26. August 2022
Q.ANT, Bosch, TRUMPF und das DLR arbeiten gemeinsam im Projekt QYRO

Quan­ten­sen­so­ren sol­len Sa­tel­li­ten in ih­rer Po­si­ti­on hal­ten

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Präzise Ausrichtung mit Quantensensoren
Prä­zi­se Aus­rich­tung mit Quan­ten­sen­so­ren
Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Präzise Ausrichtung mit Quantensensoren

Um ei­ne zu­ver­läs­si­ge Über­tra­gung der Si­gna­le si­cher­zu­stel­len, müs­sen die Sa­tel­li­ten auf ih­rer Um­lauf­bahn dau­er­haft höchst­prä­zi­se aus­ge­rich­tet sein. Die Sen­so­ren, die im Pro­jekt QY­RO ent­wi­ckelt wer­den, ba­sie­ren auf Quan­ten­tech­no­lo­gie.
  • Das Galileo Kompetenzzentrum ist im Projekt für weltraumrelevante Aspekte verantwortlich.
  • Der erste mit Quantentechnologie gesteuerte Satellit soll im Jahr 2027 starten.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Quantentechnologie, New Space

Das Quantentechnologie-Start-up Q.ANT, Bosch, TRUMPF und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben eine Partnerschaft zur Entwicklung weltraumtauglicher Lagesensoren geschlossen. Mit Hilfe dieser auf Quantentechnologie basierenden Sensoren soll es gelingen, Mini-Satelliten präzise auszurichten und die weltweite Datenkommunikation zu verbessern. Das geplante Quantenbasierte Gyroskop (QYRO) soll eine Alternative zu derzeitigen mechanischen Gyroskopen sein.

Das Galileo Kompetenzzentrum im DLR ist im Projekt für alle weltraumrelevanten Aspekte verantwortlich. Es unterstützt die Partner darin, die Weltraumanforderungen für die QYRO-Nutzlast zu definieren und diese so umzusetzen, dass das Gyroskop weltraumtauglich gebaut werden kann. Zum anderen ist das Galileo Kompetenzzentrum für die Definition, Planung und Umsetzung der Satellitenmission zuständig. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit anderen Instituten des DLR. Beteiligt sind das DLR-Institut für Softwaretechnologie, das DLR-Institut für Kommunikation und Navigation sowie der DLR-Raumflugbetrieb.

Die QYRO-Nutzlast wird unter realen Einsatzbedingungen im All validiert. „Dieser Teil des Projekts wird die Ergebnisse zu der Frage liefern, ob QYRO, und damit quantenbasierte Gyroskope generell, weltraumtauglich sind und wenn ja, wie sie im Vergleich zu kommerziell verfügbaren, modernen Referenzsystemen abschneiden“, erklärt Harald Hofmann vom Galileo Kompetenzzentrum in Oberpfaffenhofen. Den ersten Mini-Satelliten mit Quantentechnologie möchte das DLR in fünf Jahren Richtung Weltall starten. Quanteneffekte nutzende Lagesensoren lassen sich nicht nur bei Satelliten, sondern auch beim automatisierten Fahren oder bei der Indoor-Navigation zum Beispiel in Fabrik- und Logistikhallen einsetzen.

Partnerschaft aus Industrie und Forschung

Die Entwicklung europäischer Quantensensoren soll die Unabhängigkeit vom Weltmarkt stärken. Q.ANT leitet die Entwicklungspartnerschaft. „Diese strategische Partnerschaft zeigt, welches Potenzial in der gemeinsamen Entwicklung von Zukunftstechnologien steckt. Der Einsatz von Quantentechnologie in der Luft- und Raumfahrt ist für den Industriestandort Deutschland eine riesige Chance“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Das Start-up baut die verschiedenen Komponenten des Sensors zusammen und liefert die Detektionseinheit. Die Bosch-Forschung entwickelt eine miniaturisierte, weltraumtaugliche Messzelle. Sie ist mit einem atomaren Gas befüllt, das mit Laserstrahlen und Magnetfeldern zu einer Kreiselbewegung der Atome angeregt wird. Miniatur-Laserdioden von TRUMPF werden gemeinsam mit dem Ferdinand-Braun Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, für den Einsatz in der Quantentechnologie und im Weltraum entwickelt. Anschließend werden sie mit weiterer Messtechnik in das Gehäuse integriert.

Zum Projekt

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt QYRO im Rahmen der Fördermaßnahme „Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen“. Das Forschungsbudget für das Projekt liegt bei rund 28 Millionen Euro, ein Großteil davon stammt vom BMBF.

Das Galileo Kompetenzzentrum

Das Galileo Kompetenzzentrum am DLR-Standort in Oberpfaffenhofen wurde 2019 gegründet. Eine Hauptaufgabe liegt in der technischen Umsetzung und Demonstration zukunftsfähiger Konzepte und Technologien für die europäische Satellitennavigation. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Verwendung und Förderung der Quantentechnologien. Mit seiner Expertise ist das Kompetenzzentrum ein Ansprechpartner für Politik, Forschung, Industrie, Europäische Kommission und weitere Partner.

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Gyroskop

Gyroskope sind schon seit etwa 200 Jahren bekannt. Ein Gyroskop ist ein schnell rotierender Kreisel. Er dreht sich in einem beweglichen Rahmen und behält seine Lage. Ein quantenbasiertes Gyroskop arbeitet mit Lasertechnologie und hat eine deutlich erhöhte Genauigkeit. Gleichzeitig ist es kleiner und leichter. Aktuell werden für Satelliten und Raumfahrtanwendungen mehrere Typen von Gyroskopen verwendet.