Kleine Satelliten greifen nach den Sternen
Europäische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Projekts MICROTHRUST haben einen winzig kleinen Motor entwickelt, der mit einer ionischen Flüssigkeit, speziell EMI-BF4, angetrieben wird. Diese chemische Verbindung besteht aus elektrisch geladenen Molekülen, sogenannten Ionen, und ist bei Raumtemperatur flüssig. Um den Schub zu erzeugen, werden die in der Flüssigkeit vorhandenen Ionen mit Hilfe eines elektrischen Felds angezogen und dann abgestoßen. Genau das ist das Prinzip des MICROTHRUST-Ionenmotors: Der Treibstoff wird nicht verbrannt, sondern ausgestoßen. Bei dem gebauten Motor erfolgte der Ausstoß der Ionen aus einer Vielzahl, d. h. mehr als 1 000 pro Quadratzentimeter, winziger Siliziumdüsen. Der Treibstoff wird zunächst aus einem Vorratsbehälter zum äußersten Ende der Mikrodüsen geleitet, wo die Ionen beschleunigt und letztlich an der Rückseite des Satelliten ausgestoßen werden. Das Ionenausstoßsystem erfordert eine hohe elektrische Spannung und die an Bord eines Nanosatelliten verfügbare Energie beschränkt sich auf ein paar kleine Solarzellen, die ungefähr 4 W Leistung bereitstellen. Diese Schwierigkeit überwand man durch die Miniaturisierung des Systems. Der kleine Motor wurde nicht gebaut, um Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, sondern soll Raumschiffe beim Manövrieren im All unterstützen. Dafür brauchte man bisher sperrige teure Motoren. Der neue, ultrakompakte Motor wird den Satelliten Richtungsänderungen bei Umlaufgeschwindigkeiten von 40 000 km/h ermöglichen. Der erste Prototyp des MICROTHRUST-Motors ist bereits auf dem Weg aus den Labors in die Wirklichkeit und kann unter realen Bedingungen mit der CleanSpace One Mission getestet werden. Dieser in der Entwicklung befindliche Nanosatellit soll Weltraumschrott beseitigen. Nanosatelliten sind weitaus kostengünstiger als ihre größeren Kollegen. Derzeit mangelt es aber an einem effektiven Antriebssystem und so hängen sie in ihrer Umlaufbahn um die Erde fest. Die Projektresultate könnten somit eine neue Ära einer billigeren Raumfahrt einläuten.