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Aug 07, 2023

Beschleunigung der SmallSat-Technologie: Space Dynamics Lab erhält Patent für Raumfahrzeugantrieb

Wissenschaft und Technologie 29. August 2023 Das miniaturisierte grüne Endbrenn-Hybridantriebssystem für CubeSats ist in diesem Bild während eines Testbrandes in einer SDL-Anlage auf dem Innovationscampus der USU zu sehen.

Wissenschaft und Technologie

29. August 2023

Das miniaturisierte grüne Endbrenn-Hybridantriebssystem für CubeSats ist in diesem Bild während eines Testbrandes in einer SDL-Anlage auf dem Innovationscampus der USU zu sehen. (Bildnachweis: SDL/Allison Bills)

NORTH LOGAN, Utah – Das Space Dynamics Laboratory der Utah State University gab am Dienstag bekannt, dass es ein Patent für die Entwicklung eines miniaturisierten Antriebssystems für CubeSats erhalten hat. Die Erfindung reagiert auf das zunehmende Interesse der Raumfahrtindustrie an der Manövrierfähigkeit kleiner Satelliten im Orbit.

Die Möglichkeit, CubeSats im Orbit zu manövrieren, bietet viele Vorteile, einschließlich einer verbesserten Vielseitigkeit und Effektivität der Satelliten. Mit Antriebssystemen an Bord können CubeSats präzise Orbitalanpassungen vornehmen und so Missionsflexibilität und Reaktionsfähigkeit auf Echtzeitdaten ermöglichen.

Manövrierfähige CubeSats können Formationsflüge und Schwärme für kooperative Missionen durchführen, die Kommunikationsabdeckung optimieren und Kollisionen mit anderen Satelliten und Weltraummüll aktiv vermeiden und so zur Sicherheit und Nachhaltigkeit im Weltraum beitragen. Darüber hinaus verlängern die Neupositionierungsfunktionen die Lebensdauer des Satelliten, während das kontrollierte Deorbitieren eine verantwortungsvolle Entsorgung des Satelliten gewährleistet. Diese Antriebssysteme bieten auch wertvolles Testpotenzial für zukünftige Satellitentechnologien und bieten praktische Ausbildungsmöglichkeiten für Studenten und Forscher in den Bereichen Weltraumwissenschaften und -technik.

Zu den größten Herausforderungen beim Antrieb kleiner Satelliten zählen der begrenzte Platz an Bord und die Massenkontroversität. CubeSats messen auf allen Seiten nur 10 Zentimeter und verfügen über eine begrenzte Treibstoffkapazität, was sich auf ihre Betriebslebensdauer und ihre Manövrierfähigkeit im Orbit auswirkt. Das neue Antriebssystem ist so konzipiert, dass es kompakt in die Grenzen von CubeSats passt, ohne deren Kernaufgabe und Fähigkeiten zu beeinträchtigen.

Die Erfinder des miniaturisierten Green End-Burning Hybrid-Antriebssystems für CubeSats – die SDL-Ingenieure Tyson Smith, Zachary Lewis, Kurt Olsen, der SDL-Wissenschaftler und pensionierte USU-Professor Stephen Whitmore und der Erfinder Marc Anthony Bulcher – haben erhebliche technische Herausforderungen gelöst, die mit dem Antrieb sehr verbunden sind kleines Raumschiff seit Jahren. Das neue Patent nutzt eine SmallSat-Antriebserfindung, die letztes Jahr an SDL und Smith, Lewis, Olsen und Whitmore vergeben wurde.

„Kleinsatelliten werden zunehmend für ihre Vielseitigkeit und Kosteneffizienz gelobt, ihr Potenzial wird jedoch durch ihre inhärenten Einschränkungen in Bezug auf Platz, Masse und Leistung definiert, was kompakte, leichte und hocheffiziente Antriebslösungen erfordert“, sagte Olsen. „Die neue Erfindung geht diese Probleme an, indem sie einen Antrieb schafft, der es kleinen Raumfahrzeugen ermöglicht, sicheren, festen Treibstoff auf kontrollierte Weise mit Schubniveaus zu verbrennen, die ihrer geringeren Masse entsprechen.“

Bei der Entwicklung des neuen Antriebssystems berücksichtigte das Team auch die Leistungsbeschränkungen an Bord, die Komplexität des Raumfahrzeugs und das Wärmemanagement.

„Kleine Satelliten sind häufig mit Leistungsbeschränkungen konfrontiert, was Antriebssysteme erfordert, die ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Effizienz und Stromverbrauch herstellen“, erklärte Olsen. „Wir haben uns auch auf die Entwicklung einer Antriebslösung konzentriert, die einfach und zuverlässig ist und gleichzeitig hohe Leistungsstandards beibehält.“

Ihre Erfindung verwendet eine Mischung aus festem und flüssigem Treibstoff, der im Gegensatz zu vielen der heute verwendeten konventionellen Raketentreibstoffe für Menschen ungefährlich und wieder startbar ist.

„SDL patentiert Erfindungen, die im Rahmen unserer Kernkompetenzen entwickelt wurden, um Lizenzmöglichkeiten zu ermöglichen, die den Stand der Technik vorantreiben und eine breitere Marktakzeptanz dieser Erfindungen ermöglichen“, sagte Dale Andersen, General Counsel und Patentanwalt von SDL. „SDL-Erfinder fördern weiterhin Innovationen, die es unseren Kunden ermöglichen, Spitzentechnologien für ihre kritischen Aufgaben einzusetzen.“

Das Space Dynamics Laboratory hat seinen Hauptsitz auf dem Innovation Campus der Utah State University in North Logan, Utah. Es ist eine gemeinnützige Organisation und ein an die USU angeschlossenes Forschungszentrum der USU. Mehr als 1.000 engagierte SDL-Ingenieure, Wissenschaftler, Geschäftsleute und studentische Mitarbeiter lösen technische Herausforderungen, mit denen Militär, Wissenschaft und Industrie konfrontiert sind, und unterstützen die Vision der NASA, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu erforschen. SDL verfügt über Außenstellen in Albuquerque, New Mexico; Chantilly, Virginia; Dayton, Ohio; Huntsville, Alabama; Ogden, Utah; und Stafford, Virginia. Weitere Informationen finden Sie unter www.sdl.usu.edu.

Eric WarrenDirektor, ÖffentlichkeitsarbeitSpace Dynamics Laboratory 435-881-8439 [email protected]

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