Projekt MARAS: Dcubed soll CubeSat-Reflektorantennen entwickeln

Der Trend in der Satellitenfertigung kennt seit einiger Zeit nur eine Richtung: Miniaturisierung. Viele der aktuell in den Orbit startenden Satelliten haben nur noch die Abmaße eines Schuhkartons. Gerade einmal 10 x 10 x 10 cm misst eine Standardeinheit eines so genannten CubeSats. Mit dieser Verkleinerung verbunden sind nicht nur neue Anforderungen an die Energieversorgung, sondern auch an die Fähigkeit der Kommunikation. Die ESA hat nun ein von Dcubed geführtes Konsortium damit beauftragt, die Entwicklung eines entfaltbaren Antennen-Arrays zu übernehmen.

Ob Starlink, IRIS2 oder UNIO: In den kommenden Jahren sollen zahlreiche neue Satelliten-Konstellationen entstehen. Deren Hauptaufgabe ist die Sicherstellung von Kommunikationsdienstleistungen. Experten zufolge sollen zu den bisher rund 6.500 Satelliten im All zeitnah mehr als 10.000 weitere hinzu kommen. Um diese Stückzahlen zu realisieren, befindet sich die Industrie gerade in einem grundlegenden Wandel. Statt wie bisher auf teure und aufwändige Einzelstücke zu setzen, sind Satelliten der Zukunft seriengefertigte Produkte. Oftmals werden sie mit handelsüblichen Komponenten ausgestattet – den so genannten “components off the shelf”. Auf Sonderanfertigungen wird die Raumfahrtindustrie aber auch zukünftig nicht verzichten können. Eine solche soll nun ein vom Germeringer NewSpace-Startup Dcubed geleitetes Konsortium entwickeln.

Wir freuen uns sehr, dass die Europäische Weltraumorganisation ESA unseren Vorschlag für das Projekt MARAS als den besten in Europa bewertet hat. Diese Entwicklung flacher Paneele, die mit hochpräzisen Scharnieren verbunden und auf engem Raum gefaltet sind, passt perfekt in unsere Roadmap, der bevorzugte Partner für alle Arten von SmallSat-Mechanismen zu werden.

Dr. Thomas Sinn, CEO Dcubed

Hauptaufgabe im Rahmen von MARAS ist die Entwicklung eines entfaltbaren Antennen-Arrays. Dies bietet den Vorteil, dass es beim Start nur einen geringen Platzbedarf hat, im Orbit aber eine große Oberfläche zur Verfügung steht. Damit soll die Leistungsfähigkeit der Antenne erhöht werden, was wiederum für eine sichere und stabile Kommunikation unverzichtbar ist.

MARAS (Mechanical Assembly for Reflectarray Antennas of SmallSats) Projektlogo, © Dcubed
MARAS Projektlogo, © Dcubed

ESA-Förderung für relevante, aber wirtschaftlich unrentable Vorhaben

Obwohl es immer wieder solche Sonderanfertigung braucht, ist deren Entwicklung selten wirtschaftlich rentabel. Um sie trotzdem zu ermöglichen, unterstützt die ESA Unternehmen im Rahmen des ARTES-Programms (Advanced Research in Telecommunications Systems, fortgeschrittene Forschung im Bereich der Telekommunikationssysteme). Dabei sollen die Investitionen in Produkte oder Dienstleistungen umgewandelt werden, “indem Projekte mit unterschiedlichem betrieblichen und kommerziellen Reifegrad in unterschiedlichem Umfang unterstützt werden”, wie es auf der Website der ESA heißt. Einer der drei geförderten Bereiche ist die Unterstützung und Entwicklung neuer oder nächster Generationen von Satellitentelekommunikationsprodukten und -technologien bis zu ihrer ersten Flugmöglichkeit.

Hightech im kleinen Maßstab

In diesem Rahmen bewegt sich auch das Projekt MARAS – Mechanical Assembly for Reflectarray Antennas of SmallSats, Mechanische Konstruktion für Reflectarray-Antennen von SmallSats. Hierbei ist Dcubed federführend bei der Entwicklung, Herstellung und Prüfung der Mechanismen zur Unterstützung einer mehrteiligen Ka-Band-Reflect-Array-Antenne für einen 12U CubeSat (226,3 x 226,3 x 340,5 mm). Die mechanische Baugruppe besteht aus Paneelen mit hochpräzisen Scharnieren, die im ausgefahrenen Zustand eine ebene Struktur bilden, dem Hold Down and Release Mechanism (HDRM), der das verstaute Reflektor-Array während des Starts stützt sowie allen Mechanismen, die für dessen Unterbringung und Ausfahren erforderlich sind. Das Projekt umfasst die anfängliche Konzeptdefinition, Analysen und Breadboarding-Aktivitäten (TRL 5, erster Aufbau eines einfachen Prototypen) bis hin zum Entwurf und der Herstellung eines mechanischen Modells, das Umwelt- und Funktionstests unter repräsentativen Bedingungen unterzogen wird. Wie Dcubed mitteilt, soll das Teilsystem damit von TRL 3 auf TRL 6 gebracht werden.

Technology Readiness Levels Scale, © ESA
Technology Readiness Levels Scale, © ESA

Das MARAS-Konsortium im Überblick

Dem Konsortium gehören vier Unternehmen an, von denen jedes eine Kernkompetenz in anderen Disziplin einbringt. Die Leitung übernimmt das NewSpace-Startup Dcubed, das Erfahrung mit entfaltbaren Strukturen und Mechanismen mitbringt. Das Know-how in punkto Telekommunikation liefert die aus Nürnberg stammende Celestial Space Technologies GmbH. Die 2016 gegründete Blackwave GmbH aus dem bayrischen Taufkirchen ergänzt das Team mit ihrer Strukturkompetenz. Die Berliner German Orbital Systems GmbH unterstützt zu guter Letzt mit ihrem Fachwissen über Satellitenmissionen.

Header Bild: Picosats
Verfasst von M. Weissflog
Bisher 10 Mal gelesen
Schön zu lesender Artikel? Einfach zu unterstützendes Projekt!