Die Welt verbinden – ein Kommunikationssatellit nach dem anderen!

13.09.2018
Reflektorgewirk Urheberrecht: ITA

Mikroskopieaufnahme eines am ITA hergestellten Reflektorgewirks, Quelle: ITA 

 

Das Institut für Textiltechnik Aachen (ITA) der RWTH Aachen University hat erfolgreich ein Forschungsprogramm für Luft- und Raumfahrttechnik ins Leben gerufen. Das Team des ITAs konzentriert sich auf die kostengünstige Entwicklung und Fertigung hochwertiger Lösungen für Triebwerkskomponenten, Flugzeugteile und Metall-Verbundwerkstoffen für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Bis jetzt hat das Team diese Forschung im Rahmen von sechs EU-, internationalen und öffentlich finanzierten Projekten durchgeführt. Die neueste Entwicklungsinitiative für Raumfahrtsysteme des ITA startet nun mit dem neuen Space-R-eflektor-Projekt.

Im Rahmen dieser Initiative werden das ITA und sein Partner Large Space Structures GmbH (LSS) mit Sitz in München ein neues System für einen Kommunikationssatelliten entwickeln. Die Rolle des ITA wird sich in erster Linie auf die Entwicklung der Reflektor-Oberflächen-Netzstruktur konzentrieren, die das Herzstück dieses neuen Systems bildet. Die hohen Bandbreiten- und Übertragungsanforderungen durch den steigenden Internetkonsum erfordern hochentwickelte Satellitenreflektoren.

Dynamische geopolitische Szenarien beeinflussen die Technologiepolitik, insbesondere die Kommunikationspolitik, in den Regionen, in denen Telekommunikationsanbieter Kommunikations-Satellitendienste anbieten dürfen. So ist beispielsweise für sicherheitssensible Regionen wie Syrien und die angrenzenden Regionen eine flächendeckende Telekommunikation erforderlich. Dies kann entweder durch den Start eines dedizierten Satelliten für die Region oder durch die Verwendung der vom ITA vorgeschlagenen Technologie zur Bereitstellung einer formveränderlichen Reflektoroberfläche erreicht werden. Ein solcher Reflektor kann, basierend auf den Anforderungen der Betriebsmission, individuell an eine bestimmte Region angepasst werden.

Um den Durchmesser eines Reflektors von bis zu 30 Metern und die maximale Transportgröße von 4,5 Metern in Einklang zu bringen, müssen die Reflektoren je nach Einsatzanforderung faltbar sein. Die zu entwickelnden Reflektoren übertragen hohe Betriebsfrequenzen von und zur Erde. Abhängig von den Anforderungen der Mission, werden diese individuell anpassbaren Satelliten dazu führen, dass die Gesamtzahl der Satelliteneinsätze und damit die Betriebskosten für den Endkunden um bis zu 20 % reduziert werden.

Um diese Satellitenreflektoroberflächen der nächsten Generation herzustellen, wird ein textiltechnologischer Ansatz verfolgt. Der Ansatz des ITA verknüpft Design- und Fertigungstechniken, die mit fortschrittlichen Materialien kombiniert werden, die bisher in diesem Zusammenhang noch nicht erforscht wurden. Eine Kombination von Hochleistungsmaterialien wie vergoldetem Wolfram, Poly-Ether-Ether-Keton (PEEK), Aramid, etc. wird für die Herstellung der Reflektoren untersucht.

Unsere Partnerfirma LSS bringt ihre Expertise im Bereich Design und Satellitenstrukturentwicklung in dieses Projekt ein. LSS konzentriert sich auf die Entwicklung von großen, einsetzbaren Weltraumreflektoren und anderen großräumigen Leichtbaustrukturen sowie im Orbit mechanisch rekonfigurierbaren Reflektoren. Während sich das ITA auf die Herstellung der Netzstruktur für den Antennenreflektor fokussiert, wird LSS dazu beitragen, eine funktionale Oberfläche für den Reflektor zu entwickeln.

Ziel ist es, die Entwicklung und Produktion dieser Reflektoren sowie mechanische und elektrische Vorversuche im Rahmen des Space-R-eflector-Projekts durchzuführen. Das Projekt "Space-R-eflector" hat im Oktober 2018 begonnen und wird im März 2021 fertig gestellt. Die ersten weltraumkompatiblen und die startbereiten Prototypen werden voraussichtlich ab 2023 verfügbar sein.

Um die Position Deutschlands im Bereich der globalen Digitalisierung zu stärken, konzentrieren sich das ITA und seine Partner auf die Entwicklung modernster Lösungen für die weltweite Telekommunikations- und Raumfahrtindustrie. Das ITA erforscht seit 2014 Textilreflektoren im Rahmen des von der ESA geförderten Projekts "Ultralight Reflector Mesh Material for Very Large Reflector Antennas". Das ITA leitet derzeit den Forschungsbereich der Hochfrequenz-Reflektorantennensysteme, der einen Weg für die Entwicklung modernster Satellitenreflektoren der nächsten Generation bietet.

"Wir freuen uns, dass unsere wissenschaftliche Arbeit europäischen Herstellern helfen wird, mit fortschrittlichen Technologien auf dem globalen Raumfahrtmarkt zu konkurrieren. Wir bieten auf der Grundlage von „Made in Germany" innovative Satellitenreflektorprodukte für den globalen Verbrauch an", erläutert ITA-Institutsleiter Professor Dr. Thomas Gries.