Quelle: Jena-Optronik GmbH 16. November 2022.

Das Ziel von Artemis I ist ein erster unbemannter Flug des neuen Raumschiffs und die Umrundung des Mondes: Die Mission ist gleichzeitig auch ein Härtetest für alle Systeme im Weltraum. Für die Entwicklung und den Bau des Raumschiffs Orion wurde das US-Unternehmen Lockheed Martin von der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA beauftragt. Für das Flaggschiff dieses Prestigeprogramms der bemannten Raumfahrt setzt das amerikanische Unternehmen auf Produkte der Jena-Optronik GmbH, zum einen die ASTRO© APS-Sternsensoren sowie dann auch die Rendezvous- und Dockingsensoren vom Typ RVS© 3000-3D. Neben diesen Sensoren ist das von Airbus gebaute „ESM“ (European Service Module) des Raumschiffs Orion ein weiterer wesentlicher europäischer Beitrag zum Artemis-Programm.

Die Sternsensoren aus Jena sorgen hierbei für die exakte Ausrichtung des Raumschiffs auf dem Weg auf dem Weg zum Mond.

„Alle der drei gegenwärtig geplanten Artemis-Missionen werden mit zwei Sternsensoren ausgestattet sein. Die erste Mission ist unbemannt und dient der Prüfung der Technologie. Die nächsten beiden Missionen werden dann mit Astronauten an Bord zum Mond fliegen. Und Artemis III wird, als erste bemannte Mission nach Apollo 17, wieder mit einem Landefahrzeug auf dem Mond aufsetzen. Die Sternsensoren von Jena-Optronik sorgen für die Orientierung des Raumschiffs Orion auf seinem langen Weg zum Mond und zurück., erklärt Andreas Deter, Projektmanager ASTRO APS für Orion bei Jena-Optronik. „Unsere Sensoren sind innovativ und zuverlässig – genau so, wie es diese höchst anspruchsvolle Aufgabe erfordert. Diese Mission macht uns sehr stolz. Denn wir sind Teil der großen internationalen Gemeinschaft, die an diesem Projekt arbeitet“.

Der erste bemannte Flug von Orion – ein Meilenstein der Weltraumforschung – wird mit Artemis II durchgeführt. Beginnend mit Artemis III werden neben den Sternsensoren auch Rendezvous- und Dockingsensoren aus Jena zum Erfolg der Missionen beitragen. Diese Sensoren arbeiten nach dem LiDAR-Prinzip (Light Detection and Ranging).

„Das ist eine Auszeichnung für die harte Arbeit aller, die in den letzten Jahren bei Jena-Optronik an diesem Produkt mitgearbeitet haben“, erklärt Christoph Schmitt, Projektmanager für den RVS © 3000-3D bei Jena-Optronik. „Die bemannte Raumfahrt ist Faszination pur. Sie macht mir Gänsehaut! Schon als Kind habe ich den Start der Space Shuttles beobachtet, und heute darf ich als Ingenieur an Orion arbeiten – das ist unglaublich.”

Der Sensor RVS 3000-3D wurde von Lockheed Martin als Hauptsensor in den Missionen Artemis III, IV und V für das Andocken des Raumschiffs Orion an die geplante Raumstation in der Mondumlaufbahn (genannt: Lunar Gateway) ausgewählt. Artemis schafft so auch die Grundlagen für den weiteren Weg der Menschheit zum Mars.

Weitere Statements aus dem #teamspace von Jena-Optronik zu diesem Meilenstein:

„Unsere Produkte helfen Menschen zum Mond zu fliegen! Ich meine, wie cool ist das denn??! Jeder in unserem Unternehmen – angefangen von der Entwicklung, der Produktion, dem Testbereich, dem Marketing, dem Vertrieb und der Projektabteilung bis hin zu Finanzen, Einkauf und Qualität – ist daran beteiligt und kann wirklich stolz sein auf das, was erreicht wurde und was noch erreicht werden wird“, sagt Matthias Pischeli, Vertrieb.

„Die Zusammenarbeit mit Lockheed Martin und der NASA war für mich das Beste an dem Projekt – auch wenn es manchmal eine Herausforderung war! Der Enthusiasmus und die Professionalität von Lockheed Martin bei unseren Projekt-Meetings waren beeindruckend. Die Mission Orion ist aufregend und spannend, weil es hier um bemannte Raumfahrt geht. Schließlich geht es um die Möglichkeit, wieder Menschen zum Mond und später auch zum Mars zu bringen“, sagt Stefan Humbla, Produktmanager Sternsensoren.

“Seit ich an dem Projekt arbeite, bin ich begeistert von der Zusammenarbeit mit dem Team von Lockheed Martin, und gleichzeitig freue ich mich auf die Herausforderungen dieses anspruchsvollen Projekts. Es gibt immer wieder spannende und interessante Aufgaben, die wir zu lösen haben. Die Weite des Weltalls hat mich schon als Kind fasziniert, und diese Begeisterung ist geblieben. Deshalb macht es mich stolz, Teil dieser bahnbrechenden Mission zum Mond zu sein“, sagt Andreas Deter, Projektmanager ASTRO APS für Orion.

„Es ist ein absolutes Highlight, wenn man über seinen Job spricht und sagen kann, dass „unsere“ Produkte zum Mond fliegen und wir es möglich machen, dass sich Transporter und andere Raumfahrzeugen im Weltraum miteinander verbinden. Unsere Sensoren helfen nicht nur bei der Navigation von Satelliten in der Umlaufbahn oder bei der Versorgung der Internationalen Raumstation – sie fliegen auch zum Mond und eines Tages zum Mars und darüber hinaus. Und bei so spannenden und prestigeträchtigen Missionen wie Orion „an Bord“ zu sein, kann einen nur stolz machen“, so Steffen Schwarz, Vertriebsleiter.

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• Orion / ESM – Raumschiff

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Quelle: Jena-Optronik GmbH 22. September 2022.

Paris (Frankreich), Donnerstag, 22. September 2022 – Das englische Unternehmen Astroscale Ltd. ist die erste Firma, die ein kommerzielles System zur Weltraumschrottbeseitigung, z. B. für defekte Satelliten, entwickelt. Nach der erfolgreichen ELSA-d Mission, die einen magnetischen Mechanismus zum Einfangen eines Satelliten (genannt “Client”) in 2021/2022 demonstriert hat, startet Astroscale nun das nächste Programm – ELSA-M. Die für 2024 geplante Mission soll mehrere funktionsunfähige Satelliten im erdnahen Orbit beseitigen. Die Mission sieht hierbei eine Umrundung des defekten Satelliten zur Inspektion vor, um anschließend ein komplexes Andockmanöver daran durchzuführen. Zum Abschluss der Operation wird der “Client” in eine niedrige Erdumlaufbahn manövriert, um dort dann zeitnah in der Erdatmosphäre zu verglühen.

Das Docking-Manöver mit dem defekten Satelliten wird durch den Rendezvous- and Docking Sensor RVS 3000-3D (LiDAR) der Jena-Optronik unterstützt, welcher ein sicheres Einfangen des Client-Satelliten ermöglicht. Dank seines robusten und strahlungsharten Designs wird der RVS 3000-3D viele zukünftige Missionen dabei unterstützen, dass Kunden von Satellitenkonstellationen mit dem kommerziellen ELSA-M Service nicht nur einen, sondern auch mehrere defekte Satelliten während einer Mission entsorgen können.

Der Beste seiner Klasse – der LiDAR Sensor von Jena-Optronik vereint alle notwendigen optischen und elektronischen Komponenten, sowie auch die zugehörige Software um nicht-kooperative Ziele anzufliegen, wie z.B. einen defekten Satelliten. Der vollständig qualifizierte RVS 3000-3D hat den technologischen Reifegrad TRL9 (Technology Readiness Level) in 2020 im Rahmen der MEV-Missionen (kurz für: “Mission Extension Vehicle”) des US-Raumfahrtunternehmens Northrop Grumman erreicht.

„Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Jena-Optronik zur Entwicklung unseres kommerziellen ELSA-M Service”, erläutert Neil Yarr, Head of Guidance Navigation and Control bei Astroscale. “Unser LiDAR Partner ist entscheidend für den Erfolg unseres Anflugs während der ELSA-M Demo-Mission zur Beseitigung von Weltraumschrott. Denn dieses Vorhaben erfordert eine enorme Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Rendezvous- und Docking-Sensors.”

„Wir sind sehr froh, dass Astroscale uns als LiDAR-Partner ausgesucht hat. Es ist uns eine große Ehre zu solch einer wichtigen und bahnbrechenden Mission wie ELSA-M unseren Beitrag zu leisten”, ergänzt Peter Kapell, Geschäftsführer der Jena-Optronik GmbH. “Weltraumschrott hat sich in den letzten Jahren zu einem großen Problem entwickelt und wird mit den zukünftig geplanten Satellitenkonstellationen zu einer noch größeren Herausforderung. Daher freuen wir uns sehr darauf, Astroscale bei ihrer Mission zu unterstützen, um so für zukünftige Generationen das Leben und Arbeiten im Weltall sicherer und vor allem auch nachhaltiger zu gestalten.”

Zur Unterstützung der Themen Nachhaltigkeit, Klimawandel und Müllvermeidung ist es wichtig, existierenden Weltraumschrott zu beseitigen. Zudem muss damit begonnen werden, neue Satelliten und Raumfahrzeuge mit technischen Möglichkeiten auszustatten, die zukünftig eine einfache Beseitigung möglich machen – nur so kann die “Umwelt” im Weltraum geschützt werden. Das #teamspace der Jena-Optronik ist stolz darauf, mit dem RVS 3000-3D als Teil der ELSA-M Mission einen wichtigen Beitrag zur Beseitigung von Weltraumschrott zu leisten.

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• Konzepte gegen Weltraumschrott

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Quelle: Jena-Optronik GmbH.

Jena 10. Oktober 2019 – Die Mission zur Verlängerung der Lebensdauer geostationärer Satelliten stellt einen Meilenstein der Raumfahrt dar, denn ein solches Manöver ist bisher noch nie erfolgt. MEV wird an den jeweiligen Satelliten andocken und dessen Steuerung übernehmen. Der hohe technische Anspruch entsteht dabei aus der Notwendigkeit einer kontrollierten Annäherung aus 40.000 Metern und dem anschließenden vollautomatischem Docking im Zentimeterbereich. Nach Erreichen der endgültigen Lebenszeit des Satelliten soll MEV abdocken und das Andockmanöver wiederholen können. Die Fähigkeit des An- und Abdockens an ausgediente Satelliten wird zukünftig neue Missionen – wie etwa Wartung und Zusammenbau im All – ermöglichen.

Der Rendezvous- und Docking Sensor RVS 3000-3D des Thüringer Raumfahrtunternehmens Jena-Optronik GmbH unterstützt die Mission. Dieses Lidar-basierte System (Lidar: englische Abkürzung für light detection and ranging) beinhaltet leistungsstarke Algorithmen zur 3D-Bildverarbeitung im Fern- sowie Nahbereich und ist eine Weiterentwicklung des flugerprobten RVS 3000. Der neue Sensor kann auch sogenannte unvorbereitete Weltraumobjekte ansteuern, d.h. Satelliten die bisher nicht für das Andocken vorgesehen waren. Für den Sensor besteht die Herausforderung darin, hochgenaue Messungen gegen diffuse Flächen  und somit jedes Material auf dem Satelliten durchzuführen. Der RVS 3000-3D wird der erste Lidar sein, welcher 3D Scans von einem Satelliten im geostationären Orbit – also in ca. 36.000 km Höhe über der Erde – liefert.

„Missionen, welche bis vor wenigen Jahren nicht vorstellbar und Science-Fiction waren, rücken in greifbare Nähe. Wir sind stolz auf unseren RVS3000-3D und die Beteiligung an MEV. Das Projekt markiert den Beginn einer neuen Ära der Raumfahrt hin zu autonom arbeitenden Vehikeln welche Satelliten im Orbit reparieren oder ganze Raumschiffe im Orbit zusammenbauen“, erläutert Dr. Sebastian Dochow, Abteilungsleiter Lidare bei Jena-Optronik GmbH. „Das gesamte Lidar-Team bedankt sich bei Northrop Grumman für das entgegengebrachte Vertrauen und die Zusammenarbeit in den letzten Jahren! Wir wissen, dass der Weg nicht immer einfach war, und wir sind stolz darauf ein neues Zeitalter der Raumfahrtgeschichte begleiten zu dürfen. Wir wünschen viel Erfolg bei der Demonstration dieser Technologie!“

Neben dem LIDAR stellt Jena-Optronik zwei Sternsensoren vom Typ ASTRO APS und die Neuentwicklung Visible Sensor Suite (kurz: VSS) bei, welche auf MEV seine Premiere im All hat.

Bei der VSS handelt es sich um ein sog. Navigationskamerasystem, welches aus drei Kamerapaaren besteht. Diese werden durch eine Elektronikbox ergänzt, welche die Kameras mit Spannung versorgt, synchronisiert sowie Telekommandos und Telemetire übersetzt.

Der on-board Computer des MEV verwendet die von der VSS aufgenommen Bilder während des Annäherungsvorganges zur Entfernungsmessung im Bereich von 40.000 Metern bis zu 50 Zentimetern, also bis zum Docking. Dabei decken zwei der drei Kamerapaare unterschiedliche Entfernungsbereiche ab. Das dritte Kamerapaar ist aus Redundanzgründen an Bord und bietet zudem die Möglichkeit zur visuellen Überwachung des Manövers.

Die VSS Kameras verwenden als erstes Jena-Optronik Produkt einen Bildsensor einer neuen Generation hoch effizienter und gleichzeitig hoch integrierter Komponenten. Damit ließ sich ein vergleichsweise kompaktes und leichtgewichtiges Design realisieren. Im Rahmen der anschließenden Qualifikation, hierbei werden die Bedingungen beim Raketenstart und im All simuliert, demonstrierte die VSS Robustheit und Stabilität. Auf MEV wird die Visible Sensor Suite nun erstmals ihre Leistungsfähigkeit im Weltraum unter Beweis stellen.

„In 2 Jahren Entwicklungszeit waren insgesamt 93 Kolleginnen und Kollegen von der Skizze über Design, Entwicklung, Aufbau, Test und Qualifikation an VSS beteiligt. Ohne deren großes Engagement in Verbindung mit einer außergewöhnlichen Identifikation mit dem Projekt wäre dieser Erfolg nicht möglich gewesen. Vielen Dank! Dieser gilt auch unserem Kunden für die hochproduktive Zusammenarbeit. Zu jeder Zeit standen Ansprechpartner zur Verfügung, so dass technische und organisatorische Themen stets in einer entspannten und konstruktiven Atmosphäre geklärt werden konnten“, fasst Richard Würl, VSS Projektleiter bei Jena-Optronik, die Arbeit im MEV Projekt zusammen.

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