Forschung & Entwicklung

Chemischer Antrieb

Missionsszenarien welche eine höhere Schubkraft benötigen, als mit bereits existierenden elektrischen Antriebssystemen erreicht werden können (µPPT Seite,FEEP Seite) sind auf chemische Antriebssysteme angewiesen.

Besonderes Augenmerk, im Bereich des chemischen Antriebs, liegt auf der Entwicklung von Miniatursystemen, die fähig sind, Schubkraft im einstelligen Newton-Bereich zu erzeugen. Das ist teilweise aufgrund der wachsenden Anwendung von kleinen Satelliten. Zusätzlich sind auch chemische Antriebe mit kleiner Schubkraft, für die Standortkontrolle großer Satelliten (>500 kg), geplant. Miniatursysteme bieten nicht nur höchst korrekte Impuls-Bits für die Feinpositionierung (z.B.: für Formationsflüge) sondern erlauben auch, in Kombination mit ihrer kleinen Schubkraft und längeren Pulsdauern, effizientere Schubkrafterzeugung.

AIT entwickelt, im Auftrag von ESA, zwei chemische Antriebssysteme: Einen "Monopropellant- Thruster" (Monopropellant Thruster Seite) (siehe Abb. 1) und einen "BI-Propellant Thruster" (Bipropellant Thruster Seite) (siehe Abb. 2). Beide Systeme arbeiten mir sogenannten "grünen Treibmitteln", das heißt Treibmittel mit keinen oder geringfügigen toxischen oder kanzerogenen Risiken. Neben den naheliegenden gesundheitlichen Vorteilen, für jeden der Antriebssysteme bedient die mit grünen Treibmittel arbeiten, wurde auch gezeigt, dass der Gebrauch eines grünen Treibmittels zu erheblichen finanziellen Einsparungen, nicht nur während der Entwicklung sondern auch im Betrieb, führt.

Außerdem werden solche Systeme für zukünftige Marslandungen benötigt. Nur der Gebrauch von grünen Treibmitteln kann garantieren, dass die Mars-Atmosphäre nicht mit toxischen Abgasen (z.B.: "Phoenix Mars Lander", nutzen Hydrazin-Thrusters) oder Nitrogen kontaminiert wird. Das Letztere ist wichtig, um den Marsboden auf Spuren biologischer Aktivitäten analysieren zu können, wo Nitrogen gewöhnlich ein Nebenprodukt ist.

Abb. 1: Monopropellant thruster während einer Testserie


Abb. 2: Bipropellant thruster während einer Testserie