Strukturen für Satelliten und Exploration
Effizient. Langlebig. Missionsbereit.
Der Forschungsbereich Strukturen für Satelliten und Exploration entwickelt innovative Struktur- und Thermalschutztechnologien für die nächste Generation kommerzieller und wissenschaftlicher Raumfahrtsysteme. Die rapide wachsende Satellitenindustrie, neue Flugbahnen wie Very Low Earth Orbit (VLEO, 100–300 km) sowie die Anforderungen langjähriger Explorationsmissionen verlangen flexible, kosteneffiziente und zugleich robuste Strukturkonzepte.
In VLEO wirken besondere Herausforderungen: erhöhter atmosphärischer Widerstand, starker atomarer Sauerstoff, hohe thermische Lasten und der Bedarf an kontrollierter End-of-Life-Demisability. Gleichzeitig erfordern wissenschaftliche Missionen hochzuverlässige Strukturplattformen, die über Jahre bis Jahrzehnte stabil funktionieren.
Unser Ziel ist es, zukunftsfähige, leichtgewichtige und nachhaltige Satellitenstrukturen zu entwickeln – von der digitalen Auslegung über den Thermalschutz bis hin zu neuen Materialien, die sich am Missionsende gezielt abbauen.
Forschungsschwerpunkte
- Digitale Entwicklungsplattformen für Satellitenstrukturen (DCEP): Durchgängige digitale Prozessketten für Strukturdesign, Simulation, Fertigung und Test verkürzen Entwicklungszeiten, ermöglichen modulare Plattformen und beschleunigen die Industrialisierung neuer Satellitenkonzepte.
- Schutzsysteme gegen atomaren Sauerstoff in VLEO: Erosionsbeständige Beschichtungen und Verbundwerkstoffe schützen Satellitenoberflächen vor dem hochreaktiven atomaren Sauerstoff und erhöhen die Lebensdauer von VLEO-Missionen.
- Sauerstoffsammler für elektrische Triebwerke: Technologien zur Gewinnung von atmosphärischem Sauerstoff in VLEO zur Versorgung elektrischer Antriebe. Ziel ist die Kompensation des orbitalen Widerstands und die Verlängerung der Missionsdauer ohne zusätzlichen Treibstoff.
- Biogene Werkstoffe und zerstörbare Struktursysteme (Demisability): Nachhaltige Werkstoffe und demisable Strukturkonzepte für kontrolliertes Verglühen beim Wiedereintritt – zur Erfüllung internationaler Vorgaben und Reduktion von Weltraumschrott.
- Entfaltbare aerodynamische Bremssysteme: Strukturen, die sich im Orbit entfalten, den aerodynamischen Widerstand erhöhen und ein kontrolliertes Deorbiting ermöglichen – am Missionsende oder für aktives Weltraummanagement
- Thermalstabile keramische Sandwichstrukturen für Sensorsysteme: Hochtemperatur- und strahlungsbeständige Sandwichstrukturen für Instrumente, Sensorik und optische Nutzlasten. Geringe Masse, hohe Stabilität und lange Lebensdauer.
Kooperationen und Technologietransfer
Der Forschungsbereich arbeitet entlang der gesamten Innovationskette mit Industrie, Start-ups, Raumfahrtagenturen und wissenschaftlichen Partnern zusammen, um neue Struktur- und Satellitentechnologien schnell in die Anwendung zu überführen. Durch die Kombination aus digitaler Entwicklung, experimenteller Validierung und industrienahen Demonstratoren entstehen Lösungen, die den Anforderungen des expandierenden Satellitenmarktes und zukünftiger Explorationsmissionen entsprechen.
Schwerpunkte sind:
- Technologietransfer zu Satellitenherstellern, Systemintegratoren und Betreibern – insbesondere für VLEO-Plattformen, Thermalschutzsysteme und demisable Strukturen.
- Kooperationen mit der europäischen und deutschen Raumfahrtindustrie, um robuste, nachhaltige und modulare Satellitenstrukturen verfügbar zu machen.
- Unterstützung von Start-ups, z. B. in den Bereichen nachhaltige Werkstoffe, orbitale Bremsstrukturen oder Schutzsysteme gegen atomaren Sauerstoff.
- Stärkung der europäischen Wettbewerbsfähigkeit durch digitale Plattformen, energieeffiziente Technologien und innovative Strukturkonzepte.
- Wissenschaftliche Zusammenarbeit mit Universitäten und Forschungseinrichtungen bei Simulation, Materialentwicklung und Strukturtests.
- Beteiligung an nationalen und internationalen Raumfahrtprogrammen, um Schlüsseltechnologien langfristig zu sichern.