Rocket

Colombo 3 kehrt in zwei Schritten zur Erde zurück. Im Apogäum öffnet sich der erste Fallschirm, klein, der den Sinkflug stabilisiert. Weiter unten öffnet sich der Hauptfallschirm, der die Rakete bis zur Landung abbremst.

Die beiden Systeme sind unabhängig voneinander. Im ersten Fach drückt das Gas einer CO₂-Kartusche eine Schubplatte, die auf Linearführungen gleitet und den Fallschirm heraustransportiert. Der Hauptfallschirm tritt seitlich aus: zwei Servos entriegeln eine Klappe, und eine zweite Schubplatte, von Gummizügen angetrieben, befördert ihn hinaus.

Die Leinen, die die Fallschirme mit der Rakete verbinden, halten mindestens das Zehnfache der vorgesehenen Last, und Wirbel verhindern, dass sie sich verdrehen. Der Auswurf wird vor jedem Flug am Boden getestet.

Der Wind, die Lufttemperatur und die Masse ändern sich von einem Start zum anderen, und mit ihnen die Endhöhe. Um bei 3 Kilometern anzuhalten und nicht darüber hinaus, bremst sich Colombo 3 selbst ab.

Wenn das Triebwerk erloschen ist, und nach einer Sicherheitsverzögerung, vergleicht eine PID-Regelung die vorhergesagte Höhe mit der gewünschten und fährt drei Klappen aus dem Rumpf aus: je weiter sie ausfahren, desto mehr Luft bremsen sie. Vor dem Apogäum fahren die Klappen immer wieder ein.

Der Mechanismus passt in 62 mm Rakete. Ein Servo in der Mitte dreht ein Zahnrad mit 59 Zähnen, das drei Ritzel mit 24 Zähnen antreibt; jedes Ritzel trägt eine Klappe. Mit diesem Verhältnis drehen sich die Klappen 2,46-mal so viel wie der Servo.

Die Bordelektronik wird vom Team entworfen, auf selbst gefertigten Leiterplatten. Sie misst den Flug, entscheidet, wann Luftbremsen und Fallschirme geöffnet werden, und sendet die Daten zum Boden. Die wichtigen Sensoren sind doppelt ausgelegt: irrt sich einer, bemerkt es der andere.

Die Fluglage kommt von Beschleunigungsmessern und Kreiseln, mit den anderen Sensoren über ein Kalman-Filter verbunden. Zwei GPS-Antennen schauen in entgegengesetzte Richtungen, damit das Signal nicht verloren geht, wenn die Rakete sich dreht. Die Daten werden auch an Bord aufgezeichnet, in zwei Kopien.

Die Software wird mit der echten Elektronik getestet, verbunden mit einem Flugsimulator, hardware-in-the-loop. Auf der Startrampe wird die Elektronik von außen in fester Reihenfolge scharf gemacht: zuerst die Bergung, dann die Telemetrie, zuletzt die Zündung des Triebwerks.

Das Reglement verlangt mindestens 1 kg Nutzlast. Colombo 3 trägt drei Module im CanSat-Format, Zylinder mit 66 mm Durchmesser und 115 Höhe, direkt unter dem Nasenkonus gestapelt. Jedes Modul wiegt zwischen 300 und 350 g.

Darin steckt ein biophysikalisches Experiment, das die Arbeit von Zero-G fortsetzt: verstehen, was starke Beschleunigungen mit lebenden Zellen und Proteinkristallen machen. Die auf der Raumstation gezüchteten Kristalle zum Beispiel erleiden beim Wiedereintritt Stöße bis zu 67 g und werden dabei beschädigt.

Die Nutzlast ist mechanisch und elektrisch von der Rakete getrennt und wird mit Temperaturzyklen, Vibrationen und Zentrifuge qualifiziert.