve$Board)

ZARM%&%Center%of%Applied%Space%Technology%and%Microgravity

! Research  /  Teaching ! Bremen  Drop  Tower ! Space  Hardware

founded  in  1985

ZARM‘s  Organization  Structure

�5

c/o$University$of$Bremen$Am$Fallturm,$28359$Bremen,[email protected]

ZARM%&%University%of%Bremen ZARM%FAB%mbH ZARM%Technik%AG

Research%Ins>tute%&%Faculty%04%Produc>on%Engineering

ZARM%Drop%Tower%Opera>on%and%Service%Company

Supplier%of%AMtude%Control%Equipment%for%Satellites

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$(ExecuLve$Director)

Marco$R.$Fuchs$(Chairman$of$Supervisory$Board)

ChrisLan$Eigenbrod$Dr.@Ing.$Thorben$Könemann$Ulrich$Kaczmarczik$(ScienLfic$/$Technical$Management)

Holger$W.$Oelze$(Chief$ExecuLve$Officer)

Peter$von$Kampen$(Chief$Financial$Officer)Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$

(Director$Space$Science)

@$to$be$announced$@$(Director$Fluid$Dynamics)

Prof.$Dr.$Claus$Braxmaier$(Director$Space$Technology)

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$Peter$von$Kampen$(ExecuLve$Board)

ZARM%&%Center%of%Applied%Space%Technology%and%Microgravity

FördervereinZARM

e.V.>

Das

Zentrumfür

angewandte

Raumfahrt-

technologieund

Mikrogravitation

(ZARM)istein

wissenschaftliches

Institutdes

Fachbereichs„Produktionstechnik“

derU

niversitätBrem

enunterderLeitung

vonProf.D

r.-Ing.Hans

J.Rath.D

asInstitutw

urdeim

September1985

gegründet,um

einZentrum

zurschw

erpunktmäß

igenU

ntersuchunggravitationsabhängigerPhänom

e-ne

undraum

fahrtrelevanterFragestellungen

zuschaffen.In

dieserRolle

istdas

ZARMin

kurzerZeitzum

größtenund

einemderbedeutendsten

raumfahrttechnischen

Universitätsinstitute

inEuropa

geworden.

Das

zentraleG

roßlabor

desZARM

istder

146mhohe

FallturmBrem

en,dereinzige

Fallturmin

Europa.Hierw

erdenerdgebundene

Experimente

unterkurzzeitiger

Schwerelosigkeit

höchsterQ

ualitätdurchgeführt.

Seitdemdas

ZARMim

Dezem

ber2004

dieselbst

entwickelte

Katapultanlagein

Betriebgenom

men

hat,wur-

dendam

itForschungsbedingungen

geschaffen,die

weltw

eiteinzigartig

sind.D

ieD

auereines

Fallexperiments

von4,74

Sekundenkann

nunverdoppelt

werden,

wenn

stattdes

einfachenfreien

Fallsein

„senkrechter“Parabelflug

durchgeführtwird.

MitderG

ründungdes

Zentrums

fürangewandte

Raumfahrttechnologie

undM

ikrogravitationw

urdeein

Universitätsinstitut

aufgebaut,das

demLuft-

undRaum

fahrtstandortBrem

enein

wichtiges

wissenschaftliches

Standbeinbietet.

InternationaleForscherteam

saus

40Ländern

habenbisher

denFallturm

fürihre

Experimente

inden

BereichenRaum

fahrttechnologie,Fundam

entalphysik,Ström

ungsmechanik

undVerbrennungsforschung

genutzt.Für

200

wissenschaftliche

Projektew

urdenbereits

über5000

Fallturmflüge

erfolgreichdurchgeführt.Im

Bereich.derLuft-

undRaum

fahrthat

sichdas

ZARMzu

einerder

wichtigsten

Ausbildungs-stätten

fürden

wissenschaftlichen

undtechnischen

Nachw

uchsin

Deutschland

undEuropa

entwickelt.SeitseinerG

ründunghatdas

ZARMm

ehrals300

Diplom

arbeitenbetreut.D

ieForschungsarbeiten

amZARM

habenüber

60D

oktorenund

5Professoren

hervorgebracht.Etw

a80

ProzentderZARM-Absolventen

arbeitenheute

inw

eltweit

führendenLuft-

undRaum

fahrtunternehmen

wie

Airbus,dem

Deutschen

Zentrumfür

Luft-und

Raumfahrt

(DLR),EAD

SAstrium

oderO

HB

undentw

ickelndortSpitzentechnologie.

!

ZARMFörderung

!Vergabe

vonStipendien

fürG

astwissenschaftler,Studenten

undD

oktoranden

!Vergabe

derZARMFörderpreise

!Literaturbeschaffung

fürdieinstitutsinterne

Bibliothek

!U

nterstützungvon

wissenschaftlichen

Konferenzen

"D

erFallturmBrem

en,seit1990

dasW

ahrzeichenvon

Technologieparkund

Universitätscam

pus

#In

derZARM-eigenen

Bibliothekhaben

StudierendejederzeitZugriffaufFachlite-ratur,die

unteranderemvon

Mitteln

desFördervereins

ZARMe.V.beschafftw

ird.

zarm_infobla?tter_rz.qxd:Infoblätter schluss 21.12.2008 17:35 Uhr Page 1

Support  of  Young  Scientists

! Research  /  Teaching ! Bremen  Drop  Tower ! Space  Hardware

c/o$University$of$Bremen$Am$Fallturm,$28359$Bremen,[email protected]

ZARM%&%University%of%Bremen ZARM%FAB%mbH ZARM%Technik%AG

Research%Ins>tute%&%Faculty%04%Produc>on%Engineering

ZARM%Drop%Tower%Opera>on%and%Service%Company

Supplier%of%AMtude%Control%Equipment%for%Satellites

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$(ExecuLve$Director)

Marco$R.$Fuchs$(Chairman$of$Supervisory$Board)

ChrisLan$Eigenbrod$Dr.@Ing.$Thorben$Könemann$Ulrich$Kaczmarczik$(ScienLfic$/$Technical$Management)

Holger$W.$Oelze$(Chief$ExecuLve$Officer)

Peter$von$Kampen$(Chief$Financial$Officer)Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$

(Director$Space$Science)

@$to$be$announced$@$(Director$Fluid$Dynamics)

Prof.$Dr.$Claus$Braxmaier$(Director$Space$Technology)

Prof.$Dr.$Claus$Lämmerzahl$Peter$von$Kampen$(ExecuLve$Board)

ZARM%&%Center%of%Applied%Space%Technology%and%Microgravity

ZARM‘s  Student  Programs

�6

Support  of  Young  Scientists

DropTES  -­‐  UNOOSA  -­‐

Drop  Your  Thesis!  -­‐  ESA  Education  Office  -­‐

REXUS  /  BEXUS  -­‐  DLR  /  SNSB  -­‐

Drop  Tower  Experiment  Series Sounding  Rocket  and  Ballon  Experiment  Series

! Esrange  Space  CenterKiruna,  Sweden

Drop  Tower  Experiment  Series

!

! Bremen  Drop  Tower! Bremen  Drop  Tower

ZARM’s  Research  and  Test  Facilities

�7

! Hot  Wind  Tunnel -­‐  Combustion  Experiments  -­‐

! Vibration  Test  Laboratory-­‐  Aerospace  Tests  -­‐

! Refrigerator  Test  

! Centrifuge  Operation  

! 30g  -­‐  Centrifuge-­‐  Hypergravity  Exp.  /  Aerospace  Tests  -­‐

! The  Bremen  Drop  Tower -­‐  Microgravity  Experiments  -­‐

!ZARM  !Overview  

!The  Bremen  Drop  Tower  !Introduction  !Operation  !Facts  and  Figures  

!DropTES  -­‐  Drop  Tower  Experiment  Series  !Program  Information  !Report  on  first  Cycle

Content

�8

�9

146  m

120  m

! drop  mode:  ! 4.74  s  in  weightlessness  ! highest  quality  -­‐  10-­‐6  g  (µg)  ! decelerations  of  up  to  50  g  

! catapult  mode:  ! worldwide  unique  facility  ! 9.3  s  in  weightlessness  ! highest  quality  -­‐  10-­‐6  g  (µg)  ! accelerations  of  up  to  30  g  ! decelerations  of  up  to  50  g  

! daily  operations  (up  to  3  times)  ! on-­‐site  technical  support

The  Bremen  Drop  Tower  -­‐  Introduction

The  Bremen  Drop  Tower  -­‐  Introduction

�10

! Drop  Tower  Capsules

! power  supply:  

! 24  /  28  V  DC

953  mm

2560  mm

1718  mm

265  kg 165  kg 225  kg 200  kg

payload  masses

payload  areas

The  Bremen  Drop  Tower  -­‐  Operation

�11

!Since  the  Start  of  Operation  in  1990  ! over  7000  drops  /  catapult  launches  have  been  conducted  !more  than  160  different  experiment  types  have  been  integrated  ! within  international  collaborations  from  42  countries  

!Research  Fields  of  Drop  Tower  Experiments

The  Bremen  Drop  Tower  -­‐  Facts  and  Figures

�12

CombusfonAstrophysics  /  PlanetologyFundamental  PhysicsFluid  DynamicsBiologyMaterials  SciencesChemistry  /  Technological  Tests

!ZARM  !Overview  

!The  Bremen  Drop  Tower  !Introduction  !Operation  !Facts  and  Figures  

!DropTES  -­‐  Drop  Tower  Experiment  Series  !Program  Information  !Report  on  first  Cycle

Content

�13

�14

DropTES  -­‐  A  UN-­‐HSTI  Fellowship  Program

!

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Program  Information  ! designed  for  heads  of  research  groups  or  university  professors  

with  a  team  of  Bachelor,  Master  and/or  PhD  students    ! allowing  to  realize  a  real  space  /  microgravity  research  project  ! this  hands-­‐on  drop  tower  project  shall  be  an  integral  part  of  the

student’s  syllabus,  e.g.  as  Bachelor,  Master  and/or  PhD  theses  ! following  space  project  guidelines  (proposal,  reports,  reviews)  ! each  drop  tower  experiment  series  consists  of  four  drops  or  

catapult  launches  which  have  to  be  conducted  within  one  week  ! travel,  accommodation  and  drop  tower  utilization  sponsored  ! program  language:  English  ! program  duration:  May  -­‐  March  /  experiment  series:  November

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Schedule  

!Selection  Process:  ! proposal  evaluation  by  selection  board  (UNOOSA,  DLR,  ZARM)  

!Eligibility  Criteria:  ! student  team  -­‐>  up  to  4  Bachelor,  Master  and/or  PhD  students

�15

DropTES  -­‐  A  UN-­‐HSTI  Fellowship  Program

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Announcement  of  Opportunity  

Selection Experiment  Preparation Exp. Series

Call  for  Proposals  (next  campaign)

1.  Report 2.  Report

Final  Report  (previous  campaign) Outreach  Activity  (previous  campaign)

CDR

integration+  exp.  week

ONE  RESEARCH  TEAM  PER  YEAR

WHO  MUST  BE  ENDORSED  BY  AN  ACADEMIC  SUPERVISOR

NON-­‐SPACE-­‐FARING  COUNTRY

!ZARM  !Overview  

!The  Bremen  Drop  Tower  !Introduction  !Operation  !Facts  and  Figures  

!DropTES  -­‐  Drop  Tower  Experiment  Series  !Program  Information  !Report  on  first  Cycle

Content

�16

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  First  Cycle  ! 5  proposal  received  -­‐  student  team  from  the

German  Jordanian  University  (GJU)  selected  ! „Stabilizing  the  Electrodynamic  Tether  by  using  Tilger"  

!Experiment  Preparation  at  GJU  in  Jordan  ! initial  and  improved  rail  system  setup  (after  CDR)

�17

DropTES  -­‐  Report  on  first  Cycle

- 02 -

FIRST GROUND EXPERIMENT

Background

There are two main differences between this ground test configuration and the in-space configuration that must be accounted to allow for meaningful comparisons between the test results and theory. These differences are the effect of gravity and the pivoting boundary condition on the top end of the tether.

However the purpose of this ground experiment was only to examine the theory of the proposed Tilger. In the next experiment, in the micro-gravity environment we will focus more on the differences and try to simulate the differences.

Components and Feature

- 07 -

5.4.3 Tilger 3

-60

-40

-20

0

20

40

60

0 50000 100000 150000 200000 angl

e θ

Time (miliseconds)

Trial 1

No Tilger

Tilger 2

-60

-40

-20

0

20

40

60

0 50000 100000 150000 200000 angl

e θ

Time (miliseconds)

Trial 2

No Tilger

Tilger 2

2014/2015

�18

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Integration  Week  

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Experiment  Week

DropTES  -­‐  Report  on  first  Cycle2014/2015

�19

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Facility  Tours  

!„Drop  Tower  Experiment  Series“  -­‐  Experiences

DropTES  -­‐  Report  on  first  Cycle2014/2015

-­‐  City  Tours  -­‐Bremen,  Berlin  …

ACKNOWLEDGEMENT

Thorben  Könemann  ZARM  Drop  Tower  Operation  and  Service  Company

THANK  YOU  VERY  MUCHFOR  YOUR  ATTENTION

TAKE  THE  OPPORTUNITY  visit  UNOOSA  /  HSTI  website

for  more  information

UPCOMING  DEADLINE  AO  (2nd  cycle)  March  31,  2015

NEXT  ANNOUNCEMENT  AO  (3rd  cycle)  October  01,  2015

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