Quelle: DLR 17. Januar 2024.

24. Januar 2024 – Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR hat das Berliner Unternehmen Exolaunch mit dem Startdienstleistungs-„Paket“ für die insgesamt zwölf Gewinner des Kleinsatelliten- und des Kleinsatellitennutzlast-Wettbewerbs beauftragt.

Der Auftrag umfasst insbesondere die Beschaffung von Starts auf Kleinträgern, die Koordinierung der gesamten Startkampagne, die Beschaffung von Kleinsatelliten für die Nutzlasten aus dem Wettbewerb sowie die Bereitstellung relevanter technischer Leitlinien und Peripherien für Satelliten- und Nutzlasthersteller. Darüber hinaus wird Exolaunch Qualifizierungstests, Kompatibilitätsanalysen und die Fertigung beaufsichtigen.

Europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen konnten sich 2023 mit Vorschlägen für Kleinsatelliten oder Nutzlasten bei der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR bewerben. Die Gewinner erhalten eine kostenlose Kleinsatellitenplattform für ihre Nutzlasten sowie eine kostenlose Startmöglichkeit auf einem europäischen Kleinträger (Mikrolauncher) im Jahr 2025.

Schwerpunkte: Raumfahrt, New Space, Start-ups, KMU-Förderung.

Kleinsatelliten sind vielseitig und flexibel einsetzbar – für Telekommunikationsdienste, Erdbeobachtung und Klimaforschung oder die Erprobung neuer Technologien im Weltraum. Sie können in größeren Stückzahlen und damit kostengünstiger und schneller als herkömmliche Satelliten hergestellt werden und eröffnen vielfältige neue Möglichkeiten für kommerzielle Dienste und die Wissenschaft. Vor diesem Hintergrund hat die deutsche Bundesregierung die Kleinsatelliteninitiative ins Leben gerufen. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR steuert im Auftrag und mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft- und Klimaschutz diese Initiative und ihre Wettbewerbe.

„Der Wettbewerb kommt insbesondere Start-ups und KMU zu Gute und setzt damit auch den wichtigen Schwerpunkt New Space der Raumfahrtstrategie in die Tat um. Wir sehen die Wettbewerbe als Katalysator und Wegbereiter für die Kommerzialisierung von Raumfahrtaktivitäten in Deutschland und Europa“, sagt Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Mit der Beauftragung der Exolaunch GmbH gehen wir nun den nächsten wichtigen Schritt Richtung Start.“

Das Vertragsvolumen an die Exolaunch GmbH umfasst knapp 18 Millionen Euro. Das in Berlin ansässige Unternehmen ist nach eigenen Angaben für mehr als achtzig Prozent der Starts von Kleinsatelliten in Deutschland in den letzten zehn Jahren verantwortlich und hat bereits mehrere vom DLR geförderte Missionen gestartet. Der aktuelle Auftrag umfasst insbesondere die Beschaffung von Starts auf Kleinträgern, die Koordinierung der gesamten Startkampagne, die Beschaffung von Kleinsatelliten für die Nutzlasten aus dem Wettbewerb sowie die Bereitstellung relevanter technischer Leitlinien und Peripherien für Satelliten- und Nutzlasthersteller. Darüber hinaus wird Exolaunch Qualifizierungstests, Kompatibilitätsanalysen und die Fertigung beaufsichtigen.

Europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen konnten sich 2023 mit Vorschlägen für Kleinsatelliten oder Nutzlasten bei der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR bewerben. Die Gewinner erhalten eine kostenlose Kleinsatellitenplattform für ihre Nutzlasten sowie eine kostenlose Startmöglichkeit auf einem europäischen Kleinträger (Mikrolauncher) im Jahr 2025.

Die Gewinner des Kleinsatelliten- und des Kleinsatelliten-Nutzlast-Wettbewerbs wurden am 23. November 2023 im Rahmen der zweiten nationalen Kleinsatellitenkonferenz in Berlin gekürt.

Folgende fünf deutsche Unternehmen gewannen den Kleinsatellitenwettbewerb und erhalten eine Startmöglichkeit auf einem europäischen Mikrolauncher:

• OroraTech GmbH: Das Unternehmen stellt acht Kleinstsatelliten in Formation zur Beobachtung von Waldbränden mithilfe von Infrarot-Kamera im Ein-Stunden-Takt.
• TALOS GmbH: Das Start-up-Unternehmen stellt fünf Kleinstsatelliten zur Verfolgung von Wild- und Nutztieren im Rahmen des ICARUS-Projekts her.
• Planetary Transportation Systems GmbH: Das Start-up-Unternehmen stellt drei Kleinstsatelliten zur Klassifizierung und Prozessierung von Erdbeobachtungsdaten im All mithilfe von Quantentechnologie her.
• Rapid Cubes GmbH: Das Unternehmen nutzt vier Kleinstsatelliten zur Erprobung bi-direktionaler Datenkommunikation für Internet-of-Things-Anwendungen im Arten- und Naturschutz.
• Vyoma GmbH: Das Start-up-Unternehmen startet einen Kleinsatelliten zur optischen Überwachung von Weltraummüll in der Größe einiger Zentimeter.

Folgende sieben Unternehmen gewannen den Kleinsatelliten-Nutzlastwettbewerb und erhalten eine Kleinsatellitenplattform und eine Startmöglichkeit auf einem europäischen Mikrolauncher:

• Marble Imaging GmbH: Durch eine Multispektral-Kamera sollen Erdbeobachtungsdaten mit einer hohen Auflösung generiert werden.
• Berlin Space Consortium GmbH: Die Qualifikation eines elektrischen Antriebssystems für Kleinsatelliten für Bahnmanöver sowie zur Weltraumschrottvorbeugung.
• High Performance Space Structure Systems GmbH: Das Unternehmen demonstriert eine Entwicklungserprobung in Form eines Bremssegels, um nach Missionsende einen Kleinsatelliten wiedereintreten zu lassen und Weltraumschrott vorzubeugen.
• InSpacePropulsion Technologies GmbH: Die Qualifikation von zwei chemischen Antriebssystemen mit grünem Treibstoff für Kleinsatelliten für Rendezvous-Manöver sowie zum Ausweichen von Weltraumschrott.
• Airbus Defence and Space GmbH: Das Unternehmen erprobt ein elektrisches Antriebssystem für Kleinsatelliten, des alternative Kraftstoffe verwendet – in diesem Falle Iod.
• Quantum Galactics GmbH: Das Start-up-Unternehmen führt eine Entwicklungserprobung eines Cybersicherheit-Testsystems durch, um den Ausfall eines Satelliten durch Hacker-Angriffe zu verhindern.
• Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (iABG): Das Unternehmen entwickelt eine KI-Nutzlast, die die Ausfallsicherheit von KI-Modellen direkt am Sensor beziehungsweise am Satelliten gewährleistet.

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Quelle: DLR 23. November 2023.

23. November 2023 – Kleinsatelliten, also Satelliten mit einem Gewicht bis zu 500 Kilogramm, gelten als ein wesentlicher Motor und Baustein für künftige Raumfahrtaktivitäten, insbesondere mit Blick auf die weitere Kommerzialisierung. Sie sind vielfältig und flexibel für unterschiedlichste weltraumbasierte Anwendungen und Dienstleistungen einsetzbar – von der Telekommunikation über Erdbeobachtung und Klimaforschung bis hin zur Erprobung neuer Technologien im All. Kleinsatelliten können in größeren Stückzahlen und damit günstiger und schneller als herkömmliche Satelliten produziert werden und eröffnen vielfältige neue Möglichkeiten für kommerzielle Dienste und Wissenschaft.

Am 23. November 2023 hat die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR im Rahmen der zweiten nationalen Kleinsatellitenkonferenz in Berlin die Gewinnerinnen und Gewinner der drei zum Thema passenden Wettbewerben gekürt: dem Mikrolauncher-Nutzlast-Wettbewerb, dem Kleinsatelliten-Wettbewerb und dem Kleinsatelliten-Nutzlast-Wettbewerb. Die Luft- und Raumfahrtkoordinatorin der Bundesregierung, Dr. Anna Christmann MdB, überreichte die Urkunden. Sie betont: „Ich freue mich sehr, dass wir mit dieser Initiative den Aufbau von Transportkapazitäten in den Weltraum, der Entwicklung kleiner Satelliten für wissenschaftliche Missionen und die Erprobung neuer Technologien unterstützen können. Der Wettbewerb kommt insbesondere Start-Ups und KMU zu Gute und setzt damit auch den wichtigen Schwerpunkt New Space der Raumfahrtstrategie in die Tat um.“ Auch die enge Zusammenarbeit von Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit der Wirtschaft sei ganz im Sinne der kürzlich aktualisierten Raumfahrtstrategie der Bundesregierung. „Wir sehen diese Wettbewerbe als Katalysator und Wegbereiter für die Kommerzialisierung von Raumfahrtaktivitäten in Deutschland und Europa“, ergänzt Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Nutzlasten für den zweiten Mikrolauncher-Start stehen fest
Rückblick: Am 20. Juni 2022 startete die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR die zweite Wettbewerbsrunde des sogenannten Mikrolauncher-Nutzlast-Wettbewerbs für einen kostenlosen Mitflug von Kleinsatelliten auf in Deutschland entwickelten und gebauten Kleinträgern. „Diesmal ging es um geeignete Klein- und Kleinstsatelliten für den zweiten Start des Mikrolaunchers RFA One der Rocket Factory Augsburg. Die Bewerbungsfrist endete am 30. April 2023, die Auswahl der Gewinner erfolgte bis zum 30. Juni 2023. Institutionen aus Deutschland, Bulgarien, Spanien und Polen konnten sich dabei mit insgesamt acht Kleinsatelliten durchsetzen“, schildert DLR-Projektleiter Andres Lüdeke. Der Nutzlast-Wettbewerb ist eingebettet in den Mikrolauncher-Wettbewerb der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Die deutschen Start-Ups Isar Aerospace Technologies GmbH (Trägerrakete Spectrum), Rocket Factory Augsburg AG (RFA One) sowie die HyImpulse Technologies GmbH (SL1) konnten sich in verschiedenen Phasen des Mikrolauncher-Wettbewerbs durchsetzen. Die beiden Raketen Spectrum und RFA One wurden für die Durchführung der insgesamt vier Missionen ausgewählt. Sie sind mit nur 28 beziehungsweise 30 Metern Länge und zwei Metern Durchmesser auf den Transport von Nutzlasten bis zu 1,3 Tonnen Gewicht ausgelegt und eignen sich damit ideal für den Start von Kleinsatelliten.

Die Gewinner der zweiten Mitfluggelegenheit auf dem RFA One-Träger auf einen Blick:
DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum: Das Team möchte die „Selbstorganisation“ von Strukturen untersuchen, die von aktiven, selbstangetriebenen Mikro-Organismen, sogenannten Mikroschwimmern, gebildet werden, sowie die Langzeitstabilität dieser Aggregate unter Mikrogravitationsbedingungen.

DLR-Institut für Systemleichtbau: Das Hauptziel der Mission ist die Demonstration des erfolgreichen Aus- und Einfahrens des sogenannten „SpaceMast“- Kameramastes und damit der Basistechnologie des „SpaceMast“-Systems im Orbit. Dies soll von einer externen Kamera aufgenommen werden. Weiterhin soll die Kamerafunktionalität, ähnlich einem „Selfie-Stick“ im Weltraum, demonstriert werden.

Hochschule Bremen: Das primäre Missionsziel ist die Messung mechanischer Störungen in der Umlaufbahn mit dem entwickelten Messsystem und die Unterdrückung ihrer Auswirkungen auf die Satellitenbilder.

Technische Universität München – WARR e.V.: Die Aufgabe von MOVE-BEYOND besteht darin, das Allzweck-Bussystem MOVE-BEYOND zu testen. Das Bussystem basiert auf einem neuen skalierbaren und flexiblen Ansatz, um Nutzlasten unterschiedlicher Art aufnehmen zu können.

Vyoma GmbH: Die Überwachung und Verfolgung von Weltraummüll und Objekten mit Abmessungen größer als zehn Zentimeter. Weiterhin soll ein eigener, hochpräziser Katalog von Weltraummüll und -objekten für den niedrigen Erdorbit aufgebaut und bestehende Kataloge in allen Orbitregionen verbessert werden.

Warsaw University of Technology (Polen): Technologiedemonstration eines kundenspezifischen Butan-Warmgas-Antriebs und der Lageregelungsalgorithmen.

Endurosat (Bulgarien): Eine Technologieerprobungsmission (16U-Plattform) mit hochmoderner neuer Avionik, neuem Stromversorgungssystem und Nutzlastcomputer für die Verarbeitung an Bord sowie neuartigen Kommunikationssystemen an Bord der Plattform.

Universitat Politècnica de Catalunya (Spanien): 3Cat-8 ist eine wissenschaftliche Mission zur Überwachung und Charakterisierung ionosphärischer Szintillation, also der Aussendung von Licht aus einem (durch Strahlungsenergie) angeregten Körper, sowie zur Überwachung von Radiofrequenz-Emissionen im sogenannten L- und K-Band.

Kleinsatelliten-Wettbewerb
Im Juli 2023 startete die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR dann den Kleinsatelliten-Wettbewerb und den Kleinsatelliten-Nutzlastwettbewerb. Der Kleinsatelliten-Wettbewerb zielt darauf ab, dass Organisationen, seien es Unternehmen, Bildungs- oder Forschungsinstitute, mit einen Kleinsatelliten inklusive einer Nutzlast eine kostenfreie Startmöglichkeit auf einem Mikrolauncher für das Jahr 2025 erhalten.

Folgende fünf deutsche Unternehmen gehören zu den Gewinnern dieses Wettbewerbs:
OroraTech GmbH: Das Unternehmen stellt acht Kleinstsatelliten in Formation zur Beobachtung von Waldbränden mithilfe von Infrarot-Kamera im Ein-Stunden-Takt.

TALOS GmbH: Das Startup-Unternehmen stellt fünf Kleinstsatelliten zur Verfolgung von Wild- und Nutztieren im Rahmen des ICARUS-Projekts her.

Planetary Transportation Systems GmbH: Das Startup-Unternehmen stellt drei Kleinstsatelliten zur Klassifizierung und Prozessierung von Erdbeobachtungsdaten im All mithilfe von Quantentechnologie her.

Rapid Cubes GmbH: Das Unternehmen nutzt vier Kleinstsatelliten zur Erprobung bi-direktionaler Datenkommunikation für Internet-of-Things-Anwendungen im Arten- und Naturschutz.

Vyoma GmbH: Das Startup-Unternehmen startet einen Kleinsatelliten zur optischen Überwachung von Weltraummüll in der Größe einiger Zentimeter.

Kleinsatelliten-Nutzlast-Wettbewerb mit extra Plattformen
Zusätzlich zu einer Startmöglichkeit auf einem Mikrolauncher in 2025 haben die Gewinner des Kleinsatelliten-Nutzlastwettbewerbs die Möglichkeit, eine kommerziell verfügbare Kleinsatellitenplattform für ihre Nutzlast zu erhalten.

Folgende sieben Unternehmen gehören zu den Gewinnern dieses Wettbewerbs:
Marble Imaging GmbH: Durch eine Multispektral-Kamera sollen Erdbeobachtungsdaten mit einer hohen Auflösung generiert werden.

Berlin Space Consortium GmbH: Die Qualifikation eines elektrischen Antriebssystems für Kleinsatelliten für Bahnmanöver sowie zur Weltraumschrottvorbeugung.

High Performance Space Structure Systems GmbH: Das Unternehmen demonstriert eine Entwicklungserprobung in Form eines Bremssegels, um nach Missionsende einen Kleinsatelliten wiedereintreten zu lassen und Weltraumschrott vorzubeugen.

InSpacePropulsion Technologies GmbH: Die Qualifikation von zwei chemischen Antriebssystemen mit grünem Treibstoff für Kleinsatelliten für Rendezvous-Manöver sowie zum Ausweichen von Weltraumschrott.

Airbus Defence and Space GmbH: Das Unternehmen erprobt ein elektrisches Antriebssystem für Kleinsatelliten, das alternative Kraftstoffe verwendet – in diesem Falle Iod.

Quantum Galactics GmbH: Das Startup-Unternehmen führt eine Entwicklungserprobung eines Cybersicherheit-Testsystems durch, um den Ausfall eines Satelliten durch Hacker-Angriffe zu verhindern.

Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (iABG): Das Unternehmen entwickelt eine KI-Nutzlast, die die Ausfallsicherheit von KI-Modellen direkt am Sensor beziehungsweise am Satelliten gewährleistet.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie 11. Juli 2023.

11. Juli 2023 – Letzten Monat hat das Icarus-Team mit dem Test eines zukünftigen Icarus-Empfängers im All begonnen (International Cooperation for Animal Research Using Space – Icarus). Schon bald wollen die Forschenden die kontinuierliche Beobachtung von Tieren aus dem Weltraum mit Minisatelliten (CubeSats) fortsetzen. Die neuen Icarus-Satellitensender werden mit Sensoren ausgestattet, die Bewegungs- und Umweltdaten erfassen. Zum ersten Mal kann Icarus dann Vögel, Fledermäuse, Meeresschildkröten und Landsäugetiere überall auf der Erde erfassen. Wenn die Testphase abgeschlossen ist, soll Icarus seinen Betrieb im Oktober 2024 wieder aufnehmen.

Mit Icarus wollen Forschende weltweit die Bewegungen von Tieren untersuchen und die Bedingungen messen, in denen diese leben. Das System folgt dem „Internet der Dinge“- Konzept zur Beobachtung von Wildtieren aus dem Weltraum aus. Leichte, an Tieren angebrachte Sensoren übermitteln Daten über die Bewegungen und das Verhalten ihrer Träger an einen Empfänger im Weltraum, der diese Daten zur Erde sendet. Ziel ist ein „Internet der Tiere“ zu etablieren, das Auskunft darüber gibt, wie sich Ökosysteme und das Klima verändern und wie die Tiere auf diese Veränderungen reagieren.

Seit 2020 erfasst eine Antenne auf dem russischen Modul der Internationalen Raumstation ISS das Verhalten und die Wanderungen von Tausenden von Tieren auf der ganzen Welt, sogar an schwer zugänglichen Orten wie über Ozeanen, in Wüsten und in Regenwäldern. Als im März 2022 der russische Krieg gegen die Ukraine begann, musste die Partnerschaft zwischen der deutschen und der russischen Raumfahrtbehörde jedoch eingestellt werden.

Nun soll die Erfolgsgeschichte von Icarus fortgeschrieben werden: Während sich die erste Antenne und Computer des Projekts auf der Internationalen Raumstation befanden, ist die gesamte Technik beim neuen Icarus als Empfängersystem auf einem sehr kleinen Satelliten untergebracht, einem so genannten CubeSat. Mitte Juni startete ein solcher CubeSat von Kalifornien aus ins All, ausgestattet mit einem nachrichtentechnischen Empfängersystem, mit der das Icarus-Team in den nächsten Monaten entscheidende Tests für ein zukünftiges System durchführen wird. Im Oktober 2024 soll dann die zweite Icarus-Generation gestartet werden.

Kleiner und leistungsfähiger
Der neue Icarus Empfänger bringt einige erhebliche Verbesserungen für die Forschung mit sich. Es benötigt weniger Energie als das alte System bei gleichzeitig höherer Leistungsfähigkeit und es überträgt Daten schneller und erfasst die gesamte Erdoberfläche. Das bedeutet, dass Tiere überall auf der Erde wertvolle Informationen über ihre eigene Gesundheit und die Gesundheit ihrer Umgebung übermitteln können. „Das neue System wird uns einen noch viel genaueren Blick auf das Leben auf der Erde liefern als zuvor“, sagt Martin Wikelski, der das Projekt am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie leitet.

Das neue Icarus-System, gefördert von der Max-Planck-Gesellschaft, ist in einem Würfel mit einer Kantenlänge von zehn Zentimetern untergebracht und besitzt ein Gewicht von etwa zwei Kilogramm. Der gesamte CubeSat besteht aus 16 dieser zehn Zentimeter großen Würfel, auch als 16U bezeichnet. Während die alte Icarus-Antenne drei Meter lang und der Computer auf der ISS noch so groß wie ein PC war, ist die neue faltbare Antenne lediglich zwanzig Zentimeter lang und der Computer daumengroß. Im Vergleich zu seinem Vorgänger verbraucht der Icarus Empfänger nur ein Zehntel der Energie, kann aber viermal mehr Sender an den Tieren gleichzeitig auslesen. Forschende können dadurch Daten schneller herunterladen, Sender neu programmieren und Daten effizienter erfassen. „Wir haben den technologischen Fortschritt in den letzten Jahren genutzt, um unseren Betrieb zu verbessern. Jetzt können die Forschenden über das Icarus-satellitenbetriebene Empfängersystem viel effizienter mit den Sendern der Tiere kommunizieren“, sagt Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Radolfzell und Professor an der Universität Konstanz.

Neue Ära der Kleinsatelliten: schneller, billiger, leistungsfähiger
CubeSats sind kleine Satelliten, die eine unterschiedlich Anzahl von Zehn-Zentimeter-Würfeln, so genannten „U“, kombinieren, in Größenordnungen von 1U bis 16U. Sie bieten eine relativ einfache und schnelle Lösung, eine technische Ausrüstung im Weltraum zu betreiben. Der Icarus-Würfel auf dem CubeSat, auch als ´Icarus-Nutzlast´bezeichnet, wird von Talos gebaut, einem in München ansässigen Unternehmen, das satellitengestützte Ortungstechnologie für Forschung, Landwirtschaft und Logistik entwickelt. Dieser Icarus Empfänger soll als sog. „Nutzlast“ auf einem CubeSat des Müncher Startups OroraTech im Oktober 2024 ins All fliegen. Möglich gemacht hat dies die Universität der Bundeswehr München, die mit ihrem SeRANIS-Forschungsprogramm eine 8U-große wissenschaftliche Nutzlast zum Satelliten beisteuert.

Ein Teil dieser Nutzlast wird Icarus sein. „Nach fast zehn Jahren der technologischen Zusammenarbeit in Icarus freuen wir uns, nun auch die erste Icarus CubeSat-Nutzlast wieder mit der Universität der Bundeswehr ins All zu bringen“, erklärt Wikelski. „Wir werden vom Wissen und von der Erfahrung der Raumfahrtingenieure stark profitieren.“ „Icarus war schon immer ein Vorzeigeprogramm zum Schutz von Wildtieren durch den Einsatz modernster Kommunikationstechnologie.“ sagt Andreas Knopp, Leiter des Seranis-Programms, Professor für Weltraumkommunikation und langjähriger Icarus-Unterstützer. „Wir freuen uns und fühlen uns geehrt, unsere beispielhafte Forschungskooperation durch die Bereitstellung einer Mitfluggelegenheit für eine Icarus-Nutzlast der nächsten Generation fortsetzen zu können“. Die von der Universität der Bundeswehr betriebene Nutzlast ist Teil der Seranis-Mission, einer der aktuell bedeutendsten deutschen Technologiemissionen. Seranis wird durch das dtec.bw Zentrum für Digitalisierung und Technologieforschung der Bundeswehr im Rahmen des deutschen Konjunkturprogramms zur Überwindung der Covid-19-Krise sowie mit Mitteln der Europäischen Union finanziert.

Kommunikation mit Tieren rund um den Globus
Der Icarus-CubeSat wird sich wie die ISS und viele andere Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn befinden. In vergleichsweise geringer Entfernung von der Erde kann der CubeSat die Erde mehrmals am Tag umrunden und so jeden Punkt der Erdoberfläche überfliegen. Im Gegensatz dazu deckt die ISS die arktischen und polaren Regionen jenseits von Südschweden im Norden und der Südspitze von Chile im Süden nicht ab. Mit seiner Umlaufbahn kann der Icarus – CubeSat mit seinem Empfängersystem Daten von Tieren sammeln, egal wo sich diese befinden – sei es in Wüsten, auf polaren Eisfeldern, über Ozeanen oder in der Luft. Wikelski: „Mit der vollständigen globalen Abdeckung verbessern wir die globale Beobachtung der Artenvielfalt. So können wir jetzt auch die Polarregionen beobachten, die durch den Klimawandel am meisten gefährdet sind.“

Das Icarus-Empfängersystem im All liest die Daten einmal täglich aus. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten auf diese Weise regelmäßig Informationen über das Verhalten von Tieren auf der Erde. In Zukunft soll das Icarus-CubeSat-System durch ein Netz von Satelliten erweitert werden. Dadurch wird sich die Zahl der täglichen Auslesungen nochmals deutlich erhöhen.

Derzeit laufen die Planungen für eine zweite Icarus CubeSat-Nutzlast im Jahr 2025 und eine dritte für 2026. Ziel ist es, genügend Satelliten zu haben, um Daten nahezu in Echtzeit übertragen zu können – ein Ergebnis, das wichtige Auswirkungen auf den Naturschutz hätte. „Echtzeitdaten werden den Verantwortlichen für den Naturschutz weltweit die Möglichkeit geben, die biologische Vielfalt viel effizienter zu schützen“, sagt Wikelski.

Zu den Zukunftsplänen gehören auch verbesserte Sender. Gegenwärtig zeichnen die nur wenige Gramm schweren Geräte den GPS-Standort eines Tieres, seine Bewegungen und seine Umgebung auf, zum Beispiel Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck. Zu den neuen Funktionen gehört die Zwei-Wege-Kommunikation, so dass die Sender von den Forschenden bei Bedarf umprogrammiert werden können. Außerdem kann eine Analyse-Software mithilfe künstlicher Intelligenz auf der Grundlage des Verhaltens des Tieres entscheiden, welche Daten erfasst werden sollen. Auch die Größe und das Gewicht der Sender werden auf etwa die Hälfte der derzeitigen Werte schrumpfen: „Wir haben das letzte Jahr damit verbracht, das Design der Sender zu optimieren und Fortschritte in der künstlichen Intelligenz einzubauen. Das jetzige System ist ein Quantensprung: mit ihm können uns die Tiere nun ihre Geschichten über ihr Leben erzählen“, so Martin Wikelski.

Abgedruckt mit Genehmigung des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie.

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• CubeSats

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Quelle: OHB SE Bremen 3. November 2022.

Bremen, 3. November 2022. Die MT Aerospace AG hat mit der ArianeGroup GmbH einen Vertrag mit einem Volumen von 35 Millionen Euro zur Weiterentwicklung von Demonstratoren für CFK-Oberstufen von europäischen Trägerraketen abgeschlossen. ArianeGroup mit MT Aerospace erhielten den Zuschlag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), um die Entwicklung des Projekts PHOEBUS (Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage) fortzusetzen. Mithilfe des Technologie-Demonstrators PHOEBUS soll eine Oberstufe* aus leichten Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern für die neuen europäischen Trägerraketen entwickelt werden. In der Technologieentwicklung PHOEBUS setzt MT Aerospace auf vollständige CFK-Lösungen: Die Verwendung des smarten Werkstoffes Kohlefaser ermöglicht weitgehend auf metallische Komponenten der Oberstufentanks und -strukturen zu verzichten. Das spart Masse, erhöht die Nutzlastkapazität der Trägerraketen, reduziert den Ressourceneinsatz und verbessert damit entscheidend die Wettbewerbsfähigkeit zukünftiger Trägerraketen. MT Aerospace und ArianeGroup werden PHOEBUS in zwei Phasen bis Mitte 2023 und in 2025 testen und validieren. Mit dem aktuellen Vertrag wird die langjährige und erfolgreiche Zusammenarbeit von MT Aerospace mit ArianeGroup fortgeführt. Er folgt auf Verträge, die 2019 und 2021 abgeschlossen wurden.

Die ‚schwarzen Oberstufe‘ für die nächste Generation europäischer Trägerraketen wird aus ultraleichten Verbundwerkstoffen bestehen. Die Kohlefaser-Technologie ist wegweisend für künftige Raumtransportkonzepte. „MT Aerospace erreicht damit Technologieführerschaft in Europa und wird daraus neue Produkte entwickeln. Dies eröffnet neue und globale Wachstumschancen für den Standort Augsburg und ist ein wichtiger Meilenstein für unsere Unternehmensentwicklung“, erläutert Ulrich Scheib, Vorstand Programme bei MT Aerospace.

Masse einsparen, Nutzlastkapazität erhöhen und Raumfahrt nachhaltiger machen
Mit der Verwendung von Kohlefasern wird das Gewicht der Oberstufe nachhaltig reduziert werden. PHOEBUS* ist ein Schlüsselelement für die Entwicklung von ICARUS (Innovative Carbon ARiane Upper Stage). PHOEBUS besteht aus Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern, nicht wie bisher aus Metall, was Gewicht einspart und sich positiv auf die Kosten jedes Raketenstarts auswirkt. Dies ermöglicht es, mehr Nutzlastkapazität (z.B. Satelliten) in den Weltraum zu transportieren: Jede mit einer schwarzen (so genannt wegen des dunklen Werkstoffs CFK) Oberstufe ICARUS ausgerüstete Rakete wird zusätzlich bis zu zwei Tonnen Nutzlast an Bord nehmen können. Dies trägt zu einer nachhaltigeren Nutzung der Ressourcen bei.

„Die Entwicklung der neuen Oberstufe wird auch Wegbereiter sein für Zukunftstechnologien im Bereich kryogene Anwendungen und für Einsatzmöglichkeiten von Flüssigwasserstoff in der Luftfahrt und in anderen Sektoren“, erklärt Hans Steininger, der Vorstandsvorsitzende der MT Aerospace AG. „Unsere erfolgreiche Zusammenarbeit mit ArianeGroup beweist immer wieder, dass wir wettbewerbsfähig sind und europäische Trägerraketen zu nachhaltigen Weltraum-Champions machen können. Es erfüllt uns mit Stolz, dass wir als größter Systempartner für das Ariane-Programm federführend Konzepte für zukunftsfähige Raumfahrtanwendungen entwickeln und dazu beitragen die Nachhaltigkeit der Raumfahrt zu sichern.“

Potential des smarten Werkstoffs CFK ausschöpfen
Über fünf Jahrzehnte hinweg konnte die MT Aerospace AG dank verschiedener Entwicklungsaufträge von europäischen Trägerraketen und der beauftragten Serienproduktion ein wertvoller Erfahrungsschatz aufgebaut werden. CFK eröffnet auch im Fertigungsprozess neue Möglichkeiten: Die Verwendung von CFK lässt beispielsweise ein integriertes Design zu, das heißt, es gibt weniger einzelne Komponenten als bei einem metallischen Pendant, dessen einzelne Komponenten sich nicht in einem Fertigungsprozess herstellen lassen, sondern im Nachgang miteinander verschweißt oder montiert werden müssen. Dies wirkt sich weiter positiv auf die Produktkosten aus.

Damit Leichtbau auch leicht geht: Der Automated-Fibre-Placement-Prozess als Kerntechnologie
Die MT Aerospace AG zählt zu den führenden Unternehmen im Leichtbau aus Metallen und Verbundwerkstoffen und ist seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt tätig. Hier kommt es oft auf jedes Gramm an, außerdem auf höchste Präzision und Verlässlichkeit, auf Reproduzierbarkeit und die Einhaltung internationaler Standards. Der Übergang von metallischen auf Verbundwerkstoffe stellt einen Paradigmenwechsel bei Oberstufendesign und -produktion dar. Mit der neuen AFP-Anlage (Automated Fibre Placement) legt MT Aerospace einen wichtigen Industrialisierungsbaustein für die optimierte Oberstufe von Trägersystemen. Der AFP-Prozess stellt dabei die Kerntechnologie für die zukünftigen Composite-Produkte dar, die für die schwarze Oberstufe in Form von Tanks und Strukturen benötigt werden.

PHOEBUS-Projekt profitiert von Expertise im Bereich Tanksysteme für die Raumfahrt
MT Aerospace hat eng mit ArianeGroup zusammengearbeitet, um Technologien zur Planung und zum Bau von Kryo-Tanks und der dazugehörigen Kohlefaser-Konstruktionen zu entwickeln. Das Unternehmen verfügt über das Know-How, Konstruktionen aus Kohlefasern und Tanks mit einem Durchmesser von bis zu 3,5 Metern herzustellen. „Nachdem wir die Eigenschaften und die Zuverlässigkeit unserer kryogenen Treibstofftanks aus CFK auf der kleinsten Skalierungsebene nachweisen konnten, treten wir jetzt in eine neue Phase ein und weisen die Performance in zwei Schritten bis auf Full-Scale Ebene nach. Damit legen wir den Grundstein für eine nachfolgende Produktentwicklung der ‚schwarzen Oberstufe‘“, fasst Thomas Schnaufer, Head of Launcher Composites & Composite Technologies, die Vorteile zusammen.

Quality first – entwickeln, testen und evaluieren
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird in seinem Testzentrum in Lampoldshausen in Deutschland die Leistung des PHOEBUS-Demonstrators mit kryogenem Wasserstoff und Sauerstoff evaluieren. Das PHOEBUS-Projekt ist Teil des „Future Launchers Preparatory Programmes“ des ESA-Direktorats für Weltraumtransport. ArianeGroup wird zusammen mit MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen in zwei Phasen entwickeln, bauen und testen. Das Projekt wird zunächst bis Mitte 2023 mit dem Bau und den Tests des „Technology Control Vehicle“, einer verkleinerten Version mit einem Durchmesser von zwei Metern, voranschreiten, um die Fertigungsprozesse zu demonstrieren. In der Folge wird ArianeGroup mit Komponenten von MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator zusammenfügen und testen; der Demonstrator besteht aus einem Tank für flüssigen Wasserstoff, der auf einem Tank für flüssigen Sauerstoff montiert ist, und hat ähnliche Abmessungen wie Teile der zukünftigen Kohlefaser-Oberstufe. Die abschließenden Tests, die den Füll- und Betankungszyklus, den Druckaufbau und die Entleerung der Tanks umfassen, werden gegen Ende 2025 im Testzentrum des DLR in Lampoldshausen in Süddeutschland durchgeführt. Dies wird der bislang weltweit größte Demonstrator eines Kohlefaser-Kryo-Tanks sein.

*) PHOEBUS steht für „Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage“ und ist das Hauptelement für die Entwicklung von ICARUS („Innovative Carbon ARiane Upper Stage”).

*) Raketenoberstufe: Bei der Entwicklung der künftigen „Black Upper Stage“ wurde die MT Aerospace mit den Tanks für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff inklusive der zugehörigen Strukturen vorgesehen. Im Zusammenspiel mit den von ArianeGroup gelieferten Komponenten, wie dem mehrfach zündbaren Vinci-Triebwerk und den verschiedenen fluidischen, hydraulischen und elektronischen Kontroll- und Steuerungssystemen bildet dieses ebenfalls von ArianeGroup integrierte System die Reiseplattform für die Satelliten ins All, bevor sie von der Oberstufe separiert werden und mit eigener Kraft an ihren Zielposition gelangen müssen.

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• OHB-System

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Quelle: OHB SE.

Augsburg. Die MT Aerospace AG, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, wurde von ArianeGroup GmbH im Rahmen des Future Launchers Preparatory Programs der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit der weiterführenden Technologieentwicklung für eine zukünftige schwarze Oberstufe für die europäische Trägerrakete Ariane 6 betraut. Bei der beauftragten Entwicklung der Treibstofftanks und Strukturen sind die Vorteile des smarten Werkstoffs CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) gefragt.

PHOEBUS, ein Großdemonstrator für die künftige schwarze Raketenoberstufe
In der Technologieentwicklung PHOEBUS (Prototype Highly OptimizEd Black Upper Stage) für die künftige, optimierte Oberstufe*) namens „ICARUS“ setzt man voll auf CFK: Die Verwendung des smarten Werkstoffes Kohlefaser soll es möglich machen, weitgehend auf metallische Komponenten der Oberstufentanks und -strukturen zu verzichten. Das spart Masse, was sich positiv auf die Kosten jedes Raketenstarts auswirkt und ermöglicht es, mehr sogenannte Nutzlastmasse (z.B. Satelliten) in den Weltraum zu transportieren: Jede mit einer schwarzen (so genannt wegen des dunklen Werkstoffs CFK) Oberstufe ICARUS ausgerüstete Rakete wird zusätzlich bis zu zwei Tonnen Nutzlast an Bord nehmen können.

In den kommenden drei Jahren wird ein Oberstufen-Demonstrator entwickelt und gefertigt, der seine Funktionsfähigkeit im abschließenden, von ArianeGroup GmbH durchgeführten Systemtest unter Beweis stellen muss. Die Tank-Prototypen für flüssigen Wasserstoff (LH2) und flüssigen Sauerstoff (LOX) werden in beinahe Realgröße gefertigt, das heißt, sie sind etwa 2,5 Meter hoch, ihr Durchmesser beträgt 3,5 Meter. „Unsere kryogenen Treibstofftanks aus CFK müssen sich an den Eigenschaften und der Zuverlässigkeit ihrer metallischen Vorgänger messen lassen“, erklärt Hans Steininger, der Vorstandsvorsitzende der MT Aerospace AG. „Durch die Leichtbauweise aus CFK-Material und den damit verbundenen Designmöglichkeiten kann die geforderte Gewichtseinsparung im Vergleich zur heutigen Metallversion voraussichtlich sogar übererfüllt werden.“

Tank-Prototyp bewährte sich im Test
Einen Meilenstein konnte die MT Aerospace AG bei der Technologie-Entwicklung bereits setzen. Ein speziell entwickelter CFK-Tank bewies im Test, das „Zeug“ zur Raketenkomponente zu haben – auch bei frostigen Temperaturen von -183°C beim Test auf Sauerstoffkompatibilität „Die Testergebnisse sind sehr ermutigend, denn unser Tank konnte den hohen Anforderungen, die sich aus den aggressiven Treibstoffkomponenten ergeben, standhalten. Wir freuen uns auf die weiteren Entwicklungsarbeiten für die optimierte Raketenoberstufe“, ergänzt Hans Steininger.

„Safety first!“ bei Treibstofftanks
Für den Antrieb der Oberstufe im Weltraum werden die Tanks vor dem Raketenstart mit den äußerst reaktiven Treibstoffkomponenten betankt. Daher müssen bei der Entwicklung wasserstoffdichter und sauerstoffkompatibler CFK-Tanks für die kryogene Anwendung extrem hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. „Gerade der Sauerstoff ist höchst reaktiv, der Wasserstoff zudem extrem flüchtig. Einen Kohlefaser-Tank in diesem extremen Temperaturbereich ohne zusätzliche Barriere-Schicht dicht zu bekommen, sei eine große Herausforderung, erklären die damit betrauten Ingenieurinnen und Ingenieure bei der MT Aerospace AG. Sie sind vom Potential des kohlefaserverstärkten Kunststoffes überzeugt und wollen es nutzen, schweren metallischen Werkstoff ohne Qualitäts- oder Sicherheitseinbußen zu ersetzen. CFK ist im Automobilbau und beim Sport in Fahrrädern oder Tennisschlägern schon längst Standard. Künftig soll dies auch für Raketenkomponenten gelten.

Smarter Werkstoff CFK
Die MT Aerospace AG zählt zu den führenden Unternehmen im Leichtbau aus Metallen und Verbundwerkstoffen und ist seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt tätig. Hier kommt es oft auf jedes Gramm an. Außerdem auf höchste Präzision und Verlässlichkeit, auf Reproduzierbarkeit und die Einhaltung internationaler Standards. Über fünf Jahrzehnte hinweg konnte dank verschiedener Entwicklungsaufträge (von der Ariane 1 bis zur Ariane 6) und der beauftragten Serienproduktion ein wertvoller Erfahrungsschatz aufgebaut werden. Außerdem verfügen die Augsburger über jahrzehntelange Erfahrung in der Produktion von CFK-Flugzeugtanks (Frisch- und Abwassertanks). Seit fast zehn Jahren betrachten die Werkstoffspezialisten CFK verstärkt für den Einsatz in der Raumfahrt und insbesondere bei Raketenkomponenten. Diese Expertise brachte das Unternehmen bereits bei der erfolgreichen Entwicklung eines Feststoff-Motorgehäuses (Booster) ein.

CFK eröffnet auch im Fertigungsprozess neue Möglichkeiten: Die Verwendung von CFK lässt beispielsweise ein integriertes Design zu, das heißt, es gibt weniger einzelne Komponenten als bei einem metallischen Pendant, dessen einzelne Komponenten sich nicht in einem Fertigungsprozess herstellen lassen, sondern im Nachgang miteinander verschweißt oder montiert werden müssen. Dies wirkt sich weiter positiv auf die Produktkosten aus.

Entwicklungsprojekte im Entwicklungsprojekt
Der Übergang von metallischen auf Verbundwerkstoffe stellt einen Paradigmenwechsel bei Oberstufendesign und -produktion dar. Die dafür notwendigen Entwicklungsaufgaben sind vielfältig: Das Design muss genau wie die Fertigungsprozesse und die Produktionseinrichtungen der Komponenten entwickelt und festgeschrieben werden, der ideale Werkstoff gefunden, die Anlagen z.B. zum automatisierten Ablegen der Kohlenstofffaser sowie zum Aushärten des Bauteils, beschafft und justiert werden, Methoden zum Endbearbeiten sowie zur Qualitätssicherung etwa durch zerstörungsfreie Testmethoden müssen erarbeitet, erprobt und validiert werden. Bei der MT Aerospace widmen sich daher mehr als 40 Ingenieurinnen und Ingenieure ganz unterschiedlicher Fachrichtungen der CFK-Oberstufenentwicklung.

*) Raketenoberstufe: Bei der Entwicklung der künftigen „Black Upper Stage“ wurde die MT Aerospace mit den Tanks für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff inklusive der zugehörigen Strukturen betraut. Im Zusammenspiel mit den von ArianeGroup gelieferten Komponenten, wie dem mehrfach zündbaren Vinci-Triebwerk und den verschiedenen fluidischen, hydraulischen und elektronischen Kontroll- und Steuerungssystemen bildet dieses ebenfalls von ArianeGroup integrierte System die Reiseplattform für die Satelliten ins All, bevor sie von der Oberstufe separiert werden und mit eigener Kraft an ihren Zielposition gelangen müssen.

Über MT Aerospace AG
Die MT Aerospace AG ist ein Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt mit rund 600 Mitarbeitern an den Standorten Augsburg, Cagliari (Italien), Santiago de Chile und Kourou, Französisch-Guayana. MT Aerospace entwickelt und produziert Schlüsselkomponenten für die Europäische Trägerrakete Ariane, die Airbus-Flugzeugflotte, Raumfahrzeuge und Satelliten. MT Aerospace ist ein Technologieführer in Leichtbau-Strukturen unter Verwendung von Metall und Composite-Materialien. Mit einem Auftragsvolumen von zehn Prozent ist MT Aerospace der größte Lieferant für das Ariane-Programm außerhalb Frankreichs.

Über ArianeGroup
ArianeGroup, als Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, ist für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die gesamte Produktionskette bis hin zur Vermarktung über sein Tochterunternehmen Arianespace. Mit ca. 7600 hochqualifizierten Mitarbeitern in Frankreich und Deutschland, ist ArianeGroup ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Zudem ist der Konzern Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen Anwendung. Der Konzernumsatz betrug im Jahr 2020 rund 2,7 Milliarden Euro.

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Quelle: ArianeGroup.

Bremen – Die Europäische Weltraumorganisation ESA und ArianeGroup, Hauptauftragnehmer und Konstruktionsverantwortlicher der Ariane 6, haben einen neuen Technologie-Entwicklungs Vertrag im Bereich Kohlefaser-Verbundwerkstoffe mit einem Volumen von 14,6 Millionen Euro unterzeichnet. Das PHOEBUS-Programm (Prototype of a Highly OptimizEd Black Upper Stage) ermöglicht die Optimierung des Reifegrads der Technologien, die zur Reduzierung der Fertigungskosten und des Gewichts der Ariane-6-Oberstufe erforderlich sind. Ziel ist es, die Leistungen zu verbessern (insbesondere eine um rund zwei Tonnen höhere Nutzlastkapazität zum Transport in den geostationären Orbit), und eine neue Architektur der Stufe zu validieren.

Die kontinuierliche Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Trägerrakete Ariane 6 war bereits bei ihrer Konstruktion vorgesehen und setzt sich Schritt für Schritt über die gesamte Entwicklung fort. Die Erforschung und Verwendung von Verbundtechnologien nehmen dabei eine Schlüsselrolle ein. Aus diesem Grund bündeln MT Aerospace und ArianeGroup die Kompetenzen ihrer Teams in Augsburg und Bremen, um den Prototyp für kryogene Verbundtechnologien der Oberstufe, PHOEBUS, zu entwickeln und zu erproben. Ihre Zusammenarbeit, die im Mai 2019 mit einem ersten Entwicklungsvertrag für die Phasen A/B1 begonnen hat, setzt sich mit dem heute unterzeichneten ESA-Vertrag fort.

„Eine der größten Herausforderungen besteht darin, sicherzustellen, dass die Verbundstoffe ebenso dicht und widerstandsfähig gegenüber dem extrem kalten und stark eindringenden Flüssigwasserstoff sind wie die Metallteile,“ erklärte Pierre Godart, CEO ArianeGroup GmbH. Der neue Vertrag verdeutlicht das Vertrauen der Raumfahrtbehörden ESA und DLR in unsere Teams und das unseres Partners MT Aerospace, mit dem wir schon lange zusammenarbeiten, vor allem im Bereich Metallteile für die Ariane 6. Wir werden unsere Zusammenarbeit fortsetzen, um Deutschland und Europa zum Technologieführer im Bereich kryogene Verbundtechnologien für die Speicherung von Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff zu machen. Dank der institutionellen Unterstützung der ESA und des DLR verfügen wir über die besten Bedingungen für unsere Innovationen, auch in Bezug auf die Kosten, wovon alle Bürger Europas profitieren.“

Um den Reifegrad aller erforderlichen Technologien nachzuweisen, wird ArianeGroup ihr Know-how im Bereich Trägerraketenstufen und Systemintegration einbringen, während MT Aerospace für Materialien und Technologien für Tanks und Strukturen aus Verbundwerkstoffen unter kryogenen Bedingungen zuständig sein wird.

Die im Rahmen dieses Vertrags entwickelten Technologien werden ab 2023 in einen Oberstufen-Demonstrator integriert, um im großen Maßstab (Maßstab 1:1 für den LOX-Tank und Maßstab 2:3 für den LH2-Tank) nachzuweisen, dass das System mit der Mischung aus flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff kompatibel ist.

PHOEBUS ebnet den Weg nicht nur für die spätere Entwicklung neuer Stufen der Ariane 6 oder anderer künftiger Trägerraketen, sondern auch für die Einführung kryogener Verbundtechnologien für die Luft- und Raumfahrtindustrie durch die Schaffung von Synergien zwischen den beiden Branchen.

Über ArianeGroup
ArianeGroup, als Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, ist für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die gesamte Produktionskette bis hin zur Vermarktung über sein Tochterunternehmen Arianespace. Mit ca. 7600 hochqualifizierten Mitarbeitern in Frankreich und Deutschland, ist ArianeGroup ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Zudem ist der Konzern Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen Anwendung. Der Konzernumsatz betrug im Jahr 2020 rund 2,7 Milliarden Euro.

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Quelle: DLR.

Zweiter Versuch: ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space), das deutsch-russische Beobachtungssystem für Tierwanderungen, das auf der Internationalen Raumstation ISS installiert ist, ist am 10. März 2020 in Betrieb gegangen. Der ursprünglich für Juli 2019 geplante Start war aufgrund eines technischen Defekts verschoben worden. Mit dem Kooperationsprojekt der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollen Wissenschaftler die Zugrouten verschiedener Tierarten bei ihren Wanderungen erforschen. Auf das Einschalten des Systems folgt eine mehrmonatige Testphase, in der die Sender sowie die Systemkomponenten am Boden und an Bord der ISS geprüft werden. Nach Abschluss aller Tests wird ICARUS den Nutzern voraussichtlich im Herbst 2020 zur Verfügung stehen.

Miniatursender liefern Daten ins All

Mit ICARUS wollen die Wissenschaftler die Zugbewegungen von Vögeln beobachten sowie die Wanderrouten von Säugetieren oder Insekten verfolgen. Die Informationen sollen in erster Linie für die Verhaltensforschung und den Tierschutz genutzt werden, aber auch Auskunft geben über die mögliche Verbreitung von Pflanzensamen oder Krankheitskeimen. Die wissenschaftliche Leitung für das Experiment liegt bei Prof. Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Konstanz.

Um die gewünschten Daten zu erhalten, rüsten die Forscher unterschiedliche Tierarten mit Miniatursendern, sogenannten Tags, aus. „Die Tags zeichnen die Position des Tieres und seine Bewegungen zusammen mit Umgebungsdaten, wie etwa Temperatur und Luftdruck, auf“, erläutert Johannes Weppler, ICARUS-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement. „Die Daten werden dann zunächst lokal gespeichert, bevor sie ins All gesendet werden.“ Ein integriertes Computerprogramm im Sender gleicht die Umlaufbahn der ISS mit den eigenen Positionsdaten ab. Sobald die Raumstation in Funkreichweite ist, wird das Sende- und Empfangsmodul des Tags aktiviert, welches dann Kontakt zur ICARUS-Antenne an der Außenseite der ISS aufnimmt.

Der Onboard-Computer verarbeitet die Daten und leitet sie an das russische ISS-Kontrollzentrum in Moskau weiter. Von dort werden die Daten an die deutschen und russischen Wissenschaftler verteilt. Nach einer ersten Auswertung werden die Informationen in einer Online-Datenbank, der Movebank, gespeichert. Auf diese Daten können dann auch Wissenschaftler weltweit zugreifen und eigene Analysen erstellen. Koordiniert werden sie dabei vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Deutschland und dem Institut für Geographie der Russischen Akademie der Wissenschaften.

Der Testbetrieb dauert mehrere Monate

Anfangs wird das ICARUS-System im Testbetrieb nur mit einer Bodenstation der Firma SpaceTech GmbH in Immenstaad am Bodensee kommunizieren. Die Station simuliert die Signale von Tiersendern. Nach und nach werden dann mobile Tags, später auch Sender an Tieren, hinzugeschaltet werden. Ingenieure aus Deutschland und vom russischen Partner RKK Energia messen dabei das Hintergrundrauschen im Frequenzbereich von ICARUS. So können sie mögliche Störquellen identifizieren.

Ein zweites Ziel des Testbetriebs ist die Messung der Signalstärke und der Übertragungszeit der ICARUS-Antenne, wenn sie Kommandos an die Tags sendet, um diese neu zu programmieren. Nach zwei bis drei Monaten wird der Testbetrieb auch auf das Gebiet der Russischen Föderation ausgeweitet werden. Auf diese Weise wird das Gesamtsystem feinjustiert, um eine möglichst große Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Gegen Ende der viermonatigen Testphase werden erste, auch wissenschaftlich nutzbare Daten erwartet.

Zweite Chance dank Kosmonauten an Bord der ISS

Ursprünglich war die Inbetriebnahme von ICARUS bereits für den Sommer 2019 geplant. Ein technischer Defekt im Onboard-Computer des ICARUS-Systems verhinderte dies jedoch. Dank der Kosmonauten an Bord der ISS konnte der defekte Computer ausgebaut werden. Mit einem unbemannten Sojus-Flug im September 2019 kehrte dieser dann zur Erde zurück.

Anschließend analysierten die deutschen und russischen Experten die Fehlerquelle und bereiteten gleichzeitig einen Ersatzcomputer für den Start zur ISS vor. Im Dezember 2019 schließlich hob der neue Computer mit dem russischen Frachter Progress MS-13 vom Kosmodrom in Baikonur ab und erreichte kurze Zeit später die ISS. Dort wurde er von den Kosmonauten installiert und kurz vor Weihnachten erstmals kurz eingeschaltet. Da hier alles nominal verlief, wird die Inbetriebnahme nun wieder aufgenommen.

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• ISS: Forschung & Forschungseinrichtungen

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