Neuer Motor kann Weltraumforschungskosten senken

Ein europäisches Forscherteam unter der Leitung der Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule Lausanne (EPFL) in der Schweiz hat einen Prototyp eines neuen, ultra-kompakten Motors entwickelt, mithilfe dessen kleine Satelliten über die Umlaufbahn der Erde hinaus geschickt werd...

Ein europäisches Forscherteam unter der Leitung der Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule Lausanne (EPFL) in der Schweiz hat einen Prototyp eines neuen, ultra-kompakten Motors entwickelt, mithilfe dessen kleine Satelliten über die Umlaufbahn der Erde hinaus geschickt werden können. Ziel dieses neuen Motors ist es, die Kosten für die Weltraumforschung zu senken. Das Ergebnis ist Folge des Projekts MICROTHRUST ("Microelectromechanical systems (MEMS)-based electric micropropulsion for small spacecraft to enable robotic space exploration and space science"), das mit Mitteln in Höhe von 1,9 Mio. EUR unter dem Themenbereich Raumfahrt des siebten Rahmenprogramms der EU (RP7) finanziert wurde.

Der kompakte Motor wiegt nur ein paar wenige hundert Gramm und wurde speziell für den Antrieb kleiner Satelliten mit einem Gewicht von 1 bis 100kg geschaffen. Die konventionelle Steuerrakete kann die Umlaufbahn um unseren Planeten ändern und weiter entfernte Ziele erreichen, wird jedoch hauptsächlich für große und teure Raumschiffe verwendet. Nach Aussage der Forscher wird dieser Prototyp vermutlich bei CleanSpace One eingesetzt, einem Satelliten, der gegenwärtig von der EPFL entwickelt und Weltraummüll aufsaugen wird sowie bei OLFAR, einem Schwarm aus niederländischen Nanosatelliten, die ultra-niedrige Radiofrequenzsignale von der Mondrückseite aufzeichnen können.

Einschließlich Treibstoff und Steuerelektronik wiegt der Prototyp nur rund 200g. Der Motor kann auf Satelliten mit einer Größe von nur 10 x 10 x 10cm² montiert werden. Darüber hinaus ist er sehr effizient.

"Im Moment sind Nanosatelliten auf ihrer Umlaufbahn gefangen. Unser Ziel ist es, sie zu befreien", so Herbert Shea, Direktor des EPFL-Labors für Weltraumtechnik-Mikrosysteme und Koordinator des MICROTHRUST-Projekts.

Die Forschungen für die Entwicklung kleiner Satelliten haben in letzter Zeit zugenommen, hauptsächlich aufgrund der geringeren Kosten für Produktion und Abschuss. Ein kleiner Satellit kostet rund 500 Mio. USD - im Gegensatz zu hunderten von Millionen für große Satelliten. Das Problem bei den Nanosatelliten bisher war das Fehlen eines effizienten Antriebsystems... bis jetzt.

Anstelle eines Brennstoffes nutzt der neue Minimotor eine "ionische" Flüssigkeit; bei diesem Projekt handelt es sich um die flüssige chemische Verbindung EMI-BF4, die auch als Lösungsmittel und Elektrolyt verwendet wird. Diese besteht aus Ionen: Elektrisch geladene Moleküle, die von der Flüssigkeit angezogen und dann abgestoßen werden, um Schub zu erzeugen. Der Treibstoff wird ausgestoßen, nicht verbrannt.

"Nach unseren Berechnungen würde ein ein Kilogramm Nanosatellit mit unserem Ionenmotor die Mondumlaufbahn in rund sechs Monaten erreichen und einen Deziliter Treibstoff verbrauchen", erklärt Muriel Richard, Wissenschaftlerin am Swiss Space Center des EPFL.
"Unser Prototyp hat noch ein paar Strömungsprobleme an den äußeren Düsen, die zu Kurzschlüssen führen können", schließt Dr. Shea.

Forscher aus den Niederlanden, Schweden und dem Vereinigten Königreich, Mitglieder des MICROTHRUST-Konsortiums, trugen ebenfalls zu dieser Studie bei.Weitere Informationen finden Sie unter: EPFL: http://www.epfl.ch/ MICROTHRUST: http://microthrust.live.valentnet.nl/home/93-23.aspx

Länder

Schweiz, Niederlande, Schweden, Vereinigtes Königreich