Kleiner und billiger in den Weltraum
Elektrische Antriebssysteme werden voraussichtlich eine zunehmend wichtigere Rolle für die zukünftige Erforschung von Planeten und für kommerzielle als auch militärische Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn spielen. Diese Systeme erfordern viel weniger Treibstoff, um dieselbe Beschleunigung der Raumsonde zu erzielen. Das Treibmittel wird bis zu 20-mal schneller als von chemischen Triebwerken ausgestoßen. Während chemische Triebwerke große Mengen von Treibstoff auswerfen, arbeiten Elektromotoren mit sehr kleinen Strömen, so dass sie das Raumschiff sanft anschieben. Die kontrollierte Strömung des Treibstoffs bei niedrigem Druck aus dem Hochdruckspeicher wird durch eine Kombination von Druckflusssteuereinrichtungen erreicht. Das RP7-finanzierte Projekt "Miniaturised flow control unit" (µFCU) hat eine Strömungssteuereinheit für elektrische Mikropulsionssysteme vorgeschlagen. Die µFCU-Projektpartner lieferten Komponenten, die in Europa für Bodenanwendungen in der Medizin oder der chemischen Industrie entwickelt wurden. Ein Vorteil der Verwendung von vorhandenen Technologien war eine signifikante Kosten -und Zeitreduktion bei der Gestaltung der miniaturisierten Strömungssteuereinheit. Diese Komponenten wiesen mindestens die gleiche Leistung auf wie die Konkurrenz aus den Vereinigten Staaten oder waren sogar noch besser als diese. Edelgase und insbesondere Xenon sind die bevorzugten Treibmittel für elektrische Antriebssysteme, da sie nicht korrosiv sind. Das μFCU-System wurde entwickelt, um in bestehende elektrische Antriebssysteme hineinzupassen, ohne ihr Gesamtbetriebskonzept zu verändern. Die Gesamtmasse des μFCU-Systems liegt unter 60 g, im Vergleich zu bestehenden Technologien von etwa 400 g. Das μFCU-System deckt einen großen Temperaturbereich von -40ο C bis + 110o C ab und ist tolerant gegenüber einem Strömungsüberdruck von bis zu 4-fachem Nenndruck von 2,2 bar. Das Design des μFCU-Systems berücksichtigt die Kundenanforderungen, die das Projekt durch die Definition von Referenzraummissionen unterstützt haben. Auf der anderen Seite hat das Projektkonsortium, das aus Partnern aus verschiedenen europäischen Ländern der europäischen Raumfahrtindustrie besteht, zu einer führenden Position bei fluidischen Steuerungssystemen für Weltraumgase verholfen.
Schlüsselbegriffe
Raumfahrttechnik, Strömungssteuereinheit, Edelgas Xenon, elektrische Antriebe, niedrige Erdumlaufbahn, Satellit, Treibmittel, Ventil
