Infused Thermal Solutions – Integrierte Thermische Lösungen

Technische Komponenten sind in der Raumfahrt oft Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die Gefahr besteht darin, dass deren Leistung dadurch verringert oder die Lebensdauer verkürzt wird. Infused Thermal Solutions (ITS) ist eine innovative Methode, bei der die Temperatur der thermoelastischen Raumfahrzeugkomponenten passiv stabilisiert wird. Diese Methode vereint bekannte Konzepte der Phasenwechselmaterialien (PCM) mit modernen Fertigungsverfahren (3D-Druck). Um ein unabhängiges System zu schaffen, werden die Phasenwechselmaterialien individuell bedruckt und doppelwandige Komponentenstrukturen integriert.

Vorteile:

Temperaturstabilisierung
Reduktion thermoelastischer Verformungen
Verlängerte Lebensdauer technischer Komponenten
Schaffung komplexer und leichter „bionischer“ Strukturen
Kostensenkung
Technologietransfer (Spin-off), z.B. in die Automobilindustrie

Fachhochschule Aachen
Aachen, Deutschland
Prof. Dr. Markus Czupalla
www.fh-aachen.de
czupalla@fh-aachen.de

5. Juli 201818. Juli 2019

ESKIMO – Kickstage der Nächsten Generation

Die Startkapazität für den Start von Satelliten reicht nicht immer aus, um dem wachsenden Bedarf der Mikrosatellitenbetreiber gerecht zu werden. Levity Space Systems entwickelt derzeit eine elektrisch
angetriebene Micro-Launcher Kickstage, um kleine Satelliten in höhere Umlaufbahnen zu befördern, als es bisher möglich war. Dadurch erhalten Satellitenbetreiber eine Alternative zur Erweiterung ihrer Missionskapazitäten mit geringeren Startkosten. Gleichzeitig wird die Startleistung des Micro-Launchers verbessert. Ziel ist es, Satellitenbetreibern die Möglichkeit zu bieten, Micro-Launcher als Alternative zu herkömmlichen Raketen zu nutzen, da diese niedrige Erd- und Mondumlaufbahnen erreichen. Dadurch
sind verkürzte Startzeiten sowie eine zuverlässige Wartung von Satellitenkonstellationen, durch das gezielte Ersetzen von defekten Satelliten, möglich.

Vorteile

Transport kleiner Satelliten in höhere Umlaufbahnen (Erreichen der Mondumlaufbahn mit Micro-Launchern)
Verkürzung des Startintervalls von 24 auf 3 Monate
Senkung der Start- und Opportunitätskosten
Aussetzen und Wartung von Mikrosatellitenkonstellationen
Vermeidung von sekundären Nutzlastbeschränkungen
Viele zusätzliche Satellitenkonzepte und Anwendungsbereiche

Levity Space Systems
Aachen, Deutschland
Andres Luedeke
www.levity.space
andres.luedeke@levity.space

5. Juli 20187. März 2023

Silent Running – Strukturimmanente Schwingungsminderung für Trägerraketen durch Metamaterialien

Beim Start und Flug einer Rakete müssen Schwingungen so weit reduziert werden, dass diese nicht zur Beschädigung von Nutzlast und Struktur führen. Im Projekt „Silent Running“ nutzen MT Aerospace und das Fraunhofer LBF kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) mit Metamaterialien, um die Vibrationen, die während der Beschleunigung auf Nutzlast und Struktur wirken, zu reduzieren. Metamaterialien vereinen die Vorteile von aktiver und passiver Schwingungsminderung und kommen unter anderem bereits in der Automobilindustrie zum Einsatz. „Silent Running“ verfolgt das Ziel Schwingungen in Oberstufen zukünftiger Ariane Trägerraketen zu mindern. Die innovativen Schwingungsdämpfer sollen in die lasttragende Struktur der Trägerrakete integriert werden, damit auf konventionell eingesetzte, schwere Dämpfungselemente verzichtet werden kann.

Vorteile:

Effizientere Raketenstufen und komplexere Nutzlasten mit höherer Lebensdauer durch Minderung von Vibrationen in den Stufenstrukturen
Konkurrenzfähige, neue Trägerraketen durch Gewichts- und Kostenreduzierung
Beförderung von Satelliten mit effektiver Nutzlast und dadurch verbessertes Nutzlast-/ Kostenverhältnis pro Start
Spin-off in die Automobil-, Luftfahrt- und Schifffahrtsindustrie

Fraunhofer LBF
Darmstadt, Deutschland
Sara Perfetto
www.lbf.fraunhofer.de
sara.perfetto@lbf.fraunhofer.de

5. Juli 20187. März 2023

Shapecomm – Die Weiterentwicklung der Satellitenkommunikation

Shapecomm – Die Weiterentwicklung der Satellitenkommunikation

Aktuelle Kommunikationssysteme erleben große technische Veränderungen, erreichen jedoch nicht vollständig die theoretischen Datenratengrenzen. Vor allem die Satellitenkommunikation erfordert Flexibilität und höhere Übertragungsraten, um den aktuellen Bedarf, z. B. für Bordunterhaltungssysteme oder Hochdurchsatzsatelliten, zu decken. Das Startup-Unternehmen Shapecomm präsentierte die innovative Technologie des „Probabilistic Amplitude Shaping“ (PAS) und „Distribution Matching“ (DM), welches eine 2,5-fach höhere Datenrate in einem optischen Übertragungsexperiment über dem atlantischen Ozean erzielte und von Facebook und Nokia Bell Labs durchgeführt wurde. Shapecomm will mit dieser patentierten Technologie eine Transceiver-Architektur, basierend auf dem DVB-S2X-Standard entwickeln, die möglicherweise auch in den DVB-S3 Standard einfließen könnte.

Vorteile:

Erhöhung der fixen Datenrate aktueller Kommunikationssysteme, z. B. Satellitenkommunikationsverbindungen
Effiziente Nutzung bestehender Ressourcen (z. B. Bandbreite), um mehr Nutzer zu bedienen und Endnutzern erhöhte Benutzerfreundlichkeit zu bieten
Wichtiger Wegbereiter und Vorreiter für zukünftige Anwendungen, die hohe Datenraten benötigen
Transceiver-Modems können flexibler und mit geringeren Kosten entwickelt und produziert werden
Wirtschaftlich effiziente Bereitstellung zuverlässiger Verbindungen & hoher Datenraten in entlegenen Bereichen

shapecomm UG
Munich, Deutschland
Fabian Steiner
www.shapecomm.de
contact@shapecomm.de

5. Juli 201818. Juli 2019

Biocontroller – Plattformtechnologie für die Optimierung von Mikroben bei Raumfahrtmissionen

Mikroben sind eine tickende Zeitbombe für lange Raumfahrtmissionen. Sie entwickeln sich um das Tausendfache schneller als der menschliche Körper und werden im Weltall nicht länger durch die Vielfältigkeit der Biosphäre der Erde unter Kontrolle gehalten. Eine Regulierung des Wachstums der Mikroben ist notwendig, um ihre Entwicklung in eine unerwünschte Richtung zu verhindern, die zu einer Bedrohung der menschlichen Gesundheit führen könnte. Die OPE Group hat sich auf die Kontrolle des Mikrobenwachstums spezialisiert und innovative Bioreaktoren sowie IoT-fähige Hard- und Software entwickelt, um Mikroben dahingehend zu trainieren, dass sie für die Raumfahrt nützlich sind. Diese Technologie ermöglicht die in-situ Nutzung von Ressourcen und Recycling bei Raumfahrtmissionen.

Vorteile

Kosteneffiziente Unterstützung menschlichen Lebens im Weltall
In-situ Nutzung von Ressourcen und Recycling während Raumfahrtmissionen zur Herstellung von sauberem Wasser, Nahrung, Düngemitteln, Chemikalien, Medikamenten und einer Vielzahl anderer Materialien
Stabile und robuste Grundlage für neue Ökosysteme zur Förderung der Besiedelung von Himmelskörpern
Stärkung des Mikrobioms von Astronauten zur Vorbeugung von Krankheiten und zum Erhalt der Gesundheit

OPE Group
Heemstede, Niederlande
Mathijs Martens
www.ope-group.org
martens@ope-group.org

5. Juli 20187. März 2023

FISHinSPACE – Zebrafischlarven zur Untersuchung der Wirbeltierphysiologie in der Raumfahrt

Die Zebrafischlarve ist das ideale Modell, um die Physiologie von Wirbeltieren im Weltraum zu untersuchen und dessen Ergebnisse auf den Menschen zu übertragen. Im Projekt „FISHinSPACE“ sendet die GIGA – Université de Liège eine Plattform zur mikroskopischen Beobachtung von Zebrafischlarven in den Weltraum. Das Gerät zur automatischen Beobachtung einzelner Larven ist ein kostengünstiges und hocheffizientes Systemmodell zur Untersuchung eines lebenden Gesamtorganismus unter Weltraumbedingungen. Die größten Vorteile dieses Modells bestehen in der Optimierung menschlicher Lebensumstände in extremer Umgebung und in der Nutzung der Weltraumumgebung um gesundheitliche Probleme zu erforschen.

Vorteile:

Hervorragende Eignung der Zebrafischlarven, um die Physiologie von Wirbeltieren unter Weltraumbedingungen zu untersuchen
Nutzung der Weltraumumgebung als Ersatz, um gesundheitliche Probleme wie Alterung, Osteoporose oder Durchblutungsstörungen zu erforschen
Vorteile für den Raumfahrtsektor, durch Optimierung menschlicher Lebensumstände in extremer Umgebung
Entwicklung und Erprobung neuer Medikamente der Pharmaindustrie dank der Anpassungsfähigkeit der Plattform

Université de Liège GIGA-Research
Liège, Belgien
Dr. Marc Muller
www.giga.uliege.be
m.muller@uliege.be

5. Juli 201818. Juli 2019

Cloud Computing auf der ISS mit Bartolomeo

Cloud Computing auf der ISS mit Bartolomeo

Moderne Satelliten, vor allem Mikro- und Nanosatelliten, sind nicht in der Lage, große Mengen an
Daten zu verarbeiten und zu speichern, weshalb ihre Daten regelmäßig an eine Bodenstation gesendet
werden müssen. Golbriak Space OÜ entwickelt für die Bartolomeo-Plattform an der Internationalen
Raumstation (ISS) eine Cloud-Computing-Infrastruktur, um kleinen Satelliten die Verarbeitung von Daten
zu ermöglichen. Die sogenannte „Bartolomeo cloud“ kann realisiert werden, indem ein kompaktes
Hochleistungsrechenzentrum sowie ein optisches und ein Hochfrequenzantennenterminal, als Schnittstelle
zum Satelliten des Kunden, auf der ISS installiert werden. Mit potenziellen ISS-Clouddiensten werden
die Zeit zwischen Datenerfassung und Datenbereitstellung verkürzt und neue Funktionen geschaffen, wie
zum Beispiel eine automatische Objekterkennung für Erdbeobachtungssatelliten, erhöhte Satellitenautonomie
(kognitive Satelliten) oder maschinelles Lernen für Satellitendaten in Echtzeit.

Vorteile

Kürzere Zeiträume zwischen Datenerfassung und -bereitstellung
Satelliten im Orbit bekommen die Fähigkeit maschinelle Lernverfahren zu nutzen
Möglichkeit Missionen zu verlängern
Weitere Dienste, z.B. Datenspeicherung und Daten-Downlink mit hoher Bandbreite

Golbriak Space OÜ
Tallinn, Estland
Simone Briatore
www.golbriak.space
info@golbriak.space

5. Juli 20187. März 2023

Golden Fleece – 2D-Druckverfahren für Nanometalle im Weltraum

Golden Fleece ist ein intelligentes Solarsegelkonzept, das für den Antrieb von Raumfahrzeugen verwendet wird. ABM Space und AMEPOX Microelectronics entwickelten ein 2D-Druckverfahren, bei dem das Solarsegel in-situ mit einer Nanometallfarbe beschichtet wird, um elektronische Schaltkreise auf dem Segelsubstrat aufzubringen. Nanometall besitzt herausragende und vielseitige mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften, die sich für zahlreiche Anwendungen mit Materialien aus der Raumfahrt einsetzen lassen. Dieses 2D-Druckverfahren ermöglicht eine Fertigung im All und die Metalle, welche von Asteroiden und dem Mond gesammelt werden, können in-situ genutzt werden. Mit dieser Technologie ist die Fertigung von Ersatzteilen aus Leichtmetall sowie eine Großproduktion im Weltall möglich.

Vorteile

Flexible Elektronikfertigung im Weltraum
Flexible Fertigung von Leichtbaustrukturen im Weltraum
Nanosilber als Biozid ermöglicht sterile Strukturen und die Reduzierung von Reinraumkosten

ABM Space sp. z o.o. CCO
Torun, Polen
Mateusz Józefowicz
www.abmspace.com
office@abmspace.com

5. Juli 201818. Juli 2019

PVT-GAMERS – „Improved Pressure-Volume-Temperature Gauging“ Methode für Elektroantriebssysteme

PVT-GAMERS – „Improved Pressure-Volume-Temperature Gauging“ Methode für Elektroantriebssysteme

In der neuen Ära der elektrischen Antriebe, in der Treibstofftanks größer sind und Missionen länger dauern,
ist die Genauigkeit klassischer Mengen-Messverfahren obsolet geworden. Um die Lebensdauer eines Raumfahrzeugs
zu optimieren, ist jedoch eine exakte Bestimmung der verbleibenden Treibstoffmenge essentiell. Ein
Team der Luleå University of Technology hat die „Improved Pressure-Volume-Temperature Gauging“ Methode
entwickelt. Diese Methode nutzt vorhandene Sensortechnologien (TRL 9) und verbessert die physikalische
Modellierung des verfügbaren Treibstoffs sowie die Genauigkeit des klassischen Druck-Volumen-Temperatur
(PVT) Messverfahrens. Durch den Einsatz der Telemetrie des Raumfahrzeugs können Antriebssystemanbieter,
Satellitenbetreiber, Telekommunikationsunternehmen und Raumfahrtbehörden die Dauer ihrer Raumfahrtmissionen
verlängern.

Vorteile

Präzisere Messung der Treibstoffmenge von Raumfahrzeugen
Skalierbarkeit auf jede Treibstofftankgröße
Verlängerung der Dauer von Raumfahrtmissionen und Erhöhung ihrer Rentabilität
Kostengünstige Umsetzung durch Verwendung bestehender Raumfahrttelemetriesysteme
Übertragbarkeit der Technologie als Treibstoffkontrollsystem auf einphasige Druckbehälter in jedem Sektor

Luleå University of Technology (LTU)
Luleå, Schweden
Prof. Dr. María-Paz
www.atmospheres.research.ltu.se
maria-paz.zorzano.mier@ltu.se

5. Juli 201818. Juli 2019

Nucleus VR – Menschen und Informationen Weltweit in Echtzeit Verbinden

Das menschliche Überleben im All hängt von Lebenserhaltungssystemen, Computern und Ausrüstungen ab. Die Wartung dieser komplexen Systeme erfordert die Unterstützung von hunderten Experten auf der Erde. Nucleus VR ermöglicht eine Zusammenarbeit der Astronauten und Experten, als ob sie gemeinsam in einem Raum wären. Die Experten verbinden sich mit einem Digital Twin des Raumfahrzeugs und erscheinen im echten Raumschiff als holografischer Begleiter. Daten können im Digital Twin ebenfalls gespeichert und im echten Raumfahrzeug in einer Augmented Reality (AR) angezeigt werden. So lassen sich Probleme schnell, einfach und auf intuitive Weise lösen.

Vorteile

Verbindung von Astronauten mit Experten aus der ganzen Welt durch einen Digital Twin
Erzeugung des Digital Twins aus vorhanden CAD Daten mittels eines simplen drag-and-drop-Prozesses
Übertragung vieler unterschiedlicher Daten (Live-Streaming telemetrischer Daten, PDF, Video, 360°-Video)
Verbessertes Wohlbefinden der Astronauten durch Gespräche mit Familie und Freunden in virtuellen Welten
Kompatibilität mit einem Großteil der bestehenden AR/VR (Virtual Reality) Hardware: HTC VIVE, OCCULUS, Android AR, castAR, PC, HOLOLENS

NUCLEUS VR / EAB Engineering SARL
Lyon, Frankreich
Alexander Bolton
www.nucleusvr.net
abolton@nucleusvr.net

Kategorie: 2017/2018

Infused Thermal Solutions – Integrierte Thermische Lösungen

Infused Thermal Solutions – Integrierte Thermische Lösungen

ESKIMO – Kickstage der Nächsten Generation

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Silent Running – Strukturimmanente Schwingungsminderung für Trägerraketen durch Metamaterialien

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Shapecomm – Die Weiterentwicklung der Satellitenkommunikation

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Biocontroller – Plattformtechnologie für die Optimierung von Mikroben bei Raumfahrtmissionen

Biocontroller – Plattformtechnologie für die Optimierung von Mikroben bei Raumfahrtmissionen

FISHinSPACE – Zebrafischlarven zur Untersuchung der Wirbeltierphysiologie in der Raumfahrt

FISHinSPACE – Zebrafischlarven zur Untersuchung der Wirbeltierphysiologie in der Raumfahrt

Cloud Computing auf der ISS mit Bartolomeo

Cloud Computing auf der ISS mit Bartolomeo

Golden Fleece – 2D-Druckverfahren für Nanometalle im Weltraum

Golden Fleece – 2D-Druckverfahren für Nanometalle im Weltraum

PVT-GAMERS – „Improved Pressure-Volume-Temperature Gauging“ Methode für Elektroantriebssysteme

PVT-GAMERS – „Improved Pressure-Volume-Temperature Gauging“ Methode für Elektroantriebssysteme

Nucleus VR – Menschen und Informationen Weltweit in Echtzeit Verbinden

Nucleus VR – Menschen und Informationen Weltweit in Echtzeit Verbinden

INNOspace Masters