Neuartiger Dampfantrieb für Satelliten vorgestellt

Video12. August 2017, 10:00
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Zur Lagekontrolle in der Erdumlaufbahn reicht ein geringer Schub aus. Diesen sollen winzige Dampfaggregate liefern

illustr.: nasa
Kleinsatelliten wie diese CubSats werden immer beliebter – sie haben aber auch Nachteile.

Logan – Kleinsatelliten kommen immer mehr in Mode: Die Winzlinge mit einem Gewicht von oft nur wenigen Kilogramm sind nicht nur günstig in der Herstellung. Es kostet im Vergleich zu ihren größeren Pendants auch bedeutend weniger, sie in den Erdorbit zu verfrachten. Hinzu kommt, dass moderne Mikro-, Nano- und Picosatelliten bereits vieles von dem leisten können, was vor wenigen Jahrzehnten nur die ganz großen Satelliten schafften.

Einen bedeutenden Nachteil haben die Kleinsatelliten aber gegenüber den großen: Sie bieten kaum Platz für ein vernünftiges Antriebssystem, das ihnen die Navigation in der Erdumlaufbahn ermöglicht. Nun haben Raumfahrttechniker eine auf den ersten Blick ausgefallene Lösung für dieses Problem präsentiert: Sie wollen die Satelliten mit einem Dampfaggregat ausstatten.

scinews
Video: Wie der FEMTA thruster funktioniert

Laserdrucker-Prinzip

Die Forscher stellten den sogenannten "FEMTA thruster" (Film-Evaporation MEMS Tunable Array) auf der 31st AIAA/USU Conference on Small Satellites vor, einer Expertenzusammenkunft an der Utah State University in Logan. Funktionieren soll das System folgendermaßen: Röhrchen von nur zehn Nanometern Durchmesser sollen Wasser mithilfe des Kapillareffektes bis zu einer winzigen Heizeinheit an der Auslassöffnung transportieren. Dort wird das Wasser erhitzt und verdampft, was schließlich für den nötigen Schub sorgen soll. Das Prinzip gleicht der Funktionsweise von Laserdruckern, die aus ihren Düsen gleichsam Tintendampfwolken verschießen.

Erste Versuche des Systems haben sich als vielversprechend erwiesen: Die Wissenschafter um Alina Alexeenko von der Purdue University bauten vier FEMTA thruster in einen CubeSat mit rund 10 Zentimetern Seitenlänge ein und betankten ihn mit etwas Wasser. Beim anschließenden Test in einer Hochvakuumkammer sorgte das Dampftriebwerk 80 Sekunden lang für Schub.

Die Leistung war mit etwa einem Viertel Watt zwar nicht besonders viel, in der Schwerelosigkeit würde sie aber ausreichen, um den Würfel in weniger als einer Minute um 180 Grad drehen zu lassen. Alexeenko betont, mit insgesamt 12 derartigen Düsen wäre eine Lagestabilisierung von Kleinsatelliten im Orbit kein Problem mehr. (tberg, 12.8.2017)

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