Advanced Study Group (ASG)



Beschreibung

Die Advanced Study Group (ASG) ist eine interdisziplinäre Forschungsgruppe, die in Form eines Think Tanks fungiert. ASG sammelt verschiedene Ideenvorschläge, prüft diese auf Innovationsgehalt und entwickelt die Ideen zu belastbaren Konzepten weiter. Die anvisierten Raumfahrtkonzepte zeichnen sich meistens durch eine Langzeitperspektive, durch visionären und innovativen Kontext sowie durch die Implementierung von aufstrebenden Technologien (Disruptive Technologies) aus. Die ASG bringt folgende Eigenschaften ein:

  • Konzipierung sogenannter Breakthrough RF-Konzepte (out-of-the-box thinking)
  • Interdisziplinäre Zusammenarbeit mit RF-fremden Forschungsbereichen: Spin-in (z.B. Biologie, Chemie, Geologie, Städteplanung)
  • Raumfahrtspezifische Strategieentwicklungen (Bestandsanalysen bzgl. ökonomischer und gesellschaftlicher Situation)
  • Entwicklung strategischer Road Maps für visionäre Konzepte und Technologien
  • Einsatz von neuen Kreativitätstechniken (Think Tank approach) & vereinheitlichter Entwicklungsmethode (Protoidee - Minikonzept - CE Studie)
  • Generierung mehrerer Konzeptideen (sogenannte Micro Studies) & anschließende Evaluierung und Selektion (z.B. nach dem Stage-Gate-Prinzip)

Die Advanced Study Group (ASG) beschäftigt sich mit der Ideenfindung bevor ein Raumfahrtprojekt in die üblichen Projektentwicklungsphasen (Phase-A bis Phase E/F) eintritt.

Die Identifizierung und Entwicklung bahnbrechender Konzepte muss auch mit der Etablierung einer strategischen Gesamtausrichtung einhergehen. Visionäre Konzepte zeichnen sich meist durch einen Langzeitcharakter aus, welche von einer breiten Schicht der Gesellschaft getragen werden müssen. Nur wenn die gesellschaftlichen Gegebenheiten sowie sozi-ökonomischen Besonderheiten berücksichtigt werden, kann ein visionäres Konzept auch tatsächlich umgesetzt werden.

Projekte der ASG

SpaceBlastPipe

 Space Blast Pipe
zum Bild Space Blast Pipe

Es gibt eine steigende Nachfrage für den Transport von Kompaktsatelliten in den niedrigen Erdorbit. Derzeit werden dafür nicht-wiederverwendbare Raketen eingesetzt, die mit hohen Kosten, Risiken sowie Umweltbelastungen verbunden sind. Ein neues visionäres Langzeit-Konzept, welches in einer Studie untersucht werden soll, basiert auf dem pneumatischen Prinzip. Das Kernstück dieser möglichen, zukünftigen Starteinrichtung bildet eine sehr lange evakuierte Röhre, genannt „Space Blast Pipe“ (SBP). Anfangs wird die Nutzlast auf einer kolbenähnlichen Plattform am unteren Ende der Röhre positioniert. Der Raum unterhalb dieser Plattform wird dann mit atmosphärischem oder Hochdruck-Gas geflutet und dadurch mit der Nutzlast gegen Vakuum ohne Verwendung von Brennstoff bis zum anderen Ende der Röhre beschleunigt. Erste gasdynamische und mechanische Analysen zeigen, dass abhängig von der Länge der Röhre, dem Durchmesser der Plattform, Druck und Temperatur, Endgeschwindigkeiten in der Größenordnung der Orbitalgeschwindigkeit (einige km/s) theoretisch möglich sind. Solch eine Einrichtung könnte mindestens die schwere Hauptstufe eines herkömmlichen Transportsystems, die einen großen Teil an Treibstoffmasse benötigt, ersetzen (siehe auch Paper IAC-08-D4.2.9).

 

Mikroturbinen

 Schematische Darstellung des MTG-Moduls
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In der Raumfahrt erlangt die Mikrotechnik zunehmend an Bedeutung. Ein zukünftiges Anwendungsgebiet mikrotechnischer Applikationen sind die sogenannten Power-MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System). Innerhalb der OE SARA wird die Möglichkeit des Einsatzes eines Clausius-Rankine-Prozesses zur Energiegewinnung für Satelliten als Alternative zu Solarzellen auf systemanalytischer Ebene untersucht. Dabei soll ein Mikro-Turbinen-Generator-Modul (MTG-Modul) über die Konzentrierung der Solarstrahlung mit einem Cassegrain-Kollektorsystem betrieben werden.
Die einzelnen Systemelemente wie Receiver/ Dampferzeuger, Turbine, Generator, Kondensator/ Radiator und Pumpe sollen mikrotechnisch ausgeführt werden. Die Akkommodation erfolgt zusammen mit dem Kollektorsystem innerhalb eines Moduls. Es wird von einer elektrischen Outputleistung von mindestens 10 Watt pro MTG-Modul ausgegangen.

Diese kleinen Dampfkraftwerk-Module werden später ähnlich wie Solarzellen in ein Panel integriert, um für den Satelliten den benötigten Strom zu produzieren. Einsatzgebiete sind sowohl innerhalb der Raumfahrt (Satellitenversorgung) als auch für terrestrische Anwendungen zu sehen (z.B. dezentrale/ regenerative Energiegewinnung und „Mikro“-Abwärmenutzung). Für weitere Informationen siehe auch Paper IAC-08-C3.2.6.

 Zeichnung des MTG-Moduls
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