Gegen den Gegenwind - Neues Antriebskonzept für erdnahe Satelliten

Im Projekt DISCOVERER werden neue Technologien für erdnahe Satelliten entwickelt, wie es zum Beispiel der ESA-Satellit GOCE war. (Künstlerische Darstellung) Quelle: © ESA–AOES-Medialab (idw)

Wie auf der Erde der Luftwiderstand auf ein Fahrzeug wirkt, so bremst im Weltall die Restatmosphäre Satelliten aus. Ein Forschungsteam am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart will das Problem lösen, indem es die Atmosphäre, die den Widerstand verursacht, als Treibstoff verwendet. Dies ist ein wichtiger Schritt zu kleineren, preiswerten Satelliten, die in geringerer Höhe um die Erde kreisen und bessere Bilder liefern können.

Fast jeder hat es schon probiert: An einem sonnigen Tag öffnet man das Autofenster, streckt die Hand heraus, um den Gegenwind zu spüren, und fühlt sich, als könnte man fliegen. Was sich an der Hand gut anfühlt, ist jedoch für das Auto eine Erschwernis. Ein ähnliches Problem hat man im All: In der Erdumlaufbahn übt die Restatmosphäre einen Widerstand auf Flugkörper wie etwa einen Satelliten aus. Dieser wird deswegen langsamer und langsamer, wodurch ihn die Schwerkraft näher an die Erde ziehen kann und der Satellit schließlich in der Atmosphäre verglüht. Besonders gravierend ist dieses Problem im so genannten Very Low Earth Orbit (VLEO) in 120 bis 250 km Höhe, denn in diesem erdnahen Bereich ist die Atmosphäre dichter und der Luftwiderstand entsprechend höher als in ferneren Regionen des Alls.

Satelliten für eben diese niedrigen Flughöhen zu entwickeln ist das Ziel des EU-Projekt DISCOVERER (DISruptive teChnOlogies for VERy low Earth oRbit platforms), an dem unter Federführung der University of Manchester auch die Universität Stuttgart beteiligt ist. Solche erdnahen Satelliten können kleiner und billiger gebaut werden und schicken zudem Bilder mit besserer Qualität an die Erde. Voraussetzung ist allerdings, dass man den Gegenwind in den Griff bekommt.

Längere Lebensdauer, weniger Weltraummüll

Als Teil von „DISCOVERER“ arbeitet daher ein Team um Dr. Georg Herdrich am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart daran, das Problem in eine Lösung umzuwandeln. Die Idee der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Sie wollen die Atmosphäre, die den Luftwiderstand produziert, als Treibstoff verwenden. Hierfür arbeitet das Team an einem Antriebssystem, das sich von der heutigen Technologie fundamental unterscheidet. Es wird keine auf dem Satelliten gelagerten Treibstoffe verwenden, sondern stattdessen elektrische Antriebe, die luftatmend sind. Dies trägt nicht nur dazu bei, die Lebensdauer der Satelliten zu verlängern, sondern mindert auch die Gefahren für All und Erde, die von verglühenden Satelliten in Form von Weltraummüll ausgehen.

Quelle: Universität Stuttgart (idw)