Satelliten-Antrieb ohne Treibstoff
Dresdner Forscher wollen mit europäischen Partnern elektrische Bandantriebe zur Praxisreife führen
Dresden, 21. November 2024. Damit Satelliten künftig mehr wissenschaftliche Geräte laden und billiger in den Weltraum gelangen können, arbeiten Dresdner Raumfahrtforscher und weitere europäischer Partner an einem Tether-Antrieb, der ohne chemische Treibstoffe auskommt. Das hat die TU Dresden mitgeteilt.
Im Kern besteht dieser durch Solarzellen gespeiste Antrieb aus leitfähigen Bändern, die wie Tentakel von den Satelliten ausgeworfen werden, um durch elektromagnetische Kräfte kleine, sehr sparsame Kurskorrekturen zu ermöglichen. Dieser Ansatz könnte viele Satelliten um bis zu 90 Prozent leichter machen, da sie dann keinen gasförmigen oder flüssigen Treibstoff mehr an Bord brauchen. Dies könnte dann auch den Raketen-Transport der Geräte in den Orbit deutlich verbilligen. „Das im Projekt E.T.COMPACT (,Compact and Propellant-Less Electrodynamic Tether System Based on in-Space Solar Energy’) entwickelte Antriebssystem hat das Potenzial, die Satellitenkosten erheblich zu senken beziehungsweise den Anteil der nutzbaren Satellitenmasse, etwa für wissenschaftliche Experimente, Antennen oder Kameras, deutlich zu erhöhen“, meinen die Forscher um den Dresdner Raumfahrt-Professor Martin Tajmar.
Die Idee, viele Kurskorrekturen im Erdorbit durch leitfähige Bänder („Space Tethers“) zu ermöglichen, ganz ohne Düsen- oder Ionenantriebe, ist im Grundsatz bereits länger bekannt. Bisher konnten sich solche Systeme aber nicht durchsetzen. Im Projekt „E.T.COMPACT“ versuchen die Europäer nun einen „Neustart“ dieser Technologie. Das Konzept: Die Satelliten bekommen lange leitfähige Bänder sowie besonders ausbeute-starke Tandem-Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Perowskit für die Stromversorgung. In den Bänder entstehen dann Lorenz-Magnetkräfte, die mit dem Erdmagnetfeld wechselwirken und die Satelliten in die gewünschte Richtung schieben.
„Eine der größten Herausforderungen in diesem Prozess ist das Schließen des Stromkreises“, heißt es dazu von der TU Dresden. Dafür haben Forscher des Dresdner Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik neue Elektronenemitter entwickelt. „Diese Emitter ermöglichen es den Elektronen, das Leiterband in Richtung Atmosphäre zu verlassen und so den Stromkreis zu schließen. Die Entwicklung und Erprobung der Elektronenemitter erfolgt in den Weltraumsimulationskammern der Professur für Raumfahrtsysteme.“
Quellen: TUD, Wikipedia
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