SPARK - das erste, auf Universitäten & Start-Ups zugeschnittene Zentrum für innovative Raumfahrtantriebe weltweit

Eine der größten Herausforderungen der Raumfahrt ist der Zugang zum Weltraum. Leistungsstarke, verlässliche und umweltschonende Antriebe spielen die zentrale Rolle, um die Erdanziehung zu überwinden und über die Grenzen der Atmosphäre ins All vorzustoßen.

Bayern hat in Deutschland im Laufe der Jahrzehnte eine Schlüsselposition im Bereich Raumtransport etabliert. In den letzten Jahren sind die Kompetenzen und Aktivitäten - sowohl in der Forschung als auch in der Entwicklung – noch einmal enorm gewachsen. Deutschland und Bayern verfügen heute über eine einzigartige interdisziplinäre Konzentration von relevantem Fachwissen. Im Freistaat Bayern hat sich zudem ein blühendes Ökosystem aus etablierten Firmen und innovativen Start-ups entwickelt, die das Potential haben, zu globalen Champions heranzuwachsen.

Gegenwärtig ist die Wettbewerbssituation im Bereich des Raumtransports sehr dynamisch. Internationale Agenturen und Unternehmen stehen unter dem Druck, etablierte Systeme zu immer niedrigeren Kosten herzustellen, zu starten und zu betreiben. Neue Konstruktions- und Produktionsmethoden, Systemvereinfachungen (z.B. Komponentenreduktion), modulare Bauweisen (und damit eine Erhöhung der Produktionskadenz einzelner Module), sowie neue betriebliche Anforderungen und Funktionalitäten (z.B. Wiederverwendung) zielen darauf ab, die Kosten für den Zugang zum Weltraum massiv zu senken. Alle diese Innovationen müssen erforscht und auf ihre Effektivität, Verlässlichkeit und Sicherheit hin erprobt und optimiert werden.

Darin liegt eine einzigartige Chance für Bayern: Die Demokratisierung des Weltraums und die Ausschöpfung des kommerziellen Potentials der privaten Raumfahrt hängt in hohem Maße von (1) einem nachhaltigen Betrieb im All und (2) einem zuverlässigen und kostengünstigen Zugang zum Weltraum ab. Es ist daher unabdingbar, das Engagement im Bereich Zukunft des Raumtransports weiter zu intensivieren und die Region zu einem weltweit führenden Zentrum zukunftsweisender Raumfahrtantriebssysteme zu machen. Konkret besteht ein dringender Bedarf an Forschung und der Erprobung von Raumfahrtantriebssystemen, ihrer Komponenten und der dazugehörigen Betriebskonzepte und Systeme, um innovative und wettbewerbsfähige Lösungen schnell zur Marktreife zu bringen.

SPARK – das Space Propulsion Test Center in Bayern ist die Antwort auf diesen Bedarf. SPARK ist das erste, auf Universitäten & Start-Ups zugeschnittene Zentrum für innovative Raumfahrtantriebe weltweit. Am Zentrum ist die Spitzenforschung in den Schlüsselthemen Raumfahrtantrieb und Raumtransport konzentriert und im bayerischen Ökosystem verankert. Start-Ups und Wissenschaftler untersuchen komplexe Phänomene und physikalischer Zusammenhänge. Die Testinfrastruktur des Zentrums erlaubt die Erprobung neuer Komponenten, Baugruppen, Demonstratoren sowie kompletter Triebwerke unter realen Bedingungen. Damit fungiert SPARK als Enabler, um schnellere Entwicklungszyklen zu ermöglichen und trägt entscheidend zur regionalen Wettbewerbsfähigkeit bei. SPARK wird am Sonderflughafen in Oberpfaffenhofen etabliert.

 

TUM – das Herz Eines wachsenden Ökosystems

Mit ihrem Engagement hat die Bayerische Staatsregierung gezeigt, dass die Raumfahrt ein Bereich von wachsender Bedeutung ist – strategisch und wirtschaftlich.

Im Mai 2018 wurde die "Fakultät für Luftfahrt, Raumfahrt und Geodäsie" (LRG) auf Initiative der Bayerischen Staatsregierung in Ottobrunn gegründet. Motiviert durch epochale Technologieumbrüche in Luft und Raumfahrt intendierte die neugegründete Fakultät, die traditionsreiche ingenieurwissenschaftliche Forschung der TUM mit der Erdbeobachtung, den geodätischen Basisdisziplinen und neuen Feldern wie zum Beispiel der Satellitennavigation zusammenzuführen. Seit ihrer Gründung konnten 22 Professuren an der Fakultät etabliert und über 800 Studierende ausgebildet werden.

Im Oktober 2021 wurde die "TUM School of Engineering and Design" (ED) gegründet. TUM ED bündelt unter dem Zusammenschluss verschiedener Fakultäten ihre Kompetenzen in acht Departments. Mit der Schooltransition setzt die TUM ihre Strategie, inter- und transdisziplinäre Forschung durch strukturelle Förderung disziplinübergreifenden Austauschs zu intensivieren, konsequent fort. Auch die Fakultät LRG wurde mit dem Start der ED am 1. Oktober 2021 integriert und in das Department of Aerospace and Geodesy (ASG) überführt.

Heute ist das Department Aerospace and Geodesy der TUM School of Engineering and Design das Herzstück des "Space Valley" in der Metropolregion München. Luftfahrt, Raumfahrt und Geodäsie werden synergetisch verflochten, um im Zusammenwirken neue Erkenntnisse zu gewinnen und das Lebensumfeld der Menschen positiv zu beeinflussen.

Der neu eingerichtete Lehrstuhl für Raumfahrtantriebe an der Technischen Universität München ist optimal in dieses dynamische inneruniversitäre Umfeld integriert und wird als Katalysator und Treiber des SPARK agieren, um dieses zielgerichtet zu entwickeln.

Raumfahrtantriebe sind eine ermöglichende Technologie für Satelliten und Trägerraketen. Gleichermaßen sind die Ergebnisse der Forschungsarbeiten des Lehrstuhls für Raumfahrtantriebe ein wichtiger Baustein für die Realisierung der Ambitionen anderen Lehrstühle in dem Bereich Aerospace und Geodäsie. Vielversprechende Kollaborationen werden derzeit mit dem ORIGINS 1 Exzellencluster, sowie dem Space Missions Lab und den Raumfahrtlehrstühlen für Pico- und Nanosatelliten, Lunare und Planetare Explorationstechnologien, Raumfahrttechnik sowie die Lehrstühle für Technische Elektrochemie, für Präzisionsmessungen bei extremen Bedingungen, und für Hadronenstruktur und Fundamentale Symmetrien aufgebaut. Internationale Kooperationen mit anderen Universitäten wie z.B. Aalto University, Imperial College und MIT, sind ebenfalls im Aufbau. Das SPARK Kompetenzportfolio wird in den nächsten Jahren natürlich und stringent um intra- und interuniversitäre Partnerschaften erweitert werden.

Partner

SPARK wird den Bedürfnissen der Universitäten für Lehr- und Forschungszwecke dienen und auf die Bedürfnisse bestehender Unternehmen und Start-ups, sowie neuer aufstrebender Unternehmen eingehen.

Bayern verfügt über ein vollwertiges Ökosystem, das von diesem Zentrum profitieren wird: 

• Eine starke Gruppe in diesem Bereich tätiger Universitäten und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen in der Region München: z.B. TUM, UniBw, Hochschule München, sowie DLR und ESA.
• Starke Gemeinschaft von selbstorganisierten Studentengruppen, wie WARR, mit über 250 aktiven Studenten allein in München, die auch als Nährboden für neue Unternehmungen dient.
• Aktive Startup-Teams im TUM-Ökosystem, wie DeltaVision, APS, Exploration Space, Neutron Star, etc. sowie internationale Startups, die an SpaceFounders- oder Starburst-Programmen teilnehmen.
• Erfolgreiche Scale-ups im Zusammenhang mit Weltraumantrieben, wie Isar Aerospace, Rocket Factory Augsburg, Orora-Tech, Blackwave, etc.
•  Etablierte Branchenakteure mit starkem Engagement in Bayern, wie z.B. ArianeGroup und OHB.

Ziel des Testzentrums ist es, auf die Bedürfnisse des bayerischen Ökosystems einzugehen und den Kompetenzstandort Deutschland für Raumfahrtantriebe und Raumtransport im europaweiten und globalen Wettbewerb zu stärken. Gerade im "New-Space"-Bereich ist SPARK ein wichtiger Enabler für neue Unternehmen, um schnellere Entwicklungszyklen zu ermöglichen. Damit operiert SPARK als eine Schlüsselkomponente regionaler Wettbewerbsfähigkeit.