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Die #SpaceEnablers aus Baden-Württemberg: Der Booster Award 2021 geht an zwei Master-Studentinnen aus Stuttgart

Franziska Hild und Sarah Gelbing studieren Luft- und Raumfahrttechnik im Master an der Universität Stuttgart und sind Gewinnerinnen des Booster Award 2021 der ArianeGroup. Der Award wird jährlich an außergewöhnliche Masterstudentinnen in MINT-Studienfächern verliehen und fördert die nächste Generation von Forscherinnen und Wissenschaftlerinnen. Im Interview mit der Landesinitiative „Frauen in MINT-Berufen“ erzählen die Studentinnen, wie sie den Preis gewonnen haben, was man sich unter Luft- und Raumfahrttechnik vorstellen kann, warum sie sich für diesen Studiengang entschieden haben, und wie es jetzt für sie weitergeht.

Der Booster Award 2021 – die nächste Generation #SpaceEnablers der ArianeGroup

Mit dem ArianeGroup Booster Award werden junge Forscherinnen und Wissenschaftlerinnen in MINT-Studienfächern gefördert, die ein außergewöhnliches Engagement und ein „award-verdächtiges“ Forschungskonzept für ihre Masterarbeit auszeichnet. Der Award wird von einer hochkarätigen Jury aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik für das interessanteste, innovativste, kreativste und stimmigste Konzept für eine Masterarbeit in MINT-Studienfächern vergeben. Die Gewinnerinnen werden zum einen während des gesamten Prozesses der Masterarbeit von einer Mentorin oder einem Mentor der ArianeGroup begleitet und gefördert, und dürfen zum anderen bei einem Raketenstart mit dabei sein.

In der virtuellen Preisverleihung am 14. Oktober wurden Franziska Hild und Sarah Gelbing aus Stuttgart mit dem Booster Award 2021 ausgezeichnet.

Interview mit den Preisträgerinnen

Landesinitiative „Frauen in MINT-Berufen“: Ihr außerkurrikulares Engagement sowie die Innovationskraft und die mögliche Wirkung Ihrer eingereichten Forschungsarbeiten haben Ihnen zum Gewinn des ArianeGroup Booster Award verholfen. Mit welchen Forschungsfragen beschäftigen Sie sich in Ihrer Arbeit?

Sarah Gelbing: Ich darf im Rahmen meiner Masterarbeit einen Prüfstand zur Untersuchung der Lager und berührungslosen Hochgeschwindigkeitsdichtungen von Turbopumpen entwickeln. Ziel ist es, mit Hilfe des Prüfstandes Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie die Lebensdauer der Lager und Dichtungen in den Turbopumpen verlängert werden kann. Da die Turbopumpe eine der komplexesten Komponenten der Raketenantriebe ist und die Lebensdauer der Triebwerke wesentlich begrenzt, würde eine erfolgreiche Erhöhung der Triebwerkslebensdauer die Möglichkeit schaffen, ganze Raketenstufen wiederzuverwenden. In der heutigen Zeit, in der ein bedachter Umgang mit immer knapper werdenden Rohstoffen eine zunehmend größere Rolle einnimmt, ist die zukünftige Wiederverwendung der Triebwerke von entscheidender Bedeutung. Zudem würde die Einsparung von Fertigungskosten zu einer besseren Wettbewerbsfähigkeit von Raumfahrtunternehmen führen.

Landesinitiative „Frauen in MINT-Berufen“: Ihr außerkurrikulares Engagement sowie die Innovationskraft und die mögliche Wirkung Ihrer eingereichten Forschungsarbeiten haben Ihnen zum Gewinn des ArianeGroup Booster Award verholfen. Mit welchen Forschungsfragen beschäftigen Sie sich in Ihrer Arbeit?

Sarah Gelbing: Ich darf im Rahmen meiner Masterarbeit einen Prüfstand zur Untersuchung der Lager und berührungslosen Hochgeschwindigkeitsdichtungen von Turbopumpen entwickeln. Ziel ist es, mit Hilfe des Prüfstandes Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie die Lebensdauer der Lager und Dichtungen in den Turbopumpen verlängert werden kann. Da die Turbopumpe eine der komplexesten Komponenten der Raketenantriebe ist und die Lebensdauer der Triebwerke wesentlich begrenzt, würde eine erfolgreiche Erhöhung der Triebwerkslebensdauer die Möglichkeit schaffen, ganze Raketenstufen wiederzuverwenden. In der heutigen Zeit, in der ein bedachter Umgang mit immer knapper werdenden Rohstoffen eine zunehmend größere Rolle einnimmt, ist die zukünftige Wiederverwendung der Triebwerke von entscheidender Bedeutung. Zudem würde die Einsparung von Fertigungskosten zu einer besseren Wettbewerbsfähigkeit von Raumfahrtunternehmen führen.

Booster Award Preisträgerin Sarah Gelbing
Booster Award Preisträgerin Franziska Hild

Sarah Gelbing 

Franziska Hild

Wegbereiterin für erdnahe Satelliten

Franziska Hild: Immer mehr Satelliten werden in den Weltraum geschickt, wodurch es dort voller wird. Unter anderem deshalb versucht man nun, Satelliten in sehr geringen Höhen um die Erde kreisen zu lassen. Das ist auch günstiger und technologisch sehr effizient. Je näher man an die Erde kommt, desto dichter wird allerdings auch unsere Atmosphäre; es sind also mehr Luftteilchen da, die auf den Satelliten treffen. Dadurch erhöht sich der Widerstand, der auf den Satelliten wirkt, und der Satellit fällt schneller auf die Erde zurück. In meiner Forschung habe ich mich deshalb mit Möglichkeiten beschäftigt, den Widerstand zu verringern, zum Beispiel durch die Änderung der Satellitengeometrie oder der verwendeten Materialien. Und damit kann man theoretisch Satelliten bauen, die nachhaltig in geringen Höhen um die Erde kreisen können.

Luft- und Raumfahrttechnik – einer der vielseitigsten Studiengänge

L. F. i. M.-B.: Ein Studium der Luft- und Raumfahrttechnik – ist das so, wie man es sich vorstellt? An Raketen, Triebwerken und Satelliten basteln und in fremde Welten vordringen?

Franziska Hild: Ich weiß gar nicht mehr genau, wie ich mir das Studium zu Beginn vorgestellt habe. Vermutlich exakt so: viel über den Weltraum lernen und erfahren, warum Flugzeuge fliegen können, und wie Astronauten im Weltall leben. Aber es steckt so viel mehr dahinter, und ohne die Grundlagen kommt man nicht weit: Mathematik, Elektrotechnik und Physik sind wichtig für das Verständnis, wie Satelliten die Erde umkreisen oder Raketen vom Boden abheben. Im Masterstudium kann man sich dann spezialisieren und die Vorlesungen aussuchen, die einen besonders interessieren. Ich habe mich für die Raumfahrttechnik entschieden; man kann aber auch Antriebstechniken, Werkstoffe oder Flugzeugbau wählen.

Sarah Gelbing: Auch wenn wir selbst nicht in ferne Welten fliegen, lernen wir im Studium der Luft- und Raumfahrttechnik das Knowhow, mit dem Raketen, Triebwerke und Satelliten entwickelt werden. Das Zusammenspiel vieler unterschiedlicher Naturwissenschaften und deren Fachbereiche wie Mathematik, Chemie, Physik, Strömungslehre, Thermodynamik, technische Mechanik und Elektrotechnik gestalten das Studium sehr abwechslungs-, aber auch umfangreich. Hinzu kommt, dass man sich in kaum einem anderen Ingenieurbereich mit solch extremen Temperaturen, Drücken und Beschleunigungen auseinandersetzt. Die praktischen Anwendungen befinden sich oftmals an den Grenzen des technisch Möglichen, was herausfordernd, aber auch sehr spannend ist.

Wegbereiterin für erdnahe Satelliten

Franziska Hild: Immer mehr Satelliten werden in den Weltraum geschickt, wodurch es dort voller wird. Unter anderem deshalb versucht man nun, Satelliten in sehr geringen Höhen um die Erde kreisen zu lassen. Das ist auch günstiger und technologisch sehr effizient. Je näher man an die Erde kommt, desto dichter wird allerdings auch unsere Atmosphäre; es sind also mehr Luftteilchen da, die auf den Satelliten treffen. Dadurch erhöht sich der Widerstand, der auf den Satelliten wirkt, und der Satellit fällt schneller auf die Erde zurück. In meiner Forschung habe ich mich deshalb mit Möglichkeiten beschäftigt, den Widerstand zu verringern, zum Beispiel durch die Änderung der Satellitengeometrie oder der verwendeten Materialien. Und damit kann man theoretisch Satelliten bauen, die nachhaltig in geringen Höhen um die Erde kreisen können.

Luft- und Raumfahrttechnik – einer der vielseitigsten Studiengänge

L. F. i. M.-B.: Ein Studium der Luft- und Raumfahrttechnik – ist das so, wie man es sich vorstellt? An Raketen, Triebwerken und Satelliten basteln und in fremde Welten vordringen?

Franziska Hild: Ich weiß gar nicht mehr genau, wie ich mir das Studium zu Beginn vorgestellt habe. Vermutlich exakt so: viel über den Weltraum lernen und erfahren, warum Flugzeuge fliegen können, und wie Astronauten im Weltall leben. Aber es steckt so viel mehr dahinter, und ohne die Grundlagen kommt man nicht weit: Mathematik, Elektrotechnik und Physik sind wichtig für das Verständnis, wie Satelliten die Erde umkreisen oder Raketen vom Boden abheben. Im Masterstudium kann man sich dann spezialisieren und die Vorlesungen aussuchen, die einen besonders interessieren. Ich habe mich für die Raumfahrttechnik entschieden; man kann aber auch Antriebstechniken, Werkstoffe oder Flugzeugbau wählen.

Sarah Gelbing: Auch wenn wir selbst nicht in ferne Welten fliegen, lernen wir im Studium der Luft- und Raumfahrttechnik das Knowhow, mit dem Raketen, Triebwerke und Satelliten entwickelt werden. Das Zusammenspiel vieler unterschiedlicher Naturwissenschaften und deren Fachbereiche wie Mathematik, Chemie, Physik, Strömungslehre, Thermodynamik, technische Mechanik und Elektrotechnik gestalten das Studium sehr abwechslungs-, aber auch umfangreich. Hinzu kommt, dass man sich in kaum einem anderen Ingenieurbereich mit solch extremen Temperaturen, Drücken und Beschleunigungen auseinandersetzt. Die praktischen Anwendungen befinden sich oftmals an den Grenzen des technisch Möglichen, was herausfordernd, aber auch sehr spannend ist.

Wegbereiterin für erdnahe Satelliten

Franziska Hild: Immer mehr Satelliten werden in den Weltraum geschickt, wodurch es dort voller wird. Unter anderem deshalb versucht man nun, Satelliten in sehr geringen Höhen um die Erde kreisen zu lassen. Das ist auch günstiger und technologisch sehr effizient. Je näher man an die Erde kommt, desto dichter wird allerdings auch unsere Atmosphäre; es sind also mehr Luftteilchen da, die auf den Satelliten treffen. Dadurch erhöht sich der Widerstand, der auf den Satelliten wirkt, und der Satellit fällt schneller auf die Erde zurück. In meiner Forschung habe ich mich deshalb mit Möglichkeiten beschäftigt, den Widerstand zu verringern, zum Beispiel durch die Änderung der Satellitengeometrie oder der verwendeten Materialien. Und damit kann man theoretisch Satelliten bauen, die nachhaltig in geringen Höhen um die Erde kreisen können.

Luft- und Raumfahrttechnik – einer der vielseitigsten Studiengänge

L. F. i. M.-B.: Ein Studium der Luft- und Raumfahrttechnik – ist das so, wie man es sich vorstellt? An Raketen, Triebwerken und Satelliten basteln und in fremde Welten vordringen?

Franziska Hild: Ich weiß gar nicht mehr genau, wie ich mir das Studium zu Beginn vorgestellt habe. Vermutlich exakt so: viel über den Weltraum lernen und erfahren, warum Flugzeuge fliegen können, und wie Astronauten im Weltall leben. Aber es steckt so viel mehr dahinter, und ohne die Grundlagen kommt man nicht weit: Mathematik, Elektrotechnik und Physik sind wichtig für das Verständnis, wie Satelliten die Erde umkreisen oder Raketen vom Boden abheben. Im Masterstudium kann man sich dann spezialisieren und die Vorlesungen aussuchen, die einen besonders interessieren. Ich habe mich für die Raumfahrttechnik entschieden; man kann aber auch Antriebstechniken, Werkstoffe oder Flugzeugbau wählen.

Sarah Gelbing: Auch wenn wir selbst nicht in ferne Welten fliegen, lernen wir im Studium der Luft- und Raumfahrttechnik das Knowhow, mit dem Raketen, Triebwerke und Satelliten entwickelt werden. Das Zusammenspiel vieler unterschiedlicher Naturwissenschaften und deren Fachbereiche wie Mathematik, Chemie, Physik, Strömungslehre, Thermodynamik, technische Mechanik und Elektrotechnik gestalten das Studium sehr abwechslungs-, aber auch umfangreich. Hinzu kommt, dass man sich in kaum einem anderen Ingenieurbereich mit solch extremen Temperaturen, Drücken und Beschleunigungen auseinandersetzt. Die praktischen Anwendungen befinden sich oftmals an den Grenzen des technisch Möglichen, was herausfordernd, aber auch sehr spannend ist.

Booster Award Gewinnerin Sarah Gelbing mit ihrer Forschungsgruppe
Das Bild zeigt Franziska Hild vor dem Space Shuttle

Sarah Gelbing & ihre Studentengruppe (2. Reihe von vorne, 3. von links) 

Franziska Hild vor dem Space Shuttle Discovery

Die praktischen Erfahrungen sammelt man beim Aerospace Engineering durch Studentengruppen

L. F. i. M.-B.: Die Fachbereiche sind ja sehr breit gefächert – wie erleben Sie die Ausgewogenheit des Studiums in Bezug auf Theorie und Praxis?

Sarah Gelbing: Ja, das Studium der Luft- und Raumfahrttechnik umfasst ein weitläufiges Feld. Von der Raumfahrt über den Flugzeugbau und die Antriebstechnik bis hin zur Materialkunde und Strukturmechanik. Da die Vorlesungen oft sehr theorielastig sind, lohnt es sich, neben dem Studium praktische Erfahrungen in Studentengruppen wie HyEnD, KSat oder Akaflieg zu sammeln. Ich engagierte mich bei HyEnD, einer Studentengruppe, die Raketen mit hybriden Antrieben entwickelt. Den erfolgreichen Start unserer Compass-Rakete in diesem Jahr aus nächster Nähe erleben zu können, war sehr beeindruckend für mich.

Franziska Hild: Genau, das Studium ist sehr vielseitig, aber eher theorielastig. Man hat jedoch über unterschiedliche Studierendengruppen die Möglichkeit, auch praktisch neue Erfahrungen zu sammeln. Ich habe beispielsweise mit anderen Studierenden in der Kleinsatellitengruppe KSat e.V. ein Experiment gebaut, das tatsächlich auf die Internationale Raumstation ISS geflogen ist. Und gerade bauen wir gemeinsam unseren ersten eigenen Satelliten.

Trotz unterschiedlicher Voraussetzungen: Das frühe Interesse für technische Fragen eint die beiden Gewinnerinnen des Booster Awards

L. F. i. M.-B.: Was hat Sie beide persönlich dazu bewegt, Luft- und Raumfahrttechnik zu studieren?

Franziska Hild: Meine Eltern erzählen oft, dass ich schon als Kind viele Fragen gestellt habe und immer wissen wollte, warum Dinge wie funktionieren. Während meiner Schulzeit hatte ich dann besonders viel Spaß an Mathe und Physik und wollte deshalb schon früh Ingenieurin werden. In der 8. Klasse habe ich dann nach Aufforderung einer engagierten Lehrerin die JuniorAkademie besucht, eine Sommer-Akademie für Schülerinnen und Schüler in Baden-Württemberg. Und dort hat mir der Astronomiekurs so sehr gefallen und mich so tief beeindruckt, dass ich in meinem Leben unbedingt etwas mit Raumfahrt machen wollte. Ich bin dieser Lehrerin heute noch sehr dankbar, genauso wie den Leuten der Akademie, und vor allem meiner Familie, die mich immer darin unterstützt hat, meinen eigenen Weg zu gehen.

Sarah Gelbing: Auch mich begleiten die Begeisterung für Technik und die Leidenschaft fürs Tüfteln schon seit meiner Kindheit. In der Realschule hatte ich mich deshalb für das Wahlfach Technik entschieden. Bei einer Kraftwerksbesichtigung haben mich die Komplexität, Dimensionen und Vibrationen der dortigen Turbinen stark beeindruckt, weshalb ich für die technische Abschlussprüfung im Rahmen der mittleren Reife auch selbst eine Tesla-Turbine baute. Anschließend absolvierte ich eine technische Ausbildung und erlangte nebenbei die Fachhochschulreife. Darauf aufbauend studierte ich Maschinenbau an einer Fachhochschule. Im anschließenden Masterstudium wollte ich mein Wissen in den Bereichen Thermodynamik, Strömungstechnik und Antriebstechnik mit Anwendung auf Turbomaschinen gerne vertiefen, weshalb ich mich für das Studium der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart entschied. Dort angekommen, faszinierte mich die Raumfahrt, und mein Interessenschwerpunkt verlagerte sich auf Raumfahrtantriebe, insbesondere auf eine Antriebskomponente – die Turbopumpe. In der Entwicklung der Turbopumpe, die zur Treibstoffförderung dient, lassen sich all meine Interessensbereiche vereinen.

Der Start ins Studium ohne allgemeines Abitur, und der Sprung von der Fachhochschule an die Universität waren für mich eine große Herausforderung; dennoch würde ich den Weg immer wieder gehen und auch anderen Mädchen raten, stets ihren Interessen zu folgen: Nur Mut!

Die Ziele? Erstmal auf der Erde bleiben!

L. F. i. M.-B.: Mit dem Hauptgewinn in der Tasche – einer Reise zu einem Raketenstart am europäischen Weltraumbahnhof in Kourou und einem Mentorship-Programm der ArianeGroup – geht es für Sie nun direkt ab ins All? Oder wo sehen Sie sich zukünftig?

Franziska Hild: Ich freue mich wirklich unglaublich, gemeinsam mit Sarah den Preis gewonnen zu haben und mit ihr den Raketenstart in Kourou zu erleben. Ich hatte das Glück, schon vor drei Jahren im Rahmen eines KSat-Projekts einen Raketenstart live miterleben zu können. Es war einer der faszinierendsten und unglaublichsten Momente meines Lebens, zu sehen, wie diese massive Rakete vom Boden abhebt, und wie schnell sie an Geschwindigkeit gewinnt. Ich hätte nie gedacht, dass sich dieses Erlebnis für mich wiederholen könnte!

Über das Mentoring-Programm freue ich mich deshalb ganz besonders, weil ich immer gerne neue Leute kennenlerne und mich mit ihnen über die Forschungsthemen austausche. Es entstehen neue Ideen, und man lernt einiges dabei, vor allem von Experten wie denen der ArianeGroup.

Nach meinem Studium werde ich ab dem nächsten Jahr ein Promotionsstudium beginnen und dabei neue Simulationsmethoden erforschen. Das Weltall wäre wohl nicht der geeignete Ort für mich, ich wollte auch nie Astronautin werden. Ich kann mir allerdings vorstellen, dass es ein unglaubliches Gefühl sein muss, in einer Rakete zu sitzen und abzuheben!

Sarah Gelbing: Ich würde gerne beruflich weiterhin in der Entwicklung und Forschung von Raketentriebwerken tätig sein. Da die Branche aktuell stark wächst, sehe ich auch gute Chancen darin. Ich schaue daher zuversichtlich in die Zukunft und bin gespannt, wohin mich mein Weg noch führen wird. Zudem freue ich mich auf den Austausch mit den weiteren Finalistinnen des Awards, die ebenfalls für die Raumfahrt brennen und an spannenden Forschungsprojekten arbeiten.

Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart studieren

 

Bachelor

Master

Dauer

6 Semester

4 Semester

Abschluss

Bachelor of Science (B.Sc.)

Master of Science (M.Sc.)

Beginn

Wintersemester

Winter- oder Sommersemester

Unterrichtssprache

Deutsch

Deutsch

Zulassung

Begrenzt

Begrenzt

Unter „Passt es zu mir?“ auf der Uni-Website können Interessierte noch einmal Studieninhalte und Anforderungen nachlesen sowie einen Test machen, ob sie die Aufgabenstellungen interessant finden.

Außerdem gibt es die Möglichkeit, den Studiengang am Studieninformationstag am Mittwoch, den 17. November, noch einmal genauer kennen zu lernen. Alle Studieninteressierten sind herzlich zum virtuellen Studieninformationstag eingeladen!

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