PARADE: Halte- und Trennmechanismus (HDRM) der nächsten Generation

PARADE

Bei den meisten Weltraummissionen ist das Verstauen und Sichern kritischer Strukturen wie Solarpaneele oder Antennen vor dem Start – sowie deren zuverlässiges Entfalten im Orbit – von entscheidender Bedeutung. Dies wird durch sogenannte Hold-Down- und Release-Mechanismen (HDRMs; Halte- und Trennmechanismen) erreicht.

Überblick PARADE

Das Projekt PARADE (engl. Preload Release Device) konzentriert sich auf die Entwicklung einer innovativen HDRM-Technologie, die für verschiedene Vorspannungen ausgelegt ist. Sie gewährleistet sowohl eine schnelle als auch eine schockarme Aktivierung und bietet damit eine hochzuverlässige und kosteneffiziente Lösung für moderne Raumfahrtanwendungen.

Technologische Hauptmerkmale

  • Schnelle Impulsaktivierung: Ausgelöst durch einen kurzen 100-ms-Stromimpuls (bis zu 4 A @ 20 °C) für eine schnelle und wiederholbare Auslöseleistung.
  • Schockarmes Auslösen: Ermöglicht durch eine schrittweise Freisetzung der gespeicherten Dehnung während des Entriegelns der vorgespannten Verbindung (umgesetzt bei Vorspannungen >18 kN).
  • Vor-Ort-Rücksetzbarkeit: Kann innerhalb weniger Sekunden mit wenigen Handgriffen komplett zurückgesetzt werden – ohne dass Teile ausgetauscht werden müssen.
  • Vollredundantes Design: Entwickelt, um den höchsten Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards von Weltraummissionen gerecht zu werden.

Innovationen & Vorteile

Nahtlose Integration & reduzierte Komplexität
Die PARADE-HDRMs verfügen über eine Gewindeschnittstelle, an dem der Auslösebolzen direkt befestigt werden kann. Dieses clevere Design macht separate Schnittstellen oder zusätzliche Adapter überflüssig.

Reduzierung von Kosten und Testaufwand
Dank des Einsatzes von Formgedächtnislegierungen (FGL / SMA) und einer geringen Systemkomplexität können die Mechanismen in Sekundenschnelle vor Ort zurückgesetzt werden. Dies reduziert den Testaufwand sowie die Gesamtprojektkosten während der Bodenoperationen drastisch.

Gleichzeitige Mehrfachaktivierung
Mit einer extrem kurzen Aktivierungszeit von weniger als 100 ms unter Umgebungsbedingungen ermöglicht die PARADE-Technologie das synchrone Auslösen mehrerer Trennmuttern. Diese Fähigkeit ist entscheidend für komplexe Manöver, wie beispielsweise das Lösen der Landebeine zukünftiger wiederverwendbarer Trägerraketen.

Size

S

M

L

XL

Bolt Interface

M3

M5

M8

M10

Preload Release

No

No

Yes

Yes

Nominal Preload [kN]

1

9

18

35

Ultimate Load [kN]

1.2

12

20

40

Mass [g]

25

65

160

310

Volume [mm³]

17 x 17 x 21

25 x 25 x 30

36 x 45 x 40

Dia. 52 x 45

Redundancy

Yes

Yes

Yes

Yes

Op. Temperature Range

-50°C - +80°C

(extended temperature under investigation)

-50°C - +80°C

(extended temperature under investigation)

-50°C - +80°C

(extended temperature under investigation)

-50°C - +80°C

(extended temperature under investigation)

Lifetime

> 40 cycles

> 40 cycles

> 40 cycles

> 40 cycles

Actuation Time [ms]

< 100 (at ambient)

< 100 (at ambient)

< 100 (at ambient)

< 100 (at ambient)

TRL

4 (6 in 2026)

4 (6 in 2026)

4 (6 in 2026)

4 (6 in 2026)

Kontakt

Dr. Tom Spröwitz

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Raumfahrtsysteme
Mechanik- und Thermalsysteme
Bremen