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HPS Space News [2017]


Dezember 2017

EUCLID: ESA-Projekt zur Jagd auf Dunkle Materie und Energie nimmt kritische Hürde

HPS Deutschland liefert erstes Modell der zentralen Antenneneinheit

 

Albert Einstein soll gesagt haben, nur zwei Dinge seien unendlich: Die menschliche Dummheit und das Universum. Beim Universum sei er sich aber nicht ganz sicher, weil die Gravitation als zentrale Kraft eher den Zusammenhalt denn die Ausdehnung begünstigt. Mittlerweile sind sich die Wissenschaftler weitgehend einig, dass es in der Tat noch eine dritte und viel größere Kraft als die Gravitation geben muss, welche dieser entgegenwirkt und die unendliche Ausdehnung des Universums erst möglich macht. Demnach beherrscht ein bisher nur in theoretischen Ansätzen nachweisbares Energiefeld die Mechanismen der Ausdehnung mit einem Anteil von 68 Prozent: Dunkle Energie. Sie wirkt, so die einhellige Überzeugung, der Kontraktionskraft der Materie im All entgegen und sorgt so dafür, dass sich das Universum unendlich ausdehnt. Bislang Unsichtbares von noch größerem Ausmaß beherrscht in diesem Universum die Welt der Materie: Rund achtzig Prozent der Materie im Universum bestehen aus einem Stoff, den bisher noch niemand gesehen hat – aus Dunkler Materie. Insgesamt soll sie knapp 27 Prozent der Energiedichte im Weltall ausmachen, während die baryonische Materie, aus der alles uns Bekannte besteht, nur fünf Prozent beisteuert.

Beiden Phänomenen auf den Grund zu gehen, ist das Ziel des Weltraumteleskops EUCLID der europäischen Raumfahrtagentur ESA.

ThalesAleniaSpace Italien (TAS-I) wurde am 27. Juni 2013 als Hauptauftragnehmer für Euclid ausgewählt und koordiniert den Bau des Euclid Raumflugkörpers, der ab 2020 in 1,5 Millionen Kilometern von der Erde entfernt sechs Jahre lang die Sonne umkreisen und von dort Dunkle Materie von bis zu zwei Milliarden Galaxien in 3D kartieren wird.

Euclid wird zwei Instrumente verwenden. Eines arbeitet im sichtbaren und eines im nahen Infrarotbereich des Spektrums.

Euclid wird die Messergebnisse und gespeicherte telemetrische Daten im K-Band (26 GHz) über eine bewegliche Antenne mit einem Durchmesser von nur 70 cm an die Bodenstation senden. Vier Stunden pro Tag wird Euclid im K-Band senden, um maximal 850 GB zu übertragen. Telemetrie wird nicht nur im K-Band, sondern auch im X-Band übertragen, auch wird Euclid über das X-Band gesteuert.

Mit Entwurf, Analyse, Fertigung, Integration und Tests der K-Band Antennenstruktur beauftragte die TAS-I-Tochter TAS Spanien den europäischen Antennenspezialisten HPS Deutschland, ein Unternehmen mit 12-jähriger Entwicklungs- und Fertigungserfahrung auf dem Gebiet hochgenauer Antennen für Raumfluggeräte und Satelliten. Denn die Zuverlässigkeit der EUCLID-ARA (Antenna Reflector Assembly) ist eine der zentralen Erfolgsvoraussetzungen der ganzen Mission, an welcher fast eintausend Wissenschaftler von 100 Instituten in einem Konsortium aus dreizehn europäischen Ländern und den USA zusammenarbeiten. Alle Bilder beider Bordinstrumente werden allein über diese Antenne zur Erde gefunkt.

Das Antennendesign von HPS für EUCLID basiert auf dem Einsatz von spezieller, hoch-leitfähiger High-Tech Kohlefaser-Technologie (CFK), damit die Antenne leichtgewichtig, extrem genau und unempfindlich gegenüber den hohen Temperaturschwankungen sechs Jahre lang zuverlässig ihren Dienst in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung verrichten kann.

HPS hat durch eine aufwendige Verifikationskampagne den Entwurf und die Technologie ihres Reflektors untersucht. Nach Thermalzyklieren und Vibrationstest hat die Antenne die geforderte Genauigkeit eingehalten, die für die Datenübertragung nötig ist. Teils wurden die Anforderungen sogar übertroffen. Zur Verdeutlichung der Präzision: Die gerade noch zulässige Toleranz der Fertigung für Form-Abweichungen von der Soll-Geometrie liegt mit 50 µm beim Durchmessers eines menschlichen Haares. Die zulässige Ausricht-Toleranz bei Verformung durch die Temperaturgewalten des Weltraums im Bereich von -45 bis +135 Grad Celsius liegt dabei noch unter zehn Tausendstel Winkel-Grad (dies entspricht zum Beispiel der Betrachtung zweier Punkte von der Erde aus, wenn diese sich im Abstand von etwa 70 km voneinander entfernt auf der Mondoberfläche befinden).

Besonders wertvoll ist die HPS-Antennentechnologie für Satellitenmissionen zudem durch ein extrem gutes Verhältnis von Masse (4.5 kg) zu Steifigkeit (> 150 Hz Eigenfrequenz). Bereits im Mai 2017 hat HPS das erste Modell des K-Band Antenna Reflector Assembly für Tests auf höherer Integrationsebene ausgeliefert, jetzt im Dezember 2017, kam die formale Bestätigung der „STM-Acceptance“. Zwei weitere Modelle folgen in 2018, eines davon wird das Original für die Mission.

HPS ist eine der wenigen Firmen in Europa, die hochgenaue Antennenreflektoren entwickeln und liefern können. Derzeit befindet sich u.a. noch ein weiterer Reflektor mit 2,4 Metern Durchmesser für das Q/V-Band in der Fertigung, und das Qualifikationsmodell einer Ka-Band Antenne von HPS für die deutsche Heinrich Hertz Mission wurde soeben erfolgreich getestet. Das Gesamtportfolio reicht von 0,5- bis 2,5m Antennen. HPS stellt mit diesem Spezial-Knowhow den Anschluss deutscher Technik an die Weltspitze sicher.

Fotos: © ESA / © HPS GmbH

Oktober 2017

LEA – A New Chapter in Europe´s Declaration of Non‐Dependence in Space

Authored by the HPS – the „M“ in European Space SME

 

„Technology“ means „knowledge how to solve problems by applying technical solutions“. In the absence of abundant natural resources technology is nothing less than the key to self‐determination and liberty as the highest societal value in a free world.
Therefore, the European Commission (EC) dedicates with high priority comprehensive programs to …“  

More information can be found in the LEA_Press_Release_1  and in the article of Space Intel Report

Oktober 2017

German Space Agency (DLR) Awarded TRISTAN-C Contract to Thales Alenia Space in Germany (TAS-DE) with HPS as Subcontractor

On 4th of August 2017 the German Space Agency (DLR) agency has awarded the TRISTAN-C activity to Thales Alenia Space in Germany, aiming at the development of a new material for electronic housings to foster the use of COTS electronics in space. As referencecase a high-speed on-board computer electronic equipment of TAS-DE was chosen. The kick-off took place on 4th of September at the agency in Bonn. HPS Germany has been contracted for the development of the electronic housing.

With this contract the German Space Agency DLR takes Thales Alenia Space in Germany on board its Component Initiative to develop and realise innovative space technology for increased competitiveness.

The first ideas date back in 2005 when the use of CFRP was considered for electronic housings and HPS had been contracted by ESA for a related technology study. In the meantime HPS has performed several developments on CFRP electronic housings for different applications and in contract to different customers. In each contract different targets have been in focus (thermal, structural, electromagnetic shielding, radiation shielding, production process); TRISTAN-C now combines all of them in parallel.

Although the similar thermal expansion of CFRP electronic boxes simplifies the mounting on the CFRP panels of the satellite, the major innovation is the development of a new hybrid composite material. It balances the mass saving against improved space radiation shielding while solving also the thermal and electrical conductivity issues.

The project is promoted by the DLR Agency with funds of the Ministry of Economy and Energy based on an act of the German Federal Parliament under the support code 50YB1703.

The project is promoted by the DLR Agency with funds of the Ministry of Economy and Energy based on an act of the German Federal Parliament under the support code 50YB1703.

Mai 2017

Europäische Raumfahrt – Quo vadis?

Dialog der Spitzen aus Politik und Industrie

Am 24. Mai 2017 trafen auf Einladung des BavAIRia e.V. im Hause Airbus DS die politischen und industriellen Spitzen der europäischen Raumfahrt zum Gespräch über die Zukunft der Raumfahrt und deren Anwendungslandschaft unter dem besonderen Vorzeichen von „New Space“ zusammen. Die Großkonzerne Airbus und OHB wurden vertreten durch Dr. Johannes von Thadden und Marco Fuchs, für das nationale Raumfahrtmanagement und die ESA waren Dr. Gerd Gruppe und Dr. Ulrike Bohlmann, und für den Mittelstand waren deren Sprecher und HPS-CEO Dr Ernst Pfeiffer sowie Martin Blaser von ASP gekommen, während die EU von der Vorsitzenden der Sky & Space Intergroup des europäischen Parlaments, Monika Holmeier, vertreten wurde. Künftige Anwendungen insbesondere vor dem Hintergrund der heranreifenden Leuchtturmprojekte der EU – etwa Copernicus und Galileo – wurden in einem zweiten Diskussionsblock von Repräsentanten der GNSS-Agentur, Prag, des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur und ausgewählter industrieller Anwendungsspezialisten beleuchtet.

Monika Holmeier ließ keinen Zweifel an der Entschlossenheit der EU aufkommen, die europäische Raumfahrt-Agenda auf der Basis des bisher schon Erreichten kraftvoll voranzubringen, und verwies auf die auch wirtschaftlichen Erfolge der Großprojekte Copernicus und Galileo. Sie warnte dabei eindringlich vor Tendenzen der Monopolisierung durch wenige Großunternehmen und wünschte auch hier die Zusammenarbeit mit dem Mittelstand. Dennoch scheint es, wie Ernst Pfeiffer für den Mittelstand feststellte, in der europäischen „New Space“-Roadmap vor allem zwei festgelegte Rollen zu geben: Die der drei Konzerne als Primes für die staatlichen Großprojekte, und die der kleinen und teilweise noch gar nicht existenten „Startups“ für die Anwendungen. Dazwischen aber, so Pfeiffer, existiert noch ein enormes Potential beim sowohl markt- wie technikseitig seit Jahren hoch qualifizierten Mittelstand und er provozierte mit der Vermutung, dass genau dieses Potential vielfach aus dem Blick gerate, weil es schlicht nicht „politisch attraktiv“ sei wie die beiden anderen Pole, die Großindustrie durch ihr Arbeitsplatzargument und die Startup-Szene durch ihr Ideenfeuerwerk. Wenngleich diese Position nicht gänzlich unwidersprochen blieb, ließ sich jedoch am Ende der Diskussion eine gewisse gemeinsame Linie erkennen, die sich unter anderem auf drei Säulen stützt:

  • Die Voraussetzungen in Europa für „New Space“ amerikanischer Machart sind weder in ausreichender Form und Masse gegeben, noch wird es als wünschenswert angesehen, das Prinzip der Nachhaltigkeit für reine Kurzfristeffekte, die später umso mehr Probleme schaffen können, auf´s Spiel zu setzen. Europa braucht seinen eigenen Weg, und hier kommt gerade dem etablierten Raumfahrtmittelstand eine tragende Rolle zu – denn Technologie ist „DIE europäische Waffe“, wie aus dem Publikum von Jörg Feustel-Büechel angemerkt wurde. Allerdings sind im Sinne fairen globalen Wettbewerbs erst einmal gleiche Voraussetzungen für alle zu schaffen.
  • Die Förderung der mittelständischen Raumfahrtindustrie – insbesondere ihrer besonders stark in Deutschland ausgeprägten Kompetenzlandschaft – ist eine nationale Priorität von wachsender Dringlichkeit, da sie in besonderer Weise durch Schlüsseltechnologien von Zulieferern für deutsche Primes die souveräne Partnerschaftsfähigkeit Deutschlands erhält.
  • Optimierungspotential hinsichtlich der Geschwindigkeit der Prozesse besteht – etwa bei Förderentscheiden, Exportlizenzen oder auch parlamentarischen Prozessen – und kann gerade im Hinblick auf die Dynamik der Entwicklung von administrativer Seite noch gehoben werden. Denn jede Erhöhung der Schlagzahl ist auch ein Schritt auf dem Weg zur Bewahrung eines unabhängigen europäischen Wegs in die Zukunft einer an Sinnhaftigkeit und Nachhaltigkeit orientierten Raumfahrt.

 

In Conclusio:

 

  • Raumfahrt hat generell eine große Zukunft; Bayern, Deutschland und Europa müssen sich nur entscheiden, ob sie mit eigenständigen Leistungen als souveräner Partner dabei sein wollen – oder eben nicht.
  • Horizon 2020 bietet unterkritische Gewinnchancen durch Budgetrestriktionen bei enormem europäischen Bieterandrang; zusätzliche Anreize gerade für qualifizierte Unternehmen sind dringend zu schaffen
  • Die Politik erwartet Ideen und konkrete Bedarfsformulierungen für die Entwicklung von „Infrastrukturen“, die sie auch der terrestrischen Anwenderindustrie anschließend zur Verfügung stellen kann. Insbesondere das Bundesverkehrsministerium  zeigte sich hier außergewöhnlich aufgeschlossen.

März 2017

HPS prominent auf deutscher SATKOM-Konferenz in Bonn

Seite an Seite und auf Augenhöhe mit den Großen der Branche wie TESAT, OHB und Airbus präsentiert sich der Mittelständler HPS GmbH auf der deutschen SATKOM Konferenz in der Bonner KAMEHA-Residenz. Besonderes Augenmerk legt das Unternehmen mit seinem großen Stand auf die zentralen Kompetenzthemen Ka-Band und Q/V-Band  Antennen, große entfaltbare Antennensubsysteme der Zukunft (LDA) mit entsprechendem Metallic Mesh, De-Orbiting von Konstellationen via Drag-Sail sowie Leichtbau. Darüber hinaus erläutern HPS-CEO Dr. Ernst Pfeiffer und seine aus München mit angereisten Ingenieure in entsprechenden Kurzvorträgen den institutionellen wie industriellen Kunden vor Ort die neuesten Technologie-Entwicklungen bei HPS in den Bereichen Antennen und 3D-Druck.

Dr. Pfeiffer ist zudem auf der Veranstaltung als Sprecher der deutschen Raumfahrt-KMU auf allen Ebenen den über 300 Teilnehmern präsent. Seine Schlüsselbotschaften in Podiumsdiskussionen wie Kurzvorträgen und Einzelgesprächen: Die Zulieferer-Landschaft in Deutschland bildet ein dicht geflochtenes Netz von speziellen Fähigkeiten wie kaum in einem anderen Land. Diese Vorteile müssen genutzt werden, um im Satkom-Markt neben der Laserkommunikation auch auf anderen Schlüsselgebieten wie z.B. dem Q/V-und W-Band eine europäische Führungsposition einnehmen zu können. Innovativ, schnell, kostengünstig und flexibel sind die deutschen KMU für diese Rolle bestens aufgestellt. Die notwendige Sichtbarkeit auch über Deutschland hinaus entsteht, so Pfeiffer, jedoch erst aus der verstärkten Einbindung, Vernetzung und Arbeitsteilung der KMU im Zusammenhang mit größeren, eigens für KMU konzipierten Projekten. Gerade auch die Fähigkeit, einen eigenen europäischen Weg hin zu New Space zu legen, sieht Pfeiffer in besonders hohem Maße bei der mittelständischen Zuliefererindustrie gegeben.

März 2017

KMU-Präsentation vor dem Deutschen Wirtschaftsrat

Auf Einladung der Bundesfachkommission für Wachstum und Innovation des deutschen Wirtschaftsrates präsentierte HPS-Geschäftsführer DR.-Ing. Ernst Pfeiffer am 9. März 2017 in Berlin die notwendigen Ecksteine einer auf nationale und europäische „souveräne Partnerschaft“ im All gerichteten Wirtschaftspolitik aus Sicht der Raumfahrt-Zulieferer. Er betonte dabei die besondere Rolle der Fähigkeit zur Entwicklung eigenständiger kritischer Technologien und innovativer Lösungen auf Komponenten- und Subsystemlevel durch die deutschen KMU der Raumfahrt, deren Arbeitsgemeinschaft AKRK Pfeiffer als Sprecher gegenüber Politik, Agenturen und Öffentlichkeit vertritt.

In dem Zusammenhang belegte er auch klar den politisch-administrativen Handlungsbedarf zur Stärkung nicht nur der deutschen Raumfahrt-KMU-Basis sondern auch der gesamten deutschen Raumfahrt-Zulieferindustrie. Nach den Beschlüssen der ESA-Ministerratskonferenz im Dezember 2016 beträgt die deutsche Zeichnung der relevanten ESA-Technologieprogramme GSTP und ARTES lediglich 5 Prozent der deutschen Gesamtzeichnung.

Weitere Schwerpunkte der Veranstaltung galten dem Bericht aus Parlament und Fraktion durch den Vorsitzenden der parlamentarischen Gruppe Luft- und Raumfahrt, Klaus-Peter Willsch, MdB, der Frage nach einer europäischen Version von „New Space“ (Dr. Fritz Merkle, Vorstand OHB SE) und den jüngsten Startup-Plänen für die Rückkehr zum Mond (Robert Böhme, CEO von Part Time Scientists).


v.l.n.r: Jürgen Heizmann, Geschäftsführer, AZUR SPACE Solar Power GmbH und stellv. Vorsitzender der Bundesfachkommission Wachstum und Innovation, Klaus-Peter Willsch MdB, Vorsitzender der Parlamentsgruppe Luft- und Raumfahrt (PGLR), Dr.-Ing. Ernst K. Pfeiffer, Geschäftsführer (CEO), High Performance Space Structure Systems GmbH), Alf Henryk Wulf, Vorsitzender des Vorstandes, GE Power AG, Mannheim und Vorsitzender der Bundesfachkommission Wachstum und Innovation, Robert Böhme, Geschäftsführer (CEO) und Gründer, Part Time Scientists, Dr. Fritz Merkle, Vorstand, OHB SE