Bei der Weltraumforschung gilt nicht immer das Motto „keep it simple“! Satelliten, Raumfahrzeuge, Teleskope und die vielen anderen Technologien, die es dem Menschen ermöglichen, das Universum zu studieren und zu erforschen, sind größtenteils das Ergebnis hochtechnischer und komplexer Ingenieursleistungen. Aber manchmal sind es die einfachsten Ideen, die die innovativsten Lösungen bieten.
Dies gilt insbesondere für die heutigen Raumfahrtagenturen, denen es darum geht, Kosten zu senken und die Zugänglichkeit zum Weltraum zu verbessern. Ein gutes Beispiel ist das Antriebssystem Fenix, ein Vorschlag des italienischen Technologieunternehmens D-Bahn . Im Rahmen der letztjährigen Weltraumforschungsmeister , dieser stiftgroße Booster wird es CubeSats ermöglichen, im Weltraum zu manövrieren und mehr zu erreichen.
Die Space Exploration Masters, die 2017 von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) initiiert wurden, sollen weltraumbasierte Innovationen fördern und Möglichkeiten für die kommerzielle Entwicklung bieten. Als solcher ist dieser jährliche Wettbewerb zu einem zentralen Punkt bei der Umsetzung der ESA-Weltraumforschung Strategie. Für ihre Bewerbung letztes Jahr , D-Orbit wurde gemeinsam mit dem Preis der ESA und der Space Application Services ausgezeichnet.
Das Fenix-Antriebssystem, wie es auf einem CubeSat verbaut wäre. Bildnachweis: D-Orbit
Der Triebwerksprototyp selbst misst nur 10 cm lang und 2 cm breit (~4 x 0,8 Zoll) und enthält Festtreibstoff, der durch ein einfaches elektrisches Zündsystem ausgelöst wird. Die Booster sind so konzipiert, dass sie an jeder Ecke eines 10 x 10 x 10 cm großen CubeSats platziert werden können oder für zusätzlichen Schub verdoppelt werden können. Dank ihres geringen Gewichtes und ihrer kompakten Größe nehmen sie nicht viel Platz in den Instrumenten ein oder tragen erheblich zum Gewicht eines CubeSat bei.
Derzeit werden CubeSats direkt im Weltraum eingesetzt, verlassen die Umlaufbahn am Ende ihrer Missionen und haben keine Möglichkeit, ihre Umlaufbahn zu ändern. Aber mit diesem einfachen Triebwerk mit chemischen Treibmitteln könnten CubeSats über längere Zeiträume funktionieren und kompliziertere Missionen übernehmen. Wenn sie beispielsweise im Orbit manövrieren können, können sie den Mond und Asteroiden aus verschiedenen Blickwinkeln untersuchen.
Darüber hinaus werden Booster es CubeSats ermöglichen, sich nach Abschluss ihrer Missionen selbst aus der Umlaufbahn zu entfernen, wodurch die Bedrohung durch Weltraummüll verringert wird. Laut aktueller Bericht von dem Büro für Weltraummüll Bei der Europäisches Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) umkreisten Ende 2017 schätzungsweise 19.894 Stück Weltraumschrott unseren Planeten mit einer Gesamtmasse von mindestens 8135 Tonnen (8967 US-Tonnen). Dieses Problem wird voraussichtlich nur noch schlimmer.
Schätzungen zufolge wird der Markt für Kleinsatelliten in den nächsten zehn Jahren um 5,3 Milliarden US-Dollar wachsen (laut Space Works und Eurostat), und viele private Unternehmen wollen regelmäßige Startdienste anbieten, um diesem Wachstum gerecht zu werden. Daher wird ein Antriebssystem, das nicht nur Möglichkeiten bietet, mit CubeSats mehr zu erreichen, sondern auch das Problem des Weltraummülls nicht verstärkt, sehr gefragt sein.
Künstlerische Darstellung einer Serie von CubeSats, die die Erde umkreisen. Bildnachweis: ESA/Medialab
Zusätzlich zum ESA- und Space Application Services-Preis gewann D-Orbit ein Vier-Monats-Ticket zum Testen seines Prototyps auf dem neu installierte ICE-Cubes-Anlage , das sich im Columbus-Modul an Bord der Internationalen Raumstation befindet. Diese Einrichtung ist das erste europäische kommerzielle Forschungszentrum, das an Bord der ISS betrieben wird, und das D-Orbit-Team wird den sicheren Zündmechanismus des Boosters in einem ICE-Würfel-Experiment testen.
Dieses Experiment, bei dem das eigentliche Antriebssystem nicht gezündet wird, wird dazu beitragen, dass der Booster im Weltraum sicher und effektiv arbeiten kann. Sensoren und Kameras zeichnen die Funken auf, die durch einen elektrischen Impuls ausgelöst werden, während sich das Team auf das dedizierte Kontrollzentrum der ICE Cubes-Anlage verlässt, um ihnen Fernbeobachtungsmöglichkeiten vom Boden aus bereitzustellen.
Die Fenix-Booster sollen Ende nächsten Jahres für die ISS starten, und wenn sie erfolgreich sind, wird D-Orbit wahrscheinlich die Erlaubnis erhalten, ihr Antriebssystem im Weltraum zu testen. Und wenn alles gut geht, werden künftige Generationen von CubeSats – die den Low Earth Orbit (LEO) bereits privaten Unternehmen und Forschungsinstituten zugänglich gemacht haben – in der Lage sein, weit mehr Aufgaben im Orbit zu erfüllen.
Für die diesjährigen Space Exploration Masters kooperiert die ESA mit der Weltgesundheitsorganisation der Vereinten Nationen (WHO) Gesundheit und Ernährung ansprechen. Für die Hauptherausforderung werden die Teilnehmer damit beauftragt, Anwendungen zu entwickeln, die nahrhafte Nahrung und Ernährungssicherheit sowohl auf dem Planeten als auch außerhalb des Planeten fördern. Neben anderen Herausforderungen sucht das diesjährige SEM auch nach Ideen, die Missionen nachhaltiger machen und neue Möglichkeiten für die Nutzung zukünftiger Raumfahrzeuge.
Weitere Informationen zu den diesjährigen Space Exploration Masters finden Sie im ESA-Website-Seite .
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