Minisatelliten machen Europa im neuen Wettrennen im Weltraum wettbewerbsfähiger
Das Satellitengeschäft befindet sich im Wandel. Da bei großen Satelliten für Forschungs- und Kommunikationszwecke in naher Zukunft keine wesentlichen Änderungen zu erwarten sind, boomt der Markt für Kleinsatelliten. Durch ihre kleineren Dimensionen (1-100 kg) sind diese deutlich preisgünstiger und können schneller in den Weltraum gebracht werden – innerhalb von Wochen, Tagen oder sogar Stunden. Vierzehn Organisationen aus acht europäischen Ländern haben sich zusammengeschlossen, um Europas unabhängigen Zugang zum Weltraum für den aufstrebenden Kleinsatellitenmarkt zu gewährleisten. Das EU-finanzierte Projekt SMILE (SMall Innovative Launcher for Europe) entwickelte und demonstrierte wichtige Technologien für kostengünstige Lösungen, die durch eine konzeptionelle Bodenstartanlage am bestehenden Andøya Space Center in Norwegen unterstützt werden. Explosiver Start des Kleinsatellitenmarktes Projektkoordinator Leo Timmermans erklärt: „Derzeit sind über 500 Kleinsatelliten in Betrieb. Meistens handelt es sich dabei um 1 bis 5 kg schwere CubeSats. Der Trend zu ausgereifteren und leistungsstärkeren Satelliten (10 bis 50 kg) hält jedoch an. Aktuell setzen ungefähr 50 bis 100 Unternehmen Kleinsatelliten ein, und viele weitere werden folgen.“ In den nächsten sechs Jahren müssen allein mehr als 3 000 der kleinsten Satelliten gestartet werden. Bis 2030 werden neue Konstellationen und Ersatzmissionen voraussichtlich eine Nachfrage nach fast 12 000 Kleinsatelliten erzeugen. Dies entspricht Umsätzen von mehr als 69 Mrd. USD durch Startdienste und bietet der Branche bedeutende Wachstumschancen. Ziele von SMILE Das Projekt SMILE wollte europäischen Unternehmen und Institutionen einen unabhängigen Zugang zu Kleinsatellitenstarts ermöglichen und damit die Wirtschaft und technologische Spitzenposition Europas stärken. Die Ergebnisse von SMILE übertrafen die ursprünglichen Ziele. Anstelle eines Konzepts für ein einzelnes Trägersystem erstellte das Projektteam von SMILE zwei dreistufige Trägerkonfigurationen. Das Hybridantriebssystem kann 70 kg und das Flüssigkeitsantriebssystem 140 kg in die niedrige Erdumlaufbahn schicken. Die Triebwerkstests, die in den Anlagen der Partner durchgeführt wurden, waren beeindruckend und spiegelten in etwa die tatsächlichen Startbedingungen wider. Der Hybridraketenantrieb erreichte dank der Demonstration bei einem Raketenstart im Andøya Space Center außerhalb des SMILE-Projekts den Technologiereifegrad TRL7. Das Flüssigkeitstriebwerk (TRL5 bis 6) wurde in einem industrieorientierten Umfeld validiert. Weitere wichtige Technologien, die entwickelt und getestet wurden, umfassen 3D-gedruckte Injektoren für das Flüssigkeitstriebwerk (TRL8), die automatisierte Herstellung von Verbundwerkstoffen (TRL5), einen Prototyp der dritten Strukturstufe, ein Nutzlastsystem und Demonstratoren für die Luftfahrttechnik. „Diese innovativen Konzepte reduzieren das Gewicht der Trägerrakete sowie auch die Produktions- und Betriebskosten, was zu einer wettbewerbsfähigeren Lösung führt“, erklärt Timmermans. Die technologische Entwicklung wurde durch den Entwurf einer konzeptionellen Bodeneinrichtung basierend auf den Missionsanforderungen ergänzt. Dieser enthält sowohl einen Fahrplan für ein Bodensegment und die Anlagenplanung als auch ein Betriebskonzept. Darüber hinaus führte das Team eine Marktanalyse für kleine Trägerraketen durch und erstellte einen Geschäftsentwicklungsplan einschließlich eines Technologie-Fahrplans. Diese Arbeit demonstrierte die klare Nachfrage nach kleinen Trägersystemen und schlug einen Weg zur Umsetzung einer kleinen europäischen Trägerrakete vor. Die wichtigsten Begünstigten sind dabei Trägersystemintegratoren sowie Anbieter von Systemen und Subsystemen. Timmermans erklärt: „Eine kleine innovative Trägerrakete für Europa wird einen unabhängigen Zugang zum Weltraum sichern und es vielen Unternehmen und Organisationen ermöglichen, neue Dienste für den globalen Markt bereitzustellen. SMILE lässt Europa näher zusammenrücken. SMILE macht Europa stärker.“
Schlüsselbegriffe
SMILE, Trägerrakete, Kleinsatellit, Triebwerk, Technologiereifegrad, Antrieb, Konstellation, Flüssigkeitsantrieb, hybrid, CubeSat, Bodeneinrichtung, 3D-gedruckter Injektor, Mikroträgerrakete