Entfaltbare Bremssegel (ADEO) für kleine, mittlere und große Satelliten - HPS GmbH – The Team to Trust HPS GmbH – The Team to Trust
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Entfaltbare Bremssegel (ADEO) für kleine, mittlere und große Satelliten


Von ADEO-L bis ADEO-N (NABEO)

Weltraumschrott im niedrigen Erdorbit (LEO) stellt ein zunehmend großes Risiko für alle Raumfahrtmissionen dar. Ohne effektive Gegenmaßnahmen, die die Rückführung von Satelliten und Raketenstufen nach deren Betriebsdauer sicherstellen, kann Raumfahrt auf absehbare Zeit gar unmöglich werden. Schon seit 2002 gibt es daher eine internationale Richtlinie, derzufolge ausgediente Objekte innerhalb von 25 Jahren zu entfernen sind („IADC Space Debris Mitigation Guidelines des gemeinsamen Weltraumschrott-Ausschusses der Agenturen, IADC). Zwei Möglichkeiten stehen grundsätzlich für das De-Orbiting zur Verfügung:

  • Aktive Rückführung mittels eigener Antriebe
  • Passive Rückführung unter Nutzung der Restatmosphäre im LEO.

Für eine schnelle aktive Rückführung wird zusätzlicher Treibstoff benötigt; dafür muss allerdings das Antriebssystem auch nach Beendigung der Mission, also nach 10-15 Jahren, noch ebenso einwandfrei funktionieren wie das Steuerungs- und Navigationssystem an Bord. Definitiv brauchen Satelliten ohne derartige Vorrichtungen ein unabhängiges De-Orbit-Modul; und selbst jene, die darüber verfügen, sind auch erst damit auf der sicheren Seite, beispielsweise für den Fall des Versagens der Bordsysteme.  Sogenannte „Bremssegel“ („dragsails“) nutzen dagegen nur die bis ca. 750 Kilometern Höhe natürlich gegebenen Umgebungsbedingungen, indem sie die Widerstandsfläche des ausgedienten Satelliten gegen die Flugrichtung durch Entfaltung vergrößern und damit die Abwärtsbewegung in Richtung Erdatmosphäre zum finalen Verglühen drastisch beschleunigen. Dabei stabilisieren sie sich ohne weiteres Zutun und benötigen auch keine aktive Steuerung und sind so auch für außer Dienst befindliche, im All taumelnde Raumfahrzeuge geeignet.

HPS hat zusammen mit deutschen Partnerfirmen, DLR- und Fraunhofer Instituten die ADEO-Serie von Bremssegeln entwickelt:

  • ADEO N für kleine Satelliten von 1 – 100 Kilo, wie etwa CubeSats
  • ADEO-L für mittlere bis große Objekte zwischen 100 und 1.500 Kilo
  • ADEO-M als auf Maß lieferbare Lösung für Objekte zwischen 10 und 500 Kilo.

Überdies kann die grundlegende Technologie auch für Sonnendruckantriebe im All mit ADEO-S genutzt werden.

ADEO-big

Kontakt:
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Referenzen:
→ Success Trajectory

ADEO-L: Für mittlere bis große Objekte von 100–1.500 Kilo

Entwicklungspartner:

  • HTS GmbH, Coswig
  • DLR Institute of Space Systems, Bremen
  • DLR Institute of Composite Structures and Adaptive Systems, Braunschweig
  • ETAMAX GmbH, Darmstadt
  • Astos Solutions, Stuttgart
Adeo-Logo

Beschreibung:

  • Skalierbares Subsystem für passives De-Orbit von Objekten zwischen 100 und 1.500 Kilo
  • Maßgeschneiderte Bremsfläche je nach Masse und erwünschter Rückführungsgeschwindigeit
  • ADEO-1 wurde unter ESA-Vertrag von 2014-2017 als durchgetesteter Demonstrator entwickelt
  • Mit dem „De-Risk ADDA“-Projekt, ebenfalls von ESA beauftragt, wurde 2017 mittels Dynamikanalyse die Eignung des Bremssegels unter allen Bedingungen (auch etwa bei taumelnden Objekten) nachgewiesen
  • ADEO-2 wird als Flugmodell zum Test im All entwickelt und integriert (Nutzung einer Freiflug-Option in 2020 möglich).

Eckdaten:

  • Vollständig passives Subsystem
  • De-Orbitingdauer je nach Anforderung von Tagen bis zu 25 Jahren
  • Keine Bordsteuerung nötig
  • Bremsfläche von 10 bis 200 Quadratmeter
  • Masse des Subsystems je nach Bremsfläche von 7-15 Kilo
  • Dimensionen des Subsystems: ca. 40x40x20 Zentimeter (in gestauter Konfiguration)
  • Mechanische und motorgetriebene Entfaltungssysteme je nach Größe
  • Eigenständige Kontrollelektronik für die Entfaltung
  • Optional mögliche autonome Stromversorgung für automatische Entfaltung bei Versagen des Satelliten
  • Beständigkeit des Materials für Betriebszeiten jenseits 25 Jahre, etwa gegen UV, ATOX, Kollisionen mit Schrott, thermale Belastungen
  • Testverifizierte Beständigkeit gegen Startbelastungen (Vibrationen, rapide Dekompression) sowie gegen orbitale Thermalzyklen und bei Entfaltung unter heißen wie kalten Vakuum-Konditionen.

Highlights:

  • 09/2017: Erfolgreicher Abschluss der Risiko-Bewertung dynamischer Performanz (ESA-Vertrag)
  • 03/2017: Abschluss erfolgreicher Testkampagne des ADEO Engineering Modells für Level TRL 5/6 sowie des ADEO-1 Projektes

ADEO-N / NABEO für kleine Anwendungen von 1–100 Kilo

Entwicklungspartner:

  • Fraunhofer Ernst Mach Institut, Freiburg
  • DLR-Institut für Raumfahrtsysteme, Bremen
Nabeo-Logo

Beschreibung:

  • Bremssegel für Anwendungen im CubeSat-Format (1-100 Kilo)
  • Maßgeschneiderte Bremsfläche je nach Masse und erwünschter Rückführungsgeschwindigeit
  • Erste Mission von ADEO-N: „Pride of Bavaria“ auf Rocketlab Electron Mission „It´s Business Time“ im Juni 2018 (Entwicklung unterstützt durch das bayerische Wirtschafts-, Endergie- und Technologieministerium)

Eckdaten:

  • Vollständig passives Deorbiting-Subsystem
  • Rückführungsdauer nach Anforderung zwischen wenigen Tagen und 25 Jahren
  • Keine Bordsteuerungsysteme erforderlich
  • Bremsfläche von 1-4 Quadratmeter (NABEO auf Rocketlab Electron: 2,5 Quadratmeter Bremsfläche)
  • Masse: unter 1 Kilo
  • Größe: unter IU (10x10x8 Zentimeter)
  • Zweiphasige Entwicklung: „Out of the box“ und Bremssegel (adaptierbar für andere Dimensionen, etwa 6U, 12U, … CubeSats)
  • Nur ein Kurzsignal zur Auslösung der Entfaltung nötig

Highlights:

  • Juli 2018 (TBC): Voraussichtlicher Start auf Rocketlab Electron Flug 3 „It´s Business Time“