Origami löst ein Weltraumproblem
Ausfaltbare Strukturen sind integraler Bestandteil der von Origami inspirierten Faltreflektoren, Erdbeobachtungsantennen und Solaranlagen. Sie versprechen, das Volumen von Raumfahrzeugen wesentlich zu senken und die Startkosten letztendlich zu reduzieren. Der Technologie-Reifegrad (technology readiness level, TRL) ausfaltbarer Technologien ist jedoch noch niedrig und steht auf der Skala etwa bei 3 – der experimentellen Konzeptnachweisphase. Und da die Kosten bei einem Ausfall im Weltraum besonders hoch sind, zögert die Raumfahrtindustrie, diese Technologien einzusetzen. Um den TRL ausfaltbarer Technologien voranzubringen, wurden im Rahmen des Projekts 'Large Deployable Technologies for Space' (DEPLOYTECH) Experten dieses Feldes aus ganz Europa zusammengebracht. Ihre Anstrengungen konzentrierten sich eher auf die Weiterentwicklung bestehender Technologien als auf den Entwurf neuer Technologien. Daher gilt es als realistisch, den TLR einer ausfaltbaren Solarzellenanordnung, eines aufpumpbaren Bremssegels namens InflateSail und eines Sonnensegels auf den Wert 8 anzuheben – System vollständig und qualifiziert. Die faltbare Solarzellenanlage wurde so konstruiert, dass sie beim Start kompakt ist und sich für den Einsatz im Weltraum auf ein Vielfaches der ursprünglichen Größe ausweiten kann. Sie basiert auf flexiblen Solarzellen zwischen Auslegern aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und bietet erhebliche Gewichtseinsparungen im Vergleich zu herkömmlichen starren Solarzellenanordnungen. Die gleiche Auslegertechnologie wird auch bei InflateSail verwendet. Dieses Bremssegel besteht aus einem ultraleichten Polymersegel an einem aufpumpbaren Mast und wird durch kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffausleger gestützt. Die Verfügbarkeit der kommenden Gelegenheiten für Raumflüge konnte InflateSail noch interessanter machen. Das Segel wurde entwickelt, um Satelliten am Ende ihrer Lebensdauer abzubremsen, sodass sie die Erdumlaufbahn verlassen. Die Wissenschaftler erhoffen sich, dass der erste erfolgreiche Einsatz mit dem Picosatelliten 3U CubeSat, der bis Ende 2014 starten soll, demonstriert werden wird. In der ersten Projektphase wurde das Entwicklungsmodell der faltbaren Solarzellenanordnung und InflateSail fertiggestellt, und derzeit wird das Flugmodell entworfen. Zusätzlich wurde das Gossamer-Sonnensegel neu entworfen, das den geringen Strahlungsdruck des Sonnenlichts nutzt, um den Satelliten durch das All fliegen zu lassen, wie ein Boot über das Meer fährt. Der nächste Schritt wird in gründlichen Prüfungen bestehen, darunter thermische Tests sowie Schwingungs- und Vakuumversuche. Mit seinem Abschluss wird das DEPLOYTECH-Projekt die Weltraumerforschung erschwinglicher und Ziele zugänglich machen, die für uns derzeit noch unerreichbar sind.
Schlüsselbegriffe
Weltraumerforschung, ausfaltbare Struktur, Solarzelle, Sonnensegel, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, Technologie-Reifegrad
