Cubesat-UDAN: CDR erfolgreich abgeschlossen – ein großer Meilenstein für disruptive Antennentechnik Europas

NewSpace setzt vor allem auf Kleinsatelliten. Deren Effizienz basiert jedoch vor allem auf der Antennenleistung: Je kleiner der Satellit, desto geringer die Antennenleistung und desto teurer ist es, dies am Boden technisch zu kompensieren. Die Lösung von HPS München und seiner rumänischen Tochtergesellschaft in Bukarest: eine Antenne, die außerhalb des Satelliten in Form einer 50 cm hohen konischen Vierfachhelix und einer Bodenebene mit 90 cm Durchmesser aufgestellt werden kann. Sie hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie auf noch niedrigere oder höhere Frequenzen als die geplante Bandbreite von 410 bis 460 Mhz skaliert werden kann, aber immer einen Gain von über 10 dBi behält. Zusammengebaut für die Startphase ist das Antennenpaket nur 10x10x15 cm groß.
Die ESA zeigte sich überzeugt und vergab den Entwicklungsauftrag 2018 innerhalb ihres ARTES-Programms an den deutschen Spezialisten für entfaltbare Antennen, die HPS GmbH in München und ihre rumänische Tochter HPS S.R.L., Bukarest. Zwischenzeitlich stellte die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR zugunsten der Maximierung effizienter Entwicklung weitere ARTES-Mittel zur Verfügung.

Wir freuen uns, dass auch der nächste große Meilenstein mit Bravour gemeistert wurde: der pünktliche Abschluss der CDR-Phase im März 2025. Es folgt nun die Herstellung des Ingenieurmodells im zweiten und dritten Quartal und anschließend die Testkampagne; der Vertrag endet zum 4. Quartal 2025. Dazu HPS-CEO Ernst K. Pfeiffer: “Mit diesem Projektabschluss wird HPS UDAN´s Reifegrad auf Level TRL 6 und mit einer geplanten In-Orbit-Demonstration (IOD) dann final auf TRL 9 heben. Das bedeutet nicht weniger als: Bahn frei für die Antennentechnik der neuesten Generation auf dem kommerziellen NewSpace-Markt!“

Ein voller Erfolg: Der „Tag der Raumfahrt“ bei HPS

Am 28. März 2025 öffnete HPS in München seine Türen für Raumfahrtbegeisterte und diejenigen, die es vielleicht werden wollen – und das mit großem Erfolg! Wir durften zahlreiche Gäste begrüßen, die mit großem Interesse an unseren Führungen, Vorträgen, Fragesessions und Workshops teilnahmen. Besonders gefreut haben wir uns über den Besuch von Ministerialdirektor Dr. Markus Wittmann und MRin Anne Köster aus dem Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, die sich persönlich ein Bild von unserer Arbeit in Bayern (München und Münchberg in Oberfranken) machten.

Der gesamte Tag stand im Zeichen von Innovation, Wissensdurst und Begeisterung für die Raumfahrt. Unsere Gäste erhielten exklusive Einblicke in unsere Produkte, Kompetenzen, Prozesse, Testlabore und Reinräume. Unsere Experten gaben spannende Einführungen in die Welt der z.B. Satellitenkommunikation, Erdbeobachtung und bemannter Raumfahrt und deren Raumfahrttechnologien. Unser CEO, Dr.-Ing. Ernst K. Pfeiffer, hielt am frühen Nachmittag und am Abend je einen Vortrag über „Warum Raumfahrt?“, auch mit Einblicken in die aktuellsten Neuigkeiten im globalen Raumfahrtgeschehen.
Der Andrang war groß, und die Neugier unserer Besucher war überwältigend – jede Führung und jeder Vortrag wurde mit großem Interesse verfolgt.

Besonders erfreulich war das durchweg positive Feedback: Viele Teilnehmer lobten die Möglichkeit, Raumfahrt hautnah zu erleben und mehr über die Technologien von HPS zu erfahren. Diese großartige Resonanz bestärkt uns in unserem Ziel, nicht nur unsere Faszination für den Weltraum sondern auch deren Notwendigkeit für Deutschland und Europa zu teilen.

Mit diesem Erfolg blicken wir sehr optimistisch in die Zukunft und hoffen darauf, dass nach ein paar Jahren wieder einen bundesweiten „Tag der Raumfahrt“ geben wird, um gemeinsam mit euch die Begeisterung für Raumfahrt weiterzutragen!

Vielen Dank an alle, die dabei waren und die diesen Tag ermöglicht haben! Bis bald!

Hochmoderne Antenne für eine der ehrgeizigsten Missionen aller Zeiten

„Wir eröffnen den Wissenschaftlern eine Schatztruhe an Informationen“, sagte Esa-Wissenschaftsdirektorin Carole Mundell. Clotilde Laigle vom „Euclid“-Konsortium bezeichnete die neu gewonnene Sonde von EUCLID als eine „Goldmine an Daten“.

HPS, führender Anbieter fortschrittlicher Antennen- und Reflektortechnologien, beglückwünscht die Europäische Weltraumorganisation ESA zu diesem bemerkenswerten Fortschritt im Projekt EUCLID (European Space Agency’s Cosmic Vision: Euclid), das darauf abzielt, die Geheimnisse des dunklen Universums zu entschlüsseln und Erkenntnisse über die Natur der dunklen Materie und der dunklen Energie zu gewinnen.

Die von HPS im Rahmen des TAS-Vertrages entwickelte Antenna Reflector Assembly (ARA) von EUCLID stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Weltraumkommunikationstechnologie dar. Ihr innovatives Design und ihre fortschrittlichen Eigenschaften machen sie zur idealen Wahl für die Mission, da sie eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und einen Hochgeschwindigkeitsdatenempfang vom Raumfahrzeug zur Erde und zurück ermöglicht.

„Wir freuen uns sehr, einen wichtigen Beitrag zur Euclid-Mission leisten zu können“, sagt Ernst K. Pfeiffer, CEO von HPS. „Unsere Spitzentechnologie ermöglicht eine nahtlose Kommunikation zwischen der Raumsonde und den Bodenstationen und erlaubt es den Wissenschaftlern, uns auf der Erde all die Geheimnisse des dunklen Universums zu entschlüsseln.“

Bild von ESA

HPS mit Produktfamilie ADEO: Spitzenplatz im Technologiereport der NASA ausgebaut

Bereits vor einem Jahr nahm das Deorbit-Modul von HPS seinen Platz ganz oben auf dem Treppchen der laut NASA wichtigsten Technologie-Errungenschaften ein. Denn ADEO hatte schon zu der Zeit alles, was aus Sicht der amerikanischen Raumfahrtagentur erfolgsentscheidend war: Spitzenwerte bis TRL9, Skalierbarkeit und nachgewiesene Flight Heritage. Genau ein Jahr später: ADEO, nun im Technologiereport ergänzt um die Darstellung der Verkaufsschlager ADEO-Cube und ADEO-Pico, behauptet seine Position sowohl gegen zahlreich nachwachsende Dragsail-Konkurrenz als auch gegen andere Technologien des passiven Deorbits.

Dazu HPS-CEO Ernst K. Pfeiffer: „Als Erfinder von ADEO surfen wir weltweit ganz oben auf der Welle, die wir mit dieser Technologie in vielen Jahren R&D – oft mit signifikanter Co-finanzierung der Raumfahrtagenturen ESA uns DLR, aber auch mit erheblichen Eigenmitteln -selbst geschaffen haben. Und wir freuen uns tatsächlich über jeden Versuch anderer Unternehmen, Deorbit-Segel am Markt zu etablieren: Je größer sie die Welle machen, desto höher segelt unsere Produktfamilie auf ihrem Kamm.“

Januar 2025

ADEO – Space Heritage

ADEO (Atmospheric Deorbit Sail Module) ist der Name für eine ganze Produktfamilie von Satelliten-Bremssegeln des deutschen Raumfahrtunternehmens HPS, München. Sie beschleunigen die Entsorgung von Satelliten aus dem All auf eine Zeitspanne von unter fünf Jahren und erfüllen für den Satelliten somit erst die Voraussetzung, dass er überhaupt die Genehmigung zum Start ins All erhält.

Das Segel ist skalierbar und in vielen Varianten aus Serienfertigung verfügbar. So ist ADEO-N auf kleine Satellitenmissionen von 20-250 kg zugeschnitten, während die ADEO-M- und ADEO-L-Serien für größere Missionen von 100-700 kg bzw. 500-1500 kg bestimmt sind. Die ADEO-N-Serie entspricht einer Segelgröße von 5±2 m2, während ADEO-M Flächen von 15 ± 5 m2 und ADEO-L 25 m2 und mehr abdeckt. Es gibt seit einem Jahr aber auch kleinere Versionen, insbesondere für Cubesats, z.B. ein ADEO-P für 1U-6U Satelliten (1-20 kg) und ein ADEO-C für größere Cubesats (5-50 kg). Insgesamt sind derzeit Versionen auf Bestellung erhältlich, die alle zuverlässig Satelliten aus dem LEO- bei Kombination mit Antrieben auch solche von höheren MEO-Bahnen – in der gebotenen Frist entsorgen. Ein entsprechender Konfigurator zur Auswahl des perfekt geeigneten ADEO-Moduls steht zur individuellen Missionsberechnung bereit (ADEO Online Configurator).

Nun gibt es einen Kurzfilm über die Herstellung und Tests der Produktfamilie, sowie über ADEO’s Heritage-Geschichte:

Auf der Grundlage einer über zehnjährigen Entwicklung hat HPS eine Reihe von Missionen erfolgreich bis hin zum „full burn“ absolviert und sich auf dem Qualifikationslevel TRL 9 damit an der Spitze der Deorbit-Technologien fest etabliert.

2018: So wurde ADEO-N1 („NABEO“) schon 2018 auf einer RocketLab Electron Rakete Kick Stage gestartet, Peter Beck (CEO RocketLab) persönlich hat damals Hand ans Segel gelegt. Das Segel wurde bei diesem Flug bereits 90 Minuten nach dem Start entfaltet. Optische Bodenbeobachtungen bestätigten die erfolgreiche Entfaltung und Leistung.

2021: Im Juni 2021 wurde ADEO-N2 („Show me your Wings“) vom Raumfahrzeugträger ION-003 des italienischen Startdienstleisters D-Orbit ins All gebracht, als Teil der Transporter-2 Mission von SpaceX. Die erfolgreiche Entfaltung des Segels im Dezember 2022 wurde von der Bordkamera des ION-Trägers aufgenommen. Die Integrität des Segels nach einem Jahr im Orbit wurde, auch wieder mit Bordkamera, bestätigt. Am 8. Dezember 2024 erhielt HPS die Bestätigung, dass ADEO-N2 seine Mission mit Entfaltung des Bremssegels auf 506 km Orbithöhe in der Rekordzeit von nur zwei Jahren nach „End-of-Business“ des 210 kg schweren Satelliten mit einem Feuerwerk des Erfolgs auf 120 km Orbithöhe abgeschlossen und damit internationale Regeln und Vorschriften um drei volle Jahre unterboten hat.

Selbst die NASA setzt angesichts der Qualifikation und Flight Heritage das ADEO-Modul von HPS auf Platz 1 bei den automatischen passiven Deorbit-Technologien.

ADEO ist mittlerweile ein Verkaufsschlager nicht nur bei europäischen Institutionen und Unternehmen, sondern auch auf den voll kommerziellen Märkten der USA und Kanadas.

Höchste Qualifikationsstufen, bewiesene Zuverlässigkeit und Flight Heritage im Verbund mit Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und attraktiven Preisen machen die ADEO-Produktfamilie zum weithin sichtbaren Leuchtturm auf dem weltweiten Feld der Deorbit-Systeme für alle Satelliten, die zum Erhalt der Startgenehmigung die neue 5-Jahres-Deorbit-Vorschrift einhalten müssen.

Hier geht es nun zum neuesten Film zu ADEO

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Video: © HPS GmbH, Munich, Germany, www.hps-gmbh.com
Produktion: Daniela Creutz, www.bluecirceproductions.com
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Gleich zwei HPS-Beiträge an Bord der Transporter 12-Mission am 14. Januar 2025

Das hat es selbst bei HPS noch nicht gegeben: gleich zwei Produkte des Hauses sind mit einer Mission der Falcon 9 auf dem Weg zu einer sonnensynchronen Umlaufbahn. Möglich macht es die Mitflugversion der SpaceX-Rakete unter dem Namen „Transporter 12“.

Die Beiträge von HPS betreffen zum einen die hoch innovative Reflektor-Antenne BANT-1 für den Premierensatelliten des Hauses Reflex Aerospace – siehe dazu auch die HPS-News „HPS gratuliert Reflex Aerospace“ vom heutigen 14. Januar.

Zum anderen ist ein Beitrag von HPS selbst die Premiere. Denn zum ersten Mal haben HPS Deutschland und HPS Rumänien gemeinsam eine Flughardware mit der MLI-Isolierung des zentralen Radiators so präpariert, dass die thermo-optischen Eigenschaften des Satelliten auch unter widrigsten Bedingungen des Raums erhalten bleiben.

Bei dem Satelliten handelt es sich um Sky Bee-1; er ist Teil einer thermalen Infrarot-Konstellation HiVE, die mit einer Auflösung von 30 Metern täglich hochpräzise und dennoch kostengünstige Temperaturdaten der weltweiten Landoberflächen zum Nutzen von Agrarwirtschaft sowie städtischen und industriellen Umgebungen liefert. Die HPS-Teams beider europäischen Länder gratulieren zum Starterfolg herzlich ihrem Auftraggeber OHB. Das erste Flugmodell SkyBee-1 wird im Rahmen des Programms InCubed entwickelt, das von der ESA kofinanziert wird.

Weltraumpremiere auch für die neuartige Reflektorantenne BANT-1 von HPS

Am 14.01.2025 startete an Bord einer Falcon 9 – Rideshare-Mission Transporter-12 mit „SIGI“ der erste Satellit aus der NextSpace-Schmiede Reflex Aerospace, Berlin/München. „NextSpace“ ist der exklusiv für Reflex geschützte Begriff für die neue Schnelligkeit in Entwicklung, Fertigung und Bereitstellung von Raumfahrttechnik, gepaart mit innovativer Vielseitigkeit als Leitmotiv für die Leistung des Produktes.

Das galt in hohem Maße auch für ein wesentliches nicht bei Reflex gefertigtes Element des Satelliten: die von HPS entwickelte Breitband-primäre Reflektorantenne des Raumfahrt-Mittelständlers HPS GmbH (München, Deutschland) mit einer Hohlraum-Spiralantenne als axialer Einspeisung für eine große Bandbreite sowie beträchtlichen Gain – und das Ganze von der Bestellung zur Ablieferung in nur 12 Monaten.

HPS gratuliert Reflex Aerospace herzlich zum ersten Start eines seiner Produkte und freut sich auf die Zusammenarbeit bei den nun bevorstehenden weiteren NextSpace-Herausforderungen in den Weiten des Weltraums.

Pictures by SpaceX

Antennenspezialist HPS erobert mit Verifizierung innovativer 3D-Fertigung Neuland der RF-Anwendungen

Mittlerweile sind sich auch ehemals sehr skeptische Auguren der Raumfahrt einig, wesentlichen Einfluss auf den Verlauf der künftigen Entwicklung von anwendbaren Technologien wird vor allem die Fähigkeit zur weitgehend automatisierten Produktion von Leichtgewichtbauteilen in Serie bei gleichzeitiger Minimierung von Rohstoffen und höchster Zuverlässigkeit haben.

Zentrale Voraussetzung für die Umsetzung solcher Visionen ist jedoch weiterhin eine sehr klassische Step-by-Step-Verifizierung, in diesem Falle zweier von den HPS-Ingenieuren ausgewählter Materialien anhand der neuen ESA-Norm ECSS-Q-ST-70-80C.

Die europäische und die deutsche Raumfahrtagentur haben angesichts des Zukunftspotentials solcher Technologie ein vorrangiges Interesse am Erfolg der Forschung bei HPS und stellten die GSTP-Finanzierung für das Projekt 3DPAN2 bereit: „3D-Printed Antenna 2“ ist ein Nachfolger-Projekt des vor 5 Jahren abgeschlossenen Projektes 3DPAN, mit dem zunächst die prinzipielle Machbarkeit von 3D-gedruckten RF-Bauteilen gezeigt wurde.

Produktziel war eine extrem leichte X-Band Antenne mit einem Durchmesser von ~30cm für den Daten-Downlink von Erdbeobachtungssatelliten. Hergestellt wurde sie schließlich aus der Aluminium-Legierung SCALMALLOY beim Sub-Contractor APWORKS GmbH in Ottobrunn. Zudem wurde für ausklappbare Antennen ein filigranes Feed Support Bracket aus Titan vom langjährigen HPS-Vertrauenspartner, dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, Dresden, als Subunternehmen gefertigt.
Die jeweiligen Designs und FE-Analysen, sowie deren iterative Optimierung wurde derweil durch HPS in München selbst durchgeführt.

Die abschließenden Tests lieferten über alle Erwartungen positive Ergebnisse. Dies galt insbesondere für die RF-Performanz der X-Band Antenne in der Compensated Compact Range (Munich University of Applied Science MUAS). Auch die Beständigkeit gegen Vibration (Sinus + Random) wurde für beide Demonstratoren bei der Firma SGS GmbH, Geretsried, erfolgreich nachgewiesen: auch hier lief alles ohne Komplikationen ab, also vor allem ohne Beschädigungen oder Verformungen. Selbst ein abschließender TVAC-Test (10 Zyklen zwischen +120°C und – 120°C) zeigte keinerlei Risse oder Verformungen an den Demonstratoren.

Das Fazit des Projektes formulierte Olaf Stolz als zuständiger Projektmanager von HPS so: „Die Ziele der Verifikationsprozesse konnten ohne Einschränkungen umgesetzt werden: die additiv gefertigten Demonstratoren waren 20% bzw. 25% leichter als entsprechende konventionell gefertigte Bauteile – ein bekanntermaßen enormer Vorteil in der Raumfahrt. Dabei kam es zu keinerlei Einschränkungen der Qualifizierung für Raumfahrtanwendungen. Unser Dank gilt den Kooperationspartnern, besonders Frau Dr. Samira Gruber (Fraunhofer IWS) und Herrn Nicklas Schwab (APWORKS) für die extrem gute und erfolgreiche Zusammenarbeit in dem Projekt, sowie bei der ESA, namentlich Frau Isabel Olaya Leon, Technical Officer des Projektes 3DPAN2“.

HPS-CEO Ernst K. Pfeiffer freut sich: „Es ist fantastisch, schon jetzt werden bei uns in aktuell laufenden Flugprojekten 3D-Druck-Bauteile mit den Technologieergebnissen des ESA-GSTP-Programmes umgesetzt. Ein von uns vor 8 Jahren anvisiertes und für den Zukunftsmarkt essentielles Ziel ist jetzt damit erreicht.“

Dezember 2024

UDAN – Die neue Generation von Kommunikationsantennen für Kleinsatelliten
Disruptive Entwicklung aus dem Hause HPS für den NewSpace-Sektor

HPS, der Münchner Spezialist für innovative Antennen-Technologie, ist mit der Eigenentwicklung „UDAN“ in die Phase der Realisierung eines voll funktionsfähigen Ingenieurmodells (EM) eingetreten. UDAN realisiert mit der HPS-Konstruktion einer entfaltbaren konischen Doppelhelix sowohl die Anforderungen an geringstmöglichen Platzbedarf während des Satellitenstarts als auch an eine bislang auf Kleinsatelliten nicht möglichen Antennenleistung.

Siehe das Entfaltungsvideo vom UDAN Breadboard.

Das Packmaß beträgt nur 10x10x15 cm (1,5 U), trotzdem erreicht UDAN 10 dBi Minimum auf nutzbarer Bandbreite zwischen 400 Mhz und 460 Mhz. Entfaltet misst UDAN 50 Zentimeter in der Höhe bei einem Durchmesser von 90 Zentimetern. Die weitere Skalierung über die Frequenzbereiche von 100 bis 1000 Mhz ist dabei zugunsten einer maximalen Bedienung von verschiedensten Anforderungen an die Kommunikationssatelliten vorgesehen.

Die Entwicklung wird von der ESA im Rahmen des ARTES-Programms finanziert, die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR stellt zugunsten der Maximierung effizienter Entwicklung weitere Mittel zur Verfügung.

Damit rücken der Abschluss der CDR-Phase für Februar 2025, die Herstellung des Ingenieurmodells im zweiten und dritten Quartal, gefolgt von der Testkampagne und dem Vertragsende bis Q4 in 2025. Mit dem Projektabschluss erreicht UDAN den Reifegrad auf Level TRL 6, die geplante In-Orbit-Demonstration (IOD) im 2. Halbjahr 2026 im Rahmen eines Folgevorhabens hebt die HPS-Innovation dann final auf TRL 9 und damit in den kommerziellen Markt

WILD RIDE – Mission endet mit Erfolgsfeuerwerk für Deorbit-Segel ADEO-N2

Vor 3 Tagen, am 8. Dezember 2024, erhielt HPS die Bestätigung, dass ADEO-N2 seine Mission mit Start in 2021 und End-of-Business mit Entfaltung des Bremssegels auf 506 km Orbithöhe im Dezember 2022 in der Rekordzeit von nur zwei Jahren mit einem Feuerwerk des Erfolgs abgeschlossen und damit internationale Regeln und Vorschriften um drei volle Jahre unterboten hat. Es ist dies eine weiterer Beweis für das deutsche Erfolgsmodell ADEO, welches für alle Größen von LEO-Satelliten passgenau durch fünf ADEO-Versionen in Serienfertigung beim deutschen Weltmarktführer HPS hergestellt wird. Durch ADEO wird die bereits von mehreren Staaten und Organisationen herausgegebene „5-Jahres-Regel“ an den Deorbit geknüpften Bedingungen zur Erlangung von Start- und Betriebsgenehmigung von Satelliten erfüllt, mit „Wild Ride“ wurde dies jetzt im Orbit sogar durch eine genaue Verfolgung der Deorbit-Kurve bis zum vollständigen Verglühen auf ca. 127 km Orbithöhe verifiziert (siehe Bild).

Zur Mission:
Am 30. Juni 2021 gab D-Orbit, ein führendes Unternehmen in der Weltraumlogistik- und Orbitaltransportbranche aus Italien, den erfolgreichen Start eines weiteren ION Satellite Carrier (ION SCV 003), seines firmeneigenen orbitalen Transportfahrzeugs, bekannt. Es hob am 30. Juni 2021 um 21:31 Uhr MESZ an der Spitze einer SpaceX Falcon 9-Rakete vom Space Launch Complex 40 (SLC-40) in Cape Canaveral Space Force Station (CCSFS), Florida, ab. Noch am selben Tag, 60 Minuten nach dem Start wurde das Fahrzeug erfolgreich in eine 500 km hohe sonnensynchrone Umlaufbahn (SSO) gebracht.
ION Satellite Carrier ist ein Raumtransporter, der von D-Orbit entwickelt, hergestellt und betrieben wird. ION ist in der Lage, mehrere Satelliten aufzunehmen, sie in den Weltraum zu transportieren, Orbitalmanöver durchzuführen und sie präzise in unabhängige Orbitalpositionen zu entlassen.
Am Ende der so genannten WILD RIDE-Mission trat der zu diesem Zeitpunkt 210 kg schwere ION SCV 003 am 15.12.2022 mit der Entfaltung von ADEO-N2 (effektive Segelgröße 3,6 m2, getauft auf „Show me your Wings“) in die Deorbit-Phase ein; und damit begann die weltweit erste genaue funktionale in-situ-Verifikation eines Bremssegels, mit offiziellem „Ende des Fluges“ am 08.12.2024 [Quelle: NORAD], also innerhalb genau 2 Jahren auf völlig natürliche Weise und ohne Abgase etwaiger Bremstriebwerke. Ohne Segel hätte der Deorbit von SCV-003 doppelt bis dreimal so lange gedauert.

Zu ADEO:
Bei ADEO-N handelt es sich um ein 1U-großes Deorbit-Segel Modul, das von dem deutschen Raumfahrtunternehmen HPS in Kooperation von mehreren Firmen und Institutionen (z.B. DLR und Fraunhofer) und cofinanziert durch das ESA-GSTP Programm, das nationale deutsche sowie das bayerische Technologie-Programms, entwickelt wurde. In Übereinstimmung mit den neuen Regeln sorgt ADEO für die Entfernung ausgedienter Satelliten von LEO innerhalb maximal 5 Jahren.