Silent Running – Integrierte Metamaterialien zur Schwingungsminderung von Launcher-Strukturen und Satelliten-Komponenten

Ursprüngliche Einreichung
Beim Start und Flug einer Rakete müssen Schwingungen so weit reduziert werden, dass diese nicht zur Beschädigung von Nutzlast und Struktur führen. Microvibrationen stören die Genauigkeiten von optischen Geräten in Satelliten.
Im Vorhaben „Silent Running“ verfolgten MT Aerospace, OHB-System AG und das Fraunhofer LBF das Ziel, innovative schwingungsmindernde vibroakustische Metamaterialien in die neuen Generationen von Satelliten-Komponenten und Launcher-Strukturen zu integrieren, um den Zielkonflikt zwischen Leichtbau und dem schwingungstechnischen Verhalten beim Start und bei Mikroschwingungen im Orbit zu lösen. Metamaterialien vereinen die Vorteile von aktiver und passiver Schwingungsminderung und können in vielen Branchen eingesetzt werden.

Entwicklung

Im Rahmen von INNOspace Masters und unserem Projekt Silent Running konnten wir mit unseren Projektpartnern MT Aerospace und OHB-System AG drei Weltraumdemonstratoren bauen. Dabei haben wir darauf geachtet, die Belastungen beim Start zu berücksichtigen und weltraumtaugliche Materialien zu verwenden. Wir konnten zeigen, dass der Einsatz von vibroakustischen Metamaterialien im Weltraum realisierbar ist und dass die Technologie neue Möglichkeiten für Leichtbau und- Schwingungsreduktion bietet.

Team: von zwei 0,5 FTE jetzt sechs FTE plus zehn Studenten
Acht Veröffentlichungen
Weitere Programme: Gewinner IÖB-Challenge: Autobahnen und Schnellstraßen: Lärmlast durch Technologie reduzieren
Anwendungsfelder: Hoch- und Tiefbau, Verkehr und Logistik, Versorgungswirtschaft und Infrastrukturmanagement
Erprobung von Geschäftsmodellen für eine Ausgründung im Fraunhofer AHEAD Programm
Messen: Space Tech Expo 2021 & 2022, ILA Berlin 2022, Hessen in Space 2023

Beurteilung

Die Entwicklung des Silent Running Projekts ist vor allem ein eindrucksvolles Beispiel für die Entwicklung eines neuen Technologiefelds: vibroakustische Metamaterialien. Neben Gewichtsreduktion durch das Leichtgewicht können die Materialien zudem aus nachhaltigen Rohmaterialien hergestellt werden. Die Erforschung der Anwendung in weiteren Branchen unterstreicht das Potenzial der Technologie.

Heiko Atzrodt
heiko.atzrodt@lbf.fraunhofer.de