Aerostructure Multifunctional Cover Against Environmental Radiation

Aerostructure Multifunctional Cover Against Environmental Radiation

3 AeroMulE_Pitchdeck_INNOspace Masters 2022

Wir alle nutzen zunehmend Kommunikationsnetze, darunter Wi-Fi, Mobiltelefone, Satellitennetze, Internet der Dinge, autonomes Fahren, Überwachung in Medizin und Umwelt. Sowohl Menschen als auch Maschinen werden mehr und mehr drahtlos miteinander verbunden sein. Daher nimmt die Zahl der in elektronischen Geräten integrierten Antennen drastisch zu, was mit Gegenmaßnahmen gegen unerwünschte Signale und Störungen verbunden ist. Bislang werden zur Abschirmung von Elektronik Materialien auf Metallbasis verwendet. Diese sind zwar sehr sicher, aber auch sehr schwer. Außerdem können die Antennen selbst nicht abgedeckt werden, da sie dann keine Signale mehr senden können. Unser Ziel ist es, das Gewicht solcher Abschirmungen drastisch zu reduzieren, indem wir eine ultraleichte Materialklasse verwenden, die so genannten Aerogerüststrukturen. Wir werden innovative und kleine Schutzkappen entwickeln, die leicht anzubringen sind, ohne die weitere Miniaturisierung elektronischer Geräte zu behindern. Darüber hinaus wird diese neue Art von Kappen eine Frequenzselektivität ermöglichen und damit die digitale Sicherheit der Kommunikation erhöhen.

Vorteile:

  • Ultra-leichte Abdeckung gegen unerwünschte Signale
  • Erhöhung der digitalen Sicherheit und des Schutzes vor Störeinflüssen
  • Frequenzselektiv: Antennen sind schützbar
  • Sehr anpassungsfähig für spezifische Geometrien ohne Montageschnittstellen
  • Hohe Frequenzdichtigkeit
  • Breites Spektrum an Anwendungen in verschiedenen Wertschöpfungsstufen

Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der Technischen Universität Dresden
Dr. Tino Schmiel
tino.schmiel@tu-dresden.de
Institut für Materialwissenschaften der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Dr. Fabian Schütt
fas@tf.uni-kiel.de

QuMSeC – Quantenspeicher für sichere Kommunikation

QuMSeC – Quantenspeicher für sichere Kommunikation

QuMSeC – Quantum Memories for Secure Communication

Die Satellitenkommunikation ist mit einem Umsatz von 156.3 Milliarden US$1 eine Schlüsselkomponente der weltweiten digitalen Wirtschaft und besitzt eine strategische Bedeutung für Staat und Gesellschaft. Internet, Fernsehen, Telefonie oder die Kommunikation in der Luftfahrt und dem Schiffsverkehr sind auf hochsichere Satellitenkommunikationsnetze angewiesen. Die heute in der Datenübertragung eingesetzten Verschlüsselungsmethoden sind jedoch angreifbar, was erhebliche Sicherheitsrisiken für kritische Infrastrukturen beispielsweise im Energie-, Telekommunikations- und Verkehrssektor birgt. Die Quantenkommunikation bietet generell die notwendige Cybersicherheit für heutige und zukünftige Satellitenkommunikationssysteme. Allerdings wird dafür bislang die vollständige Kontrolle über die Entwicklung und Herstellung sowie den Start und Betrieb der Satelliten vorausgesetzt. Das von der Humboldt-Universität zu Berlin und der Technischen Universität Berlin durchgeführte Projekt „QuMSeC“ soll mithilfe von Quantenspeichern neue Maßstäbe für einen sicheren Quantenschlüsselaustausch auch für nicht-vertrauenswürdige Satelliten setzen. Damit sollen zukünftig Kunden und Nutzer auch ohne eigene Satelliteninfrastruktur von der sicheren Datenkommunikation über Satelliten profitieren.

1 Global Space Economy 2018 (Source: Bryce Space and Technology, 2020)

Vorteile:

  • Nachprüfbare Kommunikationssicherheit
  • Marktgrundlage für Quantenkommunikationsanbieter
  • Ermöglicht wirtschaftliche Verwertung von Quantenkommunikation
  • Stärkung der deutschen Aktivitäten im Bereich Quantentechnologie

Technische Universität Berlin, Einstein Center Digital Future, Humboldt-Universität zu Berlin, Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
Deutschland
Prof. Janik Wolters, Dr. Markus Krutzik
j.wolters@tu-berlin.de
m.krutzik@physik.hu-berlin.de
berlinquantum.net, physik.hu-berlin.de, qt-berlin.de

PCM-Polymer Verbindung – Neuartiges Material für die thermische Stabilisierung von Bauteilen und Systemen

PCM-Polymer Verbindung – Neuartiges Material für die thermische Stabilisierung von Bauteilen und Systemen

Komponenten von Raumfahrzeugen sind permanenten Temperaturschwankungen ausgesetzt. Um Überhitzung oder Unterkühlen dieser Komponenten zu vermeiden, entwickelt die ESDA-Axiotherm GmbH eine Polymerverbindung aus Phasenwechselmaterialien (PCM) zur thermischen Stabilisierung von Weltraumkomponenten und -systemen. Die PCM-Polymer Verbindung verfügt über eine hohe Kapazität zur Aufnahme von Wärmeenergie, die sie während einer Unterkühlung an das System abgibt, um die Temperatur zu stabilisieren. Dieses Material verhindert Temperaturschwankungen und erzeugt eine gleichmäßige Temperaturkurve. Das einzigartige Merkmal ist ein Materialmix, bei dem die Schmelze gelartig bleibt. Die Masse ist auslaufsicher und gut zu verarbeiten. Darüber hinaus ist es möglich, Hilfsmittel zu verwenden, um dauerhafte und stabile Anpassungen von Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit, Brandsicherheit und Strahlungsbeständigkeit vorzunehmen. Insbesondere Batterien (auch im Bereich der Elektromobilität) können von dieser Technologie profitieren.

Vorteile:

  • Effektives egalisieren von Temperaturschwankungen und reduzierte thermomechanische Belastung
  • Erhöhte Lebensdauer von Batterien und elektronischer Bauteile sowie erhöhte Betriebssicherheit
  • Geringe Masse, hohe Kapazität & direkt anwendbar auf alle Batterien (Automobil/Schifffahrt/Luftfahrt)

ESDA/Axiotherm GmbH
Eisenberg, Deutschland
Dirk Büttner
www.axiotherm.de
dirk.buettner@axiotherm.de

Shapecomm – Die Weiterentwicklung der Satellitenkommunikation

shapecomm picture

Shapecomm – Die Weiterentwicklung der Satellitenkommunikation

shapecomm picture

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
winner

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

shapecomm

Faserverbundstrukturen als Energiespeicher für Satelliten – Wall#E

Wall#E Image

Faserverbundstrukturen als Energiespeicher für Satelliten – Wall#E

Wall#E Image

Das Ziel von Wall#E ist die Integration von Energiespeicherfunktionen in die tragenden Strukturen der Raumfahrzeuge, wodurch eine deutliche Reduzierung der Masse und des Volumens von Satelliten bei
gleichbleibender Leistungsfähigkeit erreicht werden soll. Hierfür werden die immer stärker eingesetzten Faserverbundstrukturen mit neuartigen Feststoffbatterie-Materialien ausgestattet. Der Fokus liegt
zunächst auf Satelliten, kann jedoch leicht auf Launcher-Systeme, Raumstationen und erdgebundene Anwendungen erweitert werden.

Nutzen

  • Die Masse von Satelliten sinkt
  • Kompaktere und weniger komplexe Bauweise
  • Reduzierung von Kosten für Entwicklung und Start
Enrico Stoll

TU Braunschweig – Institut für Raumfahrtsysteme
Braunschweig, Deutschland
Prof. Dr.-Ing. Enrico Stoll
www.space-systems.eu
e.stoll@tu-bs.de

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Skith: Der drahtlose Satellit

SKITH

Skith: Der drahtlose Satellit

SKITH

Die Verkabelung in Satelliten ist bisher notwendig, aber auch aufwendig, teuer, schwer und ein wesentlicher Risikofaktor. Skith will den ersten drahtlosen Satelliten, mittels Verwendung von Miniatur-Hochgeschwindigkeits- und Echtzeit- Funkmodulen mit kurzer Reichweite entwickeln.
Durch Kombination von modularer und fehlertoleranter Software mit Ultrawideband Technologie aus der Industrie 4.0 entsteht ein robustes und zugleich anpassbares Gesamtsystem.
Skith hat sich zum Ziel gesetzt:

  • Die Integrations- und Startkosten von Satelliten zu senken
  • Die Verlässlichkeit von Maschinen, insbesondere von Satelliten und Flugzeugen, zu steigern
  • Die Flexibilität der Steuerung zu erhöhen
  • Den Bordcomputer unabhängig von anderen Ein- und Ausgabegeräten zu machen
Universität Würzburg

lnformatics 8 – Aerospace Information Technology

Prof Sergio Montenegro
montenegro@informatik.uni-wuerzburg.de

Tobias Mikschl
tobias.mikschl@uni-wuerzburg.de