Quelle: HPS GmbH München 31. Januar 2023.

31. Januar 2023 – Bereits in der Hitze des vergangenen Sommers liefen bei HPS in München die Vorbereitungen für die dritte Mission des innovativen Weltraumbremssegels der ADEO-N-Serie, welches sich automatisch am Ende der Mission entfaltet und „seinen“ Satelliten zum Verglühen in die Atmosphäre treibt. So vermeidet diese Technik bereits am Boden die Entstehung von neuem Weltraumschrott und macht auch Raumfahrt endlich nachhaltig.

An Bord einer Falcon 9 ist der Satellitenträger ION mit ADEO-N3 mit seiner Segelfläche von 5 qm seit dem Bilderbuchstart am 31. Januar 2023 vom Raumfahrtbahnhof Vandenberg, Kalifornien, nun auf dem Weg zum Zielorbit auf 270 bis 500 km Höhe bei 53 Grad Inklination.

Voraussichtlich Ende 2023 wird ADEO-N3 dann wie schon auf vorangegangenen Flügen – darunter auch bereits einer mit ION auf Falcon 9 – den Bremsfallschirm ausfahren und das ION Satellite Carrier Vehicle (SCV) vielfach schneller als bisher üblich rückstandslos aus dem Orbit entfernen. Mit bis dahin angesammelter Flight Heritage läutet das ausgereifte ADEO-System ein „grünes“ Raumfahrt-Zeitalter ein. Denn zumindest für europäische Missionen bzw. Missionen von Europa aus wird es dann in aller Wahrscheinlichkeit keine Starts mehr ohne Deorbit-Tech an Bord mehr geben: Der Green Deal der EU gilt dann auch für „clean-green missions“ im Raum.

Auf dem aktuellen Flug fungiert ADEO-N3 für HPS als weitere Reifebestätigung.

Was bei nominaler Mission dann hoch über der Erde passieren wird, haben D-Orbit und HPS bereits beim letzten Flug als historisches Zeugnis auf Video gebannt:

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Quelle: DLR.

19. Dezember 2022. Ausgediente Satelliten auf niedrigen Umlaufbahnen befinden sich oft Jahrzehnte im Orbit bis sie schließlich beim Widereintritt verglühen. Bremssegel bieten die Möglichkeit die Entsorgung solch ausgedienter Satelliten wesentlich zu beschleunigen. Ein erster Test ist nun mit einem Satelliten des italienischen Dienstleisters D-Orbit gelungen: Mit Hilfe des vom Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mitentwickelten autonomen Bremssegels ADEO des Raumfahrtunternehmens HPS, bremste der Satellit in kürzester Zeit durch die dünne Restatmosphäre der Erde, um dann in die dichtere Erdatmosphäre einzutreten. Dort wird er in den nächsten Monaten rückstandslos verglühen.

Große Oberfläche gleich große Bremswirkung

Raumfahrzeuge sind auf niedrigen Umlaufbahnen der Reibung durch die Restatmosphäre ausgesetzt. Ohne Bahnkorrekturen erfolgt eine langsame Abbremsung auf immer tiefere Bahnen, bis es zum Wiedereintritt kommt. Bremssegel nutzen diesen Effekt, um mit einer größeren Oberfläche eine größere Bremswirkung und damit ein deutlich schnelles Absinken zu erzeugen. Für die niedrigen Umlaufbahnen bis etwa in 800 Kilometer Höhe können mitgeführte Bremssegel zukünftig eine unkontrollierte Verschmutzung des Weltraums durch neue Schrott- und Kollisionstrümmer verhindern. Darüber hinaus tragen solche Segel dazu bei, die Betriebszeit eines Satelliten zu verlängern. Denn für die Entfaltung und den folgenden passiven Abstieg wird kein Antrieb benötigt.

Systemkompetenz bei Weltraumsegeln

Seit vielen Jahren entwickelt das DLR zusammen mit der Münchener Firma HPS Widerstandssegel im Rahmen verschiedener ESA-Projekte. Zuletzt wurde das ADEO-Segel beim Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen getestet und für den Weltraumeinsatz qualifiziert. Das getestete Modell hat ein Gewicht von 800 Gramm, einem Packmaß von 10 Kubikzentimetern und eine entfaltete Segelfläche von 3,6 Quadratmetern. Die Qualifikation umfasste Vibrations-, Schock– und Thermal-Vakuum-Tests. Das Segel wurde dabei mehrmals in einer Thermal-Vakuum-Kammer entfaltet, um nachzuweisen, dass dies auch unter Weltraumbedingungen funktioniert und es die hohen Lasten beim Start übersteht. Nun bestätigten sich die Tests mit der erfolgreichen Entfaltung des ADEO-Bremssegels im Weltall auf der Mission WILD RIDE.

Nach diesem ersten Erfolg arbeiten bereits mehrere DLR-Institute gemeinsam mit HPS an weiteren Verbesserungen des Systems. Ein Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung und Qualifikation von wenig reflektierendem robustem Segelmaterial. Hierzu führt das DLR beispielsweise spezielle Bestrahlungstests durch. Weiterhin wird das 25 Quadratmeter große Nachfolgemodell ADEO-L derzeit mit im DLR entwickelten ausrollbaren Masten aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) zusammengebaut. Weitere Tests in Bremen folgen. Mitte 2023 soll dann auch ADEO-L seine erste Mission in den Weltraum gehen.

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Quelle: HPS.

Dezember 2022. Seit nunmehr 16 Monaten umkreist ein ION-Satellitenträger des italienischen Dienstleisters für unbemannten Raumtransport D-Orbit die Erde im niedrigen Orbit. Gestartet von einer Falcon 9 am 30. Juni 2021, hat er nach dem Missionsstart der Hightech-Passagiere aus elf Ländern nur noch eine letzte Aufgabe: mit Hilfe des autonomen Bremssegels ADEO des Münchner Raumfahrtunternehmens HPS in kürzester Zeit sanft wie auf „Engelsflügeln“ an den Rand der Erdatmosphäre zu segeln um dort rückstandslos zu verglühen. 

Das Testmodell ist die kleinste Variante der ADEO-Produktfamilie mit einem Gewicht von 800 Gramm, einem Packmaß von 10x10x10 cm und einer entfalteten Segelfläche von 3,6 Quadratmetern. Diese Mission von ADEO „Show me your Wings“ ist nun der letzte Proof-of-Concept in einer Serie, die auch einen ersten Flug mit der Electron von Rocket Lab im Jahr 2018 und mehrere Parabelflüge von 2019 bis 2022 umfasste.

Nach dem Ende der nominalen ION-Mission namens „Wild Ride“ entfaltete sich jetzt das ADEO-Bremssegel erstmals vor den „Augen“ der integrierten Kamera und leitete sofort den Sinkflug („Deorbit“) ein. ADEO schließt den Deorbit viele Jahre schneller ab als die derzeit noch weit verbreiteten „ungebremsten“ Satelliten und räumt seine Betriebsposition im Orbit entsprechend früher für einen neuen Satelliten, was auch eine unkontrollierte Verschmutzung des Weltraums durch Kollisionstrümmer verhindert. Darüber hinaus trägt ADEO dazu bei, die Betriebszeit des Satelliten zu verlängern, da das Segel den Abstieg auch dann noch bewältigt, wenn der Satellit keinen Strom und keinen Antrieb mehr haben sollte.

Die für das Deorbiting benötigte Zeit wird bei dieser Mission übrigens genau gemessen, so dass sie für eine eventuell notwendige Neukalibrierung des HPS-Deorbit-Timers verwendet werden kann. Es handelt sich um ein weltweit einzigartiges Berechnungsprogramm zur Vorhersage der Deorbit-Zeiten aller möglichen Satelliten mit und ohne ADEO-Bremssegel. Die theoretisch entwickelten mathematischen Algorithmen des Rechners werden dabei durch empirisch gewonnene Daten aus dem Feld differentiell verfeinert. Der ADEO Deorbit Timer ist ein wertvoller Service für HPS-Kunden aus aller Welt.

Die Serienproduktion der ADEO-Versionen für alle Satellitenklassen mit Flughöhen unter 900 Kilometern ist bei HPS in München und Bukarest (Rumänien) in vollem Gange. Erste Unternehmen wie das NewSpace-Startup Reflex Aerospace (Berlin und München) haben bereits Absichtserklärungen für die Ausstattung ihrer gesamten zukünftigen Satellitenflotte mit ADEO unterzeichnet oder angekündigt, dies in Kürze zu tun. Andere wiederum, wie die Berliner BST, integrieren ADEO als Standardoption in ihre Angebote an Kunden. Ein zusätzlicher Nachfrageschub wurde im Herbst 2022 durch die Ankündigung der internationalen Politik ausgelöst, die Deorbit-Zeiten der Satelliten aufgrund der extrem gestiegenen Nutzungsdichte auf allen Orbits drastisch auf 5 Jahre zu verkürzen und eine entsprechende Zusatzausrüstung gesetzlich vorzuschreiben.

Der extrem scharfe Bildbeweis für die erfolgreiche Entfaltung eröffnet nun ein neues Kapitel in der Geschichte von HPS, dazu sagt HPS-CEO Ernst K. Pfeiffer: „Und wieder konnte ein neues Kapitel eines programmatischen Erfolgs geschrieben werden, welches nur durch vertrauensvolle Partnerschaften der Raumfahrt möglich ist: Forschung und Entwicklung mit Instituten (wie das Fraunhofer Institut in Freiburg und das DLR in Bremen) im Früh- und Entwicklungsstadium, finanzielle Förderung durch den bayerischen Staat, die deutsche Raumfahrtagentur, die ESA (GSTP Programm), die extrem engagierten Mitarbeitern meines NewSpace Teams und schließlich mit den Menschen der Systemfirmen, wie D-Orbit, die schlussendlich, das für unser nächstes Kapitel wichtige Bild des entfalteten Segels möglich gemacht haben. Ein großer Schritt für HPS, ein weiterer Schritt für eine nachhaltige Raumfahrt.“

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Quelle: UNIO Enterprise 5. September 2022.

Hauptaugenmerk auf Konnektivität für den Mobilitätssektor
Wie China und die USA braucht ein unabhängiges Europa seine eigene sichere Kommunikationskonstellation im Weltraum. Stichworte aus dem Leistungskatalog für kommerzielle Dienste sind hier „autonomes Fahren“ und das „Internet der Dinge“; institutionelle Anwendungen reichen von der zivilen bis zur militärischen Nutzung. Im Rahmen einer EU-Studie hat das europäische UNIO-Konsortium unter anderem das Innovationspotenzial des europäischen NewSpace-Sektors für das Großprojekt beleuchtet. Kern dieses NewSpace-Ansatzes ist das Prinzip, ein Gesamtkonzept aus mehreren Teilkonstellationen für jeweils spezifische kommerzielle Anwendungsbereiche zu realisieren. In ihrer Gesamtheit ergeben sie eine Metakonstellation mit ausreichender Kapazität für sichere private wie staatliche Anwendungen, und dies zu äußerst konkurrenzfähigen Preisen. Ziel ist dabei, den Nutzern die gewünschte Leistung, nicht aber dem Steuerzahler die ganze Technik zu verkaufen. Zur Bündelung aller dafür notwendigen Fähigkeiten unter einem Dach haben die drei bisherigen Kernunternehmen der UNIO-Konstellation – Startdienstanbieter Isar Aerospace, Laserspezialist Mynaric und Satellitenhersteller Reflex Aerospace – zusammen mit ihrem neuen Partner SES S.A. nun das zentrale europäische Betriebs- und Systemhaus UNIO Enterprise GmbH mit Sitz in München gegründet. Dahinter steht zudem das größte Innovationspotenzial des Netzwerks aus Startups und kleinen wie mittelständischen Raumfahrtunternehmen Europas.

UNIO Enterprise: kommerziell, wettbewerbsfähig, schnell und nachhaltig
Zentraler Ansatzpunkt für das revolutionäre Angebot von UNIO Enterprise an Europas Wirtschaft und Institutionen: kommerzielle Satcom-Dienste des Mobilitätssektors zu Lande, zu Wasser und in der Luft. Allein im Automobilbereich Europas soll das Marktvolumen hier bis 2030 auf über 14 Milliarden Euro anwachsen – und nur eine eigene europäische Lösung kann die Datensicherheit und den unabhängigen Betrieb für europäische Nutzer gewährleisten. „Den Wert der Initiative der Europäischen Kommission kann man gar nicht überschätzen – einerseits für die Sicherheit und die wirtschaftliche Entwicklungsfähigkeit des Kontinents, andererseits für die Bildung eines dringend gebotenen neuen Ecosystems der Raumfahrtindustrie unter starker Einbindung des Innovationspotenzials von Startups und KMU; dafür formuliert die EU-Kommission analog zu den Prioritäten auch der deutschen Politik sogar Garantien“, sagt Mitgründer Chris Lindener. „Für die Realisierung setzen wir nachdrücklich auf das Prinzip Wettbewerb als Gegenentwurf zu jeder Art von Monopolbeauftragung. Am Anfang ein wenig in den Wettbewerb investieren spart am Ende ein Vielfaches an Gesamtkosten“. UNIO Enterprise legt Tempo vor: Bereits 2023/24 steht eine erste Demonstrationsmission zweier Satelliten an, gefolgt vom Aufbau der geplanten Infrastruktur ab 2025. Durch die erstmalige serienmäßige Ausrüstung aller Satelliten einer Konstellation weltweit mit dem neuen Deorbit-Segelsystem ADEO aus dem Hause HPS, München vermeidet UNIO zudem die Bildung von Weltraumschrott schon auf der Erde, bevor er überhaupt im All entstehen kann. Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit des Ganzen ist dabei der bewährte NewSpace-Hebel der Vertikalisierung.

Gründungsunternehmen bündeln Know-how
Mit Mynaric, Isar Aerospace, Reflex Aerospace und SES als Gründungsunternehmen verfügt UNIO Enterprise über umfangreiches Know-how, um den Markt zu adressieren. Ein Beirat mit Vertretern der einzelnen Unternehmen wird UNIO Enterprise außerdem mit einschlägigem Fachwissen unterstützen. Der Vorsitzende des Beirats, Bülent Altan, kommentiert: „UNIO wird letztendlich durch Einbeziehung des privaten Sektors Hunderte von Millionen Euro an Entlastung für den staatlichen Auftraggeber und den Steuerzahler bringen. Das sollte Gold wert sein, besonders in diesen Zeiten.“ Altan gehörte zu den ersten Mitarbeitern von SpaceX und leitete als Vice President für Satellite Mission Assurance Teams, die für die Avionik, Steuerung und Kontrolle der ersten Dragon-Kapseln und Falcon-Raketen sowie für die Auslieferung der ersten Starlink-Prototypsatelliten verantwortlich waren. Außerdem war er bei Airbus für Innovation und digitale Transformation zuständig; heute agiert er im Finanzbereich als Partner der Risikokapitalgesellschaft Alpine Space Ventures. Mit SES unterstützt Europas führendes großes kommerzielles Raumfahrtunternehmen nun auch das UNIO-Konzept. Dr. Xavier Bertran, Mitglied des Beirats und Senior Vice President EU Programmes von SES, weltweit führender Satellitenbetreiber und Anbieter von Konnektivitätslösungen mit Sitz in Europa, sagte: „Wir beim SES sind begeistert, Teil eines gleichgesinnten Joint Ventures wie UNIO zu sein, welches sich Innovation auf die Fahnen geschrieben hat und mit uns einen neuen Wachstumsbereich mit dem Automobilsektor anvisiert. Die Innovation von Technologien zum Ausbau unseres Geschäfts ist ein wesentlicher Bestandteil der DNA von SES. Die Investition in NewSpace ist auch Teil unserer Ambitionen, die Nutzung der Satellitenkommunikation in Europa und weltweit für neue mobile Anwendungen zu revolutionieren und für die Gesellschaft eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen.“ Dafür wird derzeit auch das Führungsteam mit Hochdruck ausgebaut, die ersten Finanzierungsrunden sind schon erfolgreich absolviert.

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• UNIO – EU Konstellation
• Großkonstellationen

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