Die Entwicklung elektrischer Raumfahrtantriebe (Electric Propulsion, EP) schreitet rasch voran. Ehrgeizige Missionen wie ein bemannter Flug zum Mars werden durch die Möglichkeiten von EP beflügelt oder überhaupt erst technologisch realisierbar. Parallel dazu findet eine rasante Kommerzialisierung der Raumfahrt statt, die unter dem Schlagwort New Space zusammengefasst werden kann. Neben den etablierten Anbietern von EP-Systemen wie ArianeGroup, Sitael, Airbus oder Thales drängen insbesondere im Bereich der Kommunikationssatelliten viele neue Anbieter mit eigenen Produkten auf den Markt. Um den sich schnell entwickelnden Anforderungen der Raumfahrtindustrie im EP-Bereich gerecht zu werden, Vergleichbarkeit zwischen EP-Systemen herzustellen und den sicheren Betrieb von EP-Systemen im Weltraum zu gewährleisten, ist der Aufbau einer hochmodernen Instrumentierung zum Test und zur Qualifizierung solcher EP-Systeme dringend erforderlich. Dazu sind Konzepte für Testanlagen zur Qualifizierung und Standardisierung von EP-Systemen zu entwickeln. Wesentliches Ziel muss dabei die Übertragbarkeit der auf der Erde in Testanlagen ermittelten Leistungs- und Betriebsparameter von EP-Systemen auf den Betrieb unter realen Bedingungen im Weltraum sein. Die Kenngrößen elektrischer Antriebe müssen daher eindeutig und standardisiert erfasst werden. Dazu sind entsprechende Standards zu definieren und eine Instrumentierung zu entwickeln, mit der EP-Technologien für den Weltraum auf der Erde getestet werden können.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit 667.925 Euro geförderte Verbundprojekt Ref4EP: Referenztriebwerke und Diagnosestandards für elektrische Raumfahrtantriebe für Kleinsatelliten hat zum Ziel, Methoden zu entwickeln und Strukturen aufzubauen, um solche Standards auf nationaler Ebene zu etablieren. Auf Initiative des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat sich ein Konsortium aus vier Partnern gebildet, die über einschlägige Erfahrungen auf dem Gebiet der Triebwerksdiagnose und der Entwicklung von Ionenquellen verfügen. Neben der Justus-Liebig-Universität (JLU) in Gießen sind dies das Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. in Leipzig, die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und die Technische Hochschule Mittelhessen. Ziel des Verbundprojektes unter Federführung der JLU ist es, zwei Referenzdiagnostika für die Treibstrahlanalyse zu entwickeln und im Rahmen des Projektes mit einer Referenzionenquelle zu vergleichen. Die experimentelle Validierung der entwickelten Ionenquelle sowie der Diagnostika erfolgt an verschiedenen Weltraumsimulationsanlagen in Form eines Ringvergleichs.

Die Querschnittseinheit „Werkzeuge“ des Leibniz-Institutes für Oberflächenmodifizierung e.V. befasst sich im Rahmen ihres Teilvorhabens Entwicklung und Charakterisierung einer Referenz-Gitterionenquelle für Strahldiagnostiken mit der Entwicklung und Charakterisierung einer Referenz-Gitterionenquelle als Normal für die Charakterisierung und Validierung von Strahldiagnostiken. Weiterhin entwickelt das IOM eine Faradaysonde zur Messung von Strahlstromdichten. Das Teilvorhaben wird unter dem Förderkennzeichen 50RU2301C mit 187.133 Euro vom BMWK gefördert.

Kontakt:

Dr. Daniel Spemann
Leiter der Querschnittseinheit "Werkzeuge" am IOM
E-Mail: daniel.spemann(at)iom-leipzig.de