Wissenschaft & Technik

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Impressum / AGB&Datenschutzhinweise

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Auf zum Mond:
Airbus liefert zweites
europäisches Servicemodul
für das Orion-Raumschiff der NASA

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Europa liefert das Maschinenhaus für Missionen, die Astronauten zum Mond bringen werden: Das zweite von Airbus gebaute europäische Servicemodul (ESM) für das Orion-Raumschiff der NASA ist bereit für die Auslieferung. Ein Antonow-Frachtflugzeug wird das ESM-2 zum Kennedy Space Center der NASA in Florida, USA, fliegen. Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat Airbus als Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und Herstellung von sechs ESMs ausgewählt, von denen das erste bald mit der Artemis-I-Mission starten wird.

Das ESM ist ein Schlüsselelement von Orion, dem Raumschiff der nächsten Generation, das Astronauten zum ersten Mal seit dem Ende des Apollo-Programms in den 1970er Jahren über die niedrige Erdumlaufbahn hinaus befördern wird. Das Modul sorgt für den Antrieb, die Energieversorgung und die Wärmeregulierung und wird die Astronauten bei künftigen Missionen mit Wasser und Sauerstoff versorgen. Das ESM ist unterhalb des Besatzungsmoduls installiert. Beide bilden zusammen das Orion-Raumschiff.

„Die Auslieferung des zweiten europäischen Servicemoduls für das Orion-Raumschiff der NASA ist ein weiterer großer Schritt auf dem Weg zur Rückkehr von Astronauten auf den Mond. In enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden ESA und NASA sowie unserem Industriepartner Lockheed Martin Space schreitet das Programm zügig voran und wir sind bereit, die Herausforderungen einer Rückkehr auf die Mondoberfläche im Jahr 2024 zu meistern“, so Andreas Hammer, Leiter von Space Exploration bei Airbus.

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Montagearbeiten am Orion-ESM

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ESM-2 wurde vor der Auslieferung einem umfassenden Validierungsprozess unterzogen. Dazu gehörte auch die kardanische Prüfung des Haupttriebwerks des Moduls, welches sich während des Raumflugs zum Manövrieren und zur Richtungssteuerung von einer Seite zur anderen schwenken lässt. Bei diesem Haupttriebwerk handelt es sich um ein aufgearbeitetes Triebwerk aus dem Space Shuttle Atlantis.

Nach seiner transatlantischen Reise wird ESM-2 mit dem Orion-Besatzungsmodul gekoppelt und vor der Integration in die Trägerrakete weiteren umfangreichen Tests unterzogen – ein Prozess, der etwa zwei Jahre dauern wird. Der Start des ersten Orion-Raumschiffs mit der neuen „Space-Launch System“-Rakete der NASA wird ohne Besatzung erfolgen und das Raumschiff mehr als 64.000 Kilometer über den Mond hinaus bringen, um seine Fähigkeiten zu demonstrieren. Artemis II, ist die erste bemannte Raumfahrtmission, angetrieben vom ESM-2.

Das Design des Orion-Raumschiffs ermöglicht es, Astronauten weiter ins All zu befördern als je zuvor. Das Raumschiff wird vier Astronauten transportieren, während des Fluges das System zur Lebenserhaltung bereitstellen und eine sichere Rückkehr in die Erdatmosphäre – trotz extrem hoher Wiedereintrittsgeschwindigkeiten – ermöglichen. Das ESM besteht aus mehr als 20.000 Teilen und Komponenten, von der elektrischen Ausrüstung über Triebwerke, Solarzellen, Treibstofftanks und Lebenserhaltungsmaterialien bis hin zu mehreren Kilometern Kabeln und Schläuchen.

Das ESM ist ein Zylinder von etwa vier Metern Höhe und Breite. Es ist vergleichbar mit dem ebenfalls von Airbus gebauten European Automated Transfer Vehicle (ATV 2008 – 2015) und verfügt über den charakteristischen vierflügeligen Solargenerator (19 Meter Durchmesser im ausgeklappten Zustand), der genug Energie für zwei Haushalte erzeugt. Die 8,6 Tonnen Treibstoff des Servicemoduls können das Haupttriebwerk, acht Hilfstriebwerke und 24 kleinere Triebwerke für die Lageregelung antreiben.

Beim Start wiegt das ESM insgesamt etwas mehr als 13 Tonnen. Neben seiner Funktion als Hauptantriebssystem für das Orion-Raumschiff wird das ESM auch für das Manövrieren im Orbit und die Positionskontrolle zuständig sein. Außerdem versorgt es die Besatzung mit den zentralen Elementen der Lebenserhaltung wie Wasser und Sauerstoff und regelt die Thermalkontrolle, während es an das Besatzungsmodul angedockt ist. Darüber hinaus kann das drucklose Servicemodul für die Aufnahme zusätzlicher Nutzlast eingesetzt werden.

Längerfristig ist geplant, Orion-Raumschiffe an das internationale Lunar Gateway anzudocken – eine Plattform in der Mondumlaufbahn, die eine nachhaltige Erforschung des Weltraums ermöglicht und die Präsenz der Menschheit im All ausweitet.

-am- Bilder: am, aribus

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Schutzhülle
für Radom-
Industriedenkmal

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Region Weilheim-Schongau – Die Traglufthülle für das Radom in Raisting wird nach derzeitiger Planung Mitte Oktober 2021 montiert. „Der Transport der Hülle ist so vorgesehen, dass diese zu Beginn der Montagevorbereitungen auf der Baustelle in Raisting eintreffen wird“, erläuterte René Jakob, Geschäftsführer der Radom Raisting GmbH. Die ausführende Firma werde bereits einige Tage vorher vor Ort sein, um die Montage vorzubereiten und die Kräne aufstellen. „Die Montage der Traglufthülle soll dann beim ersten geeigneten Zeitfenster erfolgen“, so Jakob. Die etwa 8000 Quadratmeter an Grundmaterial der Traglufthülle wurden in Österreich produziert und zur weiteren Konfektion in die Türkei transportiert.

Die ursprüngliche Traglufthülle der riesigen Parabolantenne war 2020 bei einem Sturm zerstört worden. Auch wenn die Metallkonstruktion in der „hüllenlosen Zeit“ den Witterungseinflüssen sehr gut widerstand, ist der Schutz durch die Hülle doch unverzichtbar. „Aufgrund des Klimawandels rechnet man derzeit damit, dass die Windlasten bei Winterstürmen rund 30 Prozent höher anzusetzen sind als früher“, betonte Jakob. Die nun produzierte Hybridhülle weist im mittleren Bereich einen diagonalen Verlauf der Bahnen auf, oben einen vertikalen, um die einwirkenden Kräfte optimal abzuleiten. Montiert wird sie mit zwei Kränen des Krandienstleisters BKL aus Forstinning. Generalunternehmer ist dabei die Firma IFT aus Raubling bei Rosenheim. Das Material wurde bei der spezialisierten „Sattler Protex GmbH“ im österreichischen Graz produziert. Zugeschnitten und konfektioniert wurde sie vom Team der Firma „Tensaform“ in Istanbul. Die Vorbereitungsarbeiten am Radom selbst haben überwiegend bayerische Unternehmen durchgeführt: Unterm Strich konnten rund 30 Prozent der Arbeiten an Unternehmen aus dem Landkreis Weilheim-Schongau und 60 Prozent an Unternehmen aus Bayern vergeben werden. „Wir sind sehr zufrieden mit dem bisherigen Ablauf. Derzeit laufen die abschließenden Transportvorbereitungen, dann geht die Hülle auf ihre 2000 Kilometer-Reise“, erklärte Jakob.

Die Kosten der Erneuerung der Traglufthülle und die Beseitigung weiterer Sturmschäden am Radom werden durch die Versicherung getragen. Nach der Montage der Traglufthülle beginnen umfangreiche Wiederherstellungsarbeiten im Inneren des Radoms und an der Antenne. Hierfür wurden bereits weitere Bundes- und Landemittel, insbesondere für die Erhaltung der Antenne, in Aussicht gestellt.

Das Radom, erbaut von 1962 bis 1964, ist als Monument der Kommunikationstechnik ein Industriedenkmal von herausragender Bedeutung in Deutschland. Es befindet sich seit 2007 im Eigentum der gemeinnützigen Radom Raisting GmbH, einer hundertprozentigen Tochter des Landkreises Weilheim-Schongau, der diese Bedeutung früh erkannte. Mit einem Durchmesser von 48 Metern ist das Radom Raisting das größte Radom der Welt. Betreiber ist ebenso die Radom Raisting GmbH. Zahlreiche Führungen und Besichtigungen wurden in Zusammenarbeit mit den Pfaffenwinkler Kulturführerinnen bis zur Coronakrise mit großem Erfolg organisiert. 2022 sollen diese wieder starten. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden bereits detaillierte Vorschläge und Konzepte für eine künftige Nutzung des Radoms erarbeitet.

-lawm- Bild: lawm

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Neue
Aufgaben
für den fliegenden
KI-Assistent 
CIMON-2

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Die KI-gesteuerte, fliegende Servicekugel CIMON-2 wird unter anderem mit dem ESA-Astronauten Matthias Maurer wissenschaftliche Experimente an Bord der Internationalen Raumstation ISS übernehmen und Bildungsangebote aus der Umlaufbahn machen. CIMON-2 ist bereits an Bord der ISS, Matthias Maurer soll im Herbst mit „Crew-3“ zu seiner Mission „Cosmic Kiss“ starten. Den „Missions“-Vertrag für CIMON haben die Raumfahrtagentur im DLR und Airbus unterschrieben. Er sieht insgesamt „in Orbit“-Einsätze mit vier menschlichen Partnern vor.

Nach der erfolgreichen Technologiedemonstration mit Alexander Gerst (CIMON-1) im November 2018 und Luca Parmitano (CIMON-2) im Februar 2020, steht nun die operationelle, wissenschaftliche Nutzung von CIMON im Vordergrund. So soll die wissenschaftliche Pilotstudie bei der CIMON selbst Forschungsgegenstand ist („Human interaction with Al and CIMON“) komplettiert werden. Dazu gehören weitere Aktivitäten in den Bereichen „Unterstützung bei Routineaufgaben“ und „Dokumentation komplexer wissenschaftlicher Aufgaben“.

Bei den nun kommenden Missionen wird erstmals eine komplette Experiment-Prozedur durch CIMON angeleitet und nach individuellen Wünschen der Wissenschaftler oder der Crew gezielt dokumentiert. Zusätzlich soll CIMON-2 wissenschaftliche Unterstützung bei einem Bildungsexperiment „3D kinetic Gas Theory“ geben. Die kinetische Gastheorie erklärt die Eigenschaften von Gasen, durch die Vorstellung, dass Gase aus einer sehr großen Anzahl kleiner Teilchen bestehen, die in ständiger Bewegung sind.

Der Vertrag umfasst Arbeitseinsätze mit bis zu vier Astronauten, um eine gesicherte umfassende Datengrundlage zu erhalten, um die Missionsziele realistisch analysieren zu können. Die Erkenntnisse aus den neuen Einsätzen von CIMON-2 werden helfen, CIMON mit der erforderlichen Performance für zukünftige deutlich komplexere Aufgaben auszustatten.

CIMON-2 wurde aktualisiert: So erhielt er neue Software-Pakete, bekam neue wissenschaftliche Prozeduren, wurde auf neue Sicherheitsstandards angepasst und „lernte“ Deutsch als zweite Sprache, die er im Rahmen von Bildungsangeboten aus dem Orbit nutzen wird; beispielsweise bei einem Schüler-Quiz und bei einem Erklärrundflug mit Astronaut Maurer durch die ISS.

Die CIMON-„Familie“
Entwicklung und Bau des interaktiven Astronauten-Assistenten CIMON wurden von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Auftrag gegeben und von Airbus in Friedrichshafen und Bremen umgesetzt. Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut. Das „ESA User Support Centrum Biotesc“ an der Hochschule Luzern in der Schweiz hat sich darum gekümmert, dass CIMON auch im Columbus Modul der ISS einwandfrei funktioniert und begleitet die Zusammenarbeit der Astronauten mit CIMON von der Erde aus.

CIMON – die Idee
CIMON ist ein in Deutschland entwickeltes und gebautes Technologie-Experiment zur Unterstützung und Effizienz-Steigerung der Arbeit eines Astronauten. CIMON kann Informationen, Anleitungen zu wissenschaftlichen Experimenten und Reparaturen darstellen und erklären. Ein Vorteil ist, dass der Astronaut beide Hände frei hat, weil er mittels Sprachsteuerung auf Dokumente und Medien zugreifen kann. Weitere Anwendungen sind etwa die Nutzung als mobile Kamera zur Einsparung von Astronauten-Arbeitszeit. Vor allem Routineaufgaben könnten durch CIMON erledigt werden, wie etwa die Dokumentierung von Experimenten, Suche nach Objekten und Inventarisierung.

CIMON kann auch sehen, hören, verstehen und sprechen. Seine beiden Augen zur Orientierung sind eine Stereo-Kamera, eine hochauflösende Kamera zur Gesichtserkennung und zusätzlich zwei weitere seitliche Kameras für Fotos und Videodokumentation. Ultraschall-Sensoren messen Abstände zur Kollisions-Erkennung. Seine Ohren sind acht Mikrofone zur Richtungserkennung plus ein Richt-Mikrofon für eine gute Spracherkennung. Sein Mund ist ein Lautsprecher, über den er sprechen und Musik abspielen kann.

Kernstück der KI für das Verständnis von Sprache ist die IBM Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Selbstständiges Lernen von CIMON wurde ausgeschlossen, er muss aktiv durch einen Menschen trainiert werden. Die KI zur autonomen Navigation stammt von Airbus und dient der Bewegungsplanung und Objekterkennung. Durch zwölf interne Rotoren kann sich CIMON frei in alle Raumrichtungen bewegen und rotieren. Somit kann er sich dem Astronauten zuwenden, wenn er angesprochen wird, Kopfnicken, Kopfschütteln und räumlich selbstständig oder auf Kommando folgen.

-ab- Bild: dlr-esa

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Universität Zürich
und Airbus
züchten menschliches
Mini-Gewebe
auf der Internationalen Raumstation ISS

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Der „UZH Space Hub“ der Universität Zürich und Airbus bringen mit dem nächsten Versorgungsflug zur Internationalen Raumstation ISS ein Experiment ins All, mit dem die industrielle Produktion menschlichen Gewebes in Schwerelosigkeit weiter vorangetrieben werden soll. Mit diesem Schritt könnte der Weltraum zur Werkstätte werden, um menschliche Mini-Gewebe für den irdischen Einsatz in Forschung und Medizin herzustellen. Erste vorbereitende Tests auf der ISS vor 18 Monaten waren erfolgreich verlaufen.

Das Verfahren für das gemeinsame „3D-Organoids-in-Space“-Projekt stammt von den Zürcher Forschern Oliver Ullrich und Cora Thiel. Zusammen mit Airbus haben die beiden Pioniere in der Erforschung, wie Schwerkraft menschliche Zellen beeinflusst, das Verfahren zur Projektreife entwickelt. Das Airbus Innovations-Team um Projektleiter Julian Raatschen entwickelt die Hardware und sorgt für den Zugang zur Internationalen Raumstation (ISS). Von der Idee bis zur ersten Produktionstestung im All brauchten die Projektpartner nur drei Jahre, in denen sie verschiedene Testphasen und hochkompetitive interne Auswahlverfahren überstanden. „Wir zeigen als erste, dass der Weg zur Produktion im All machbar ist, nicht in der Theorie, sondern in der Praxis“, so Ullrich.

Medikamentenentwicklung verbessern und Tierversuche reduzieren
Oliver Ullrich, Professor für Anatomie an der UZH, die Biologin Cora Thiel und Airbus nutzen die Mikrogravitation im Weltall, um aus menschlichen adulten Stammzellen dreidimensionale organähnliche Gewebe – sogenannte Organoide – zu züchten. „Auf der Erde lassen sich wegen der Schwerkraft ohne Stützskelette keine dreidimensionalen Organoide produzieren“, erläuterte Thiel. Auf großes Interesse stoßen solche 3D-Organoide bei Pharmaunternehmen. Toxikologische Studien könnten so ohne Umweg über Tiermodelle direkt an menschlichen Geweben durchgeführt werden. Aus Patientenstammzellen gezüchtete Organoide könnten auch in Zukunft als Bausteine für Gewebe-Ersatz zur Therapie geschädigter Organe eingesetzt werden, denn die Zahl der gespendeten Organe kann den weltweiten Bedarf an Tausenden von Spenderorganen bei Weitem nicht decken.

Differenzierte 3D-Organoide im All gezüchtet
Die Forschungsarbeiten vom März 2020, als 250 Teströhrchen mit menschlichen Stammzellen einen Monat lang auf der ISS verbrachten, waren sehr erfolgreich. Aus den Gewebestammzellen hatten sich in der Mikrogravitation in 400 Kilometern Höhe wie beabsichtigt differenzierte organähnliche Leber-, Knochen- und Knorpel-Strukturen entwickelt. Die auf der Erde angelegten Kulturen, die als Kontrollen unter normalen Schwerkraftbedingungen gezüchtet wurden, zeigten dagegen keine oder nur minimale Zelldifferenzierungen.

Robustheit und Lebensfähigkeit
In der aktuellen Mission werden Gewebestammzellen von zwei Frauen und zwei Männern unterschiedlichen Alters ins All geschickt. Damit prüfen die Forschenden, wie robust die Methode ist, wenn sie Zellen unterschiedlicher biologischer Variabilität einsetzen, Sie erwarten, dass die Produktion in Schwerelosigkeit einfacher und zuverlässiger ist, als unter Verwendung von „Hilfsmaterialien“ auf der Erde. „Aktuell liegt der Fokus auf produktionstechnischen Fragen und der Qualitätskontrolle. Im Hinblick auf die anvisierte Kommerzialisierung, müssen wir herausfinden, wie lange und in welcher Qualität wir die im All gezüchteten Organoide nach der Rückkehr zur Erde in Kultur halten können“, so Ullrich. „Im Erfolgsfall kann die Technologie weiterentwickelt und zur Einsatzreife gebracht werden.
Airbus und der „UZH Space Hub“ können so einen weiteren Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität auf der Erde durch raumfahrtbasierte Lösungen liefern“, betonte Airbus-Projektleiter Raatschen. Das Probenmaterial wird Anfang Oktober zurück zur Erde kommen. Erste Ergebnisse sind ab November 2021 zu erwarten.

Das Projekt „3D organoids in Space“
Das gemeinsame Projekt starte im Jahr 2018. Die Teams des „UZH Space Hubs“ und von Airbus reichten ihren Vorschlag in einem Airbus internen Innovations- und Ideenwettbewerb ein, um eine Grundfinanzierung zu bekommen und erste Forschungsarbeiten zu starten. Dort konnte sich das Projekt erfolgreich gegen rund 500 andere Ideen durchsetzen.

-ab-

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Raumsonde
JUICE
vor ihrer Reise zum Jupiter

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Die von Airbus gebaute Raumsonde JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), die für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelt wurde, ist in Toulouse angekommen. Dort wird sie im Airbus-Satellitenintegrationszentrum ihre Endmontage und Testkampagne absolvieren. Danach wird sie zum Start mit einer Ariane 5 nach Kourou in Französisch-Guayana gebracht.

Nach drei Monaten intensiver Tests in der Vakuumkammer (Large Space Simulator) im ESA-Technikzentrum ESTEC in Noordwijk, Niederlande, ist JUICE wieder bei Airbus, dem Hauptauftragnehmer. Die Sonde wurde auf dem Luftweg nach Toulouse transportiert, um Zeit zu sparen und den engen interplanetarischen Zeitplan für die Erreichung des Jupitersystems einhalten zu können. Cyril Cavel, JUICE-Projektleiter bei Airbus, erklärte bei der Ankunft: „Es ist das erste Mal, dass ich einen Satelliten sehe, der per Flugzeug in Toulouse ankommt, was die Bedeutung dieser Mission für die ESA und die wissenschaftliche Gemeinschaft zeigt. Jetzt müssen wir bei Airbus auf der großartigen Arbeit aller unserer industriellen und wissenschaftlichen Partner aufbauen. Ich freue mich auf den Start dieser ehrgeizigen Mission und auf den enormen Wissenszuwachs, den sie der Menschheit bringen wird – auch wenn wir noch fast zehn Jahre warten müssen, bis sie am Jupiter ankommt.“

Inzwischen sind das Öffnen des Druckschutzbehälters und der Transfer in den Reinraum abgeschlossen worden. Airbus wird nun den Zusammenbau der Flugkonfiguration abschließen, einschließlich der Integration des letzten Instruments und des bisher größten Solargenerators, der für eine Mission zur Erforschung von Planeten eingesetzt werden wird. Zu guter Letzt werden die Umwelttests, einschließlich der Tests zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMC), zur Mechanik, zur Entfaltung und zum Antrieb, bis ins nächste Jahr fortgesetzt, um den Satellit startklar zu machen.

Das 6,2 Tonnen schwere JUICE-Raumschiff wird im Jahr 2022 zu seiner fast 600 Millionen Kilometer langen Reise zum Jupiter aufbrechen. Die Sonde wird zehn hochmoderne wissenschaftliche Instrumente an Bord haben, darunter Kameras, Spektrometer, ein eisdurchdringendes Radar, einen Höhenmesser, ein radiowissenschaftliches Experiment sowie Sensoren zur Überwachung elektrischer und magnetischer Felder und der Plasmaumgebung im Jupitersystem. JUICE wird eine einzigartige Tour durch das Jupitersystem absolvieren, die auch eingehende Untersuchungen von drei potenziell ozeanhaltigen Monden, namens Ganymed, Europa und Kallisto umfasst.

Während der vierjährigen Mission wird JUICE Daten sammeln, um die Bedingungen für die Bildung riesiger Gasplaneten und die Entstehung von Lebensräumen in der Tiefe zu verstehen. Neun Monate lang wird JUICE den Eismond Ganymed umkreisen, um dessen Beschaffenheit und Entwicklung zu analysieren, seinen unterirdischen Ozean zu charakterisieren und seine potenzielle Bewohnbarkeit zu untersuchen.

-ab- Bild: A. Doumenjou

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Klima-Satellit
Copernicus Sentinel-2C

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Airbus hat die Integration des Copernicus-Satelliten „Sentinel-2C“ abgeschlossen. Er ist der dritte seiner Art und wird in München umfangreichen Umwelttests unterzogen, um seine Weltraumtauglichkeit zu bestätigen. Die Testphase wird bis März 2022 dauern.

Die von den Sentinel-2-Satelliten gesammelten Daten werden für die Überwachung von Landnutzung und -veränderungen, Bodenversiegelung, Landmanagement, Land- und Forstwirtschaft, Naturkatastrophen (Überschwemmungen, Waldbrände, Erdrutsche und Erosion) und zur Unterstützung humanitärer Hilfseinsätze genutzt. Die Umweltbeobachtung in Küstengebieten gehört ebenso zu den Aktivitäten wie die Überwachung von Gletschern, Eis und Schnee.

Als „Farbsichtgerät“ für das Copernicus-Programm wird „Sentinel-2C“ – wie seine Vorgängersatelliten „Sentinel-2A“ und „-2B“ – optische Bilder aus dem sichtbaren bis kurzwelligen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums liefern. Aus einer Höhe von 786 Kilometern wird der 1,1 Tonnen schwere „C“-Satellit weiterhin Aufnahmen in 13 Spektralbändern mit einer Auflösung von 10, 20 oder 60 Metern und einer einzigartigen Schwadbreite (Breite des Aufnahmestreifens) von 290 km ermöglichen. Die Teleskopstruktur und die Spiegel bestehen aus Siliziumkarbid, für das Airbus die Pionierarbeit geleistet hat. Das Material bietet eine sehr hohe optische Stabilität und minimiert die thermoelastische Verformung, was zu einer hervorragenden geometrischen Bildqualität führt. Dies ist beispiellos in dieser Kategorie optischer Bildgeber. Jeder „Sentinel-2-Satellit“ sammelt nach der Kompression an Bord 1,5 Terabyte pro Tag. Die Daten werden mit hoher Geschwindigkeit an Bord formatiert und in der Massenspeicher- und Formatierungseinheit mit höchster Kapazität zwischengespeichert. Datenaufzeichnung und Downlink per Laser können gleichzeitig erfolgen. Die Hochgeschwindigkeitsverbindung vom Weltraum zum Boden – zusätzlich zur direkten X-Band-Verbindung – wird via EDRS SpaceDataHighway ermöglicht.

Die „Sentinel-2-Mission“ basiert auf einer Konstellation von zwei identischen Satelliten, Sentinel-2A (gestartet 2015) und Sentinel-2B (gestartet 2017), die auf der gleichen Umlaufbahn, aber 180° voneinander entfernt fliegen, um eine optimale Abdeckung und Wiederholungszeit zu gewährleisten. Die Satelliten umkreisen die Erde alle 100 Minuten und decken alle fünf Tage die Landflächen der Erde, große Inseln sowie Binnen- und Küstengewässer ab.

Die Sentinel-2-Satelliten erfassen derzeit systematisch alle Land- und Wasserflächen und haben dabei hervorragende Ergebnisse gebracht. Im Jahr 2020 ist die „Sentinel-2-Mission“ nach wie vor die führende europäische Mission in Bezug auf wissenschaftliche, begutachtete Publikationen (1200 im letzten Jahr) und die an die Nutzer verteilte Datenmenge. Die Mission wurde durch die enge Zusammenarbeit zwischen der ESA, der Europäischen Kommission, der Industrie, den Dienstleistern und den Datennutzern ermöglicht. An ihrer Entwicklung waren rund 60 Unternehmen beteiligt, allen voran „Airbus Defence and Space“ in Deutschland für die Satelliten und „Airbus Defence and Space“ in Frankreich für die multispektralen Instrumente, während „Airbus Defence and Space“ in Spanien für die mechanische Satellitenstruktur verantwortlich ist.

„Copernicus“, das europäische Umweltüberwachungsprogramm, wird von der Europäischen Kommission in Partnerschaft mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA geleitet. Die Sentinel-Satelliten von „Copernicus“ liefern Fernerkundungsdaten der Erde und stellen wichtige operative Dienste in den Bereichen Umwelt und Sicherheit bereit.

-ab- Bild: airbus

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Vor 30 Jahren
startete der erste
europäische Erderkundungssatellit ins All

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Vor dreißig Jahren, am 17. Juli 1991, genau um 03:46 Uhr (MESZ), startete eine Ariane-4-Trägerrakete mit dem Erdbeobachtungssatelliten ERS-1 der Weltraumorganisation ESA ins All. Die Abkürzung steht für European Remote-Sensing Satellite und die „1“ kennzeichnet ihn als den ersten seiner Art. ERS-1 ist der Urahn aller modernen europäischen Erdbeobachtungssatelliten. Die Mission des ERS-1 markiert sowohl den Anfang der modernen Erdbeobachtung der ESA als auch den Beginn einer langen und erfolgreichen Fernerkundungsgeschichte des Raumfahrtbereichs von Airbus.

Der rund 2,4 Tonnen schwere ERS-1, unter der Führung der heutigen „Airbus Defence and Space“ von einem Industriekonsortium mit mehr als 50 Unternehmen in 14 Ländern entwickelt und gebaut, war der modernste und komplexeste Satellit seiner Zeit und verfügte als erster europäischer Satellit über ein Radarsystem und eine Mikrowellen-Instrumentierung für Messungen und Bildaufnahmen über See und über Land. Damit wurde erstmals die Beobachtung von Gegenden dieser Erde ermöglicht, die sich oft den Blicken von Satelliten durch häufige Wolken- oder Nebelbildung entziehen.

Herz des ERS-1, der die Erde in einer Höhe von 785 Kilometern auf einer polaren Bahn umkreiste, war ein Radar, das bei einer Wellenlänge von 5,7 Zentimetern – entsprechend einer Frequenz von 5,3 GHz im so genannten C-Band – arbeitete. Bei jedem Umlauf tastete der Strahl einen 4000 Kilometer langen und 100 Kilometer breiten Streifen auf der Erdoberfläche ab. Daraus ließen sich Bilder mit einer Auflösung von 30 Metern erstellen. Nach neun Jahren hervorragender Dienste, mehr als dem Dreifachen der geplanten Lebensdauer, endete die ERS-1-Mission am 10. März 2000. Seit dem Start im Juli 1991 absolvierte er 45.000 Orbits und funkte 1,5 Millionen Radarbilder zur Erde. ERS-1 gilt heute auch als Wegbereiter der Umweltforschung aus dem Weltraum.

Mit dem Start von ERS-2 vier Jahre später (April 1995) eröffneten sich noch mehr Einsatzmöglichkeiten. Zum einen verfügte dieser Satellit zusätzlich über das Ozonmessgerät GOME (Global Ozone Monitoring Experiment). Es verfolgte regelmäßig den Ozongehalt in der Stratosphäre und insbesondere die Veränderungen des Ozonlochs über dem Südpol. Zum anderen waren nun für ein paar Jahre beide Radar-Satelliten gleichzeitig einsetzbar. Bei dieser so genannten Tandem-Mission von ERS-1 und -2 konnte man die neue Technik der Radar-Interferometrie austesten. Hierbei nimmt man zu unterschiedlichen Zeiten mit den beiden Satelliten dasselbe Gebiet zweimal oder mehrmals auf. Die Überlagerung der Bilder ergibt dann ein Interferogramm. Es eignet sich, um digitale Geländemodelle mit einer Höhenauflösung von wenigen Metern zu erstellen. Vor allem aber ist es möglich, Veränderungen, die sich zwischen den Aufnahmen auf der Oberfläche ereignet haben, mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich zu registrieren.

Volker Liebig, von 2004 bis 2016 Direktor für Erdbeobachtung der Europäischen Weltraumorganisation ESA, bewertet in der Rückschau das erste Fernerkundungs-Programm: „ERS-1 war die Initialzündung für eine einmalige Entwicklung in Europa. Erdbeobachtung ist wahrscheinlich der einzige Raumfahrtbereich in dem Europa weltweit führend ist und in den dieStaaten auch vergleichbar zu den USA investiert haben. Das war natürlich getrieben durch Europas starkes Engagement für den Umweltschutz, insbesondere den Klimawandel. Ohne den Erfolg des ERS-Programmes wäre das wohl nicht passiert.“

Aufbauend auf den ERS-Erfahrungen entwickelten sich eine Reihe nationaler Satellitenprogramme und weitere europäische Vorhaben. Unter der Leitung von Airbus entstehen aktuell die MetOp Satelliten der zweiten Generation (MetOp-SG). Mit den „Earth Explorern“ sind Satelliten mit vornehmlich wissenschaftlichen Fragestellungen unterwegs. Airbus Defence and Space verantwortet beispielsweise den Eisforschungssatelliten CryoSat (seit 2010) und die Drei-Satelliten-Mission Swarm (seit 2013) zur Erforschung des Magnetfelds der Erde und Aeolus (seit 2018) zur Erstellung globaler Windprofile. Mit EarthCARE und Biomass sind zwei weitere „Earth Explorer“ für die ESA bei Airbus in der Entwicklung.

Mit dem Start von Sentinel-1, der ein ebenfalls ein C-Band-Radar von Airbus trägt, erhielt das europäische Copernicus-Programm (EU/ESA) für Umwelt und Sicherheit seinen im April 2014 ersten „eigenen“ Satelliten. Copernicus ist entwickelt worden, um in sechs Schlüsselbereichen wichtige Informationen zu geben: Landüberwachung, Überwachung der Meeresumwelt, Katastrophen- und Krisenmanagement, Überwachung der Atmosphäre, Überwachung des Klimawandels und Sicherheit. Die für eine globale Umweltüberwachung notwendige umfassende und einheitliche Datengrundlage im globalen Maßstab ist ohne Satellitensysteme nicht denkbar.

„Mit Copernicus ist Europa endgültig bei der Erdbeobachtung in die Führung gegangen. Heute beglückwünscht uns die ganze Welt zu diesem System, das so wichtige Umweltdaten über unsere Erde liefert. Copernicus war der entscheidende Schritt vom wissenschaftlichen Erforschen wichtiger Abläufe in unserer Umwelt, wie wir das mit den Explorer Missionen der ESA tun, hin zum operationellen beobachten. Die Wissenschaft spricht von Klima, wenn wir Abläufe von mehr als 30 Jahre betrachten. Schon das zeigt uns warum wir Copernicus so dringend gebraucht haben und das zeigt uns auch, warum es Sinn macht 30 Jahre ERS-1 zu feiern. Seit ERS-1 haben wir nun Datenreihen, z.B. für die Eisbedeckung der Pole, den Meeresspiegelanstieg, die Temperaturentwicklung der Ozeanoberflächen und viele andere Klimavariablen“, so Liebig.

Das Herzstück der Weltraumkomponente sind speziell für Copernicus entwickelte Weltraummissionen, die „Sentinels.“ Airbus Defence and Space ist mit der industriellen Führung von sieben der 13 Sentinel-Missionen betraut. Airbus Defence and Space verfügt heute, mit mehr als 60-jähriger Raumfahrterfahrung, über eine einzigartige Expertise und umfassendes Know-how in Design, Fertigung, Test und Betrieb von Erdbeobachtungssatelliten, -instrumenten und -komponenten und dem dazugehörenden Service, den es zu einem der führenden Raumfahrtunternehmen der Welt gemacht und es an eine führende Position beim Export von Fernerkundungssatelliten geführt haben.

-ab- Bild: airbus heritage

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ArianeGroup
wird für Europa
den Weltraum
überwachen

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ArianeGroup wurde mit drei Projekten der Kategorie „Weltraumüberwachung und Frühwarnsysteme“ im Rahmen des Europäischen Programms zur industriellen Entwicklung im Verteidigungsbereich (European Defence Industrial Development Programme – EDIDP) beauftragt. Diese Projekte werden es Europa ermöglichen, seine Kapazitäten bei der Erkennung von Bedrohungen aus dem Weltraum und ballistischen Bedrohungen zu verbessern. Ziel der Weltraumüberwachung (Space Situational Awareness – SSA) ist es, den Verkehr im Weltraum (Satelliten, Starts, aber auch Weltraumschrott) exakt zu erfassen, um Kollisionen zu vermeiden und etwaige Bedrohungen abwehren zu können. Die Frühwarnkomponente ermöglicht die Erkennung und Analyse von Flugkörper und Raketenabschüssen zu Aufklärungs- und Flugabwehrzwecken.

„Angesichts der zunehmenden Bedeutung des Weltraums für unsere Verteidigung und auf Basis unseres Know-hows in Trägerraketen hat ArianeGroup einzigartige Lösungen wie „GeoTracker“ und Laser-Technologien entwickelt. Unsere Kompetenzen bei der Entwicklung groß angelegter Weltraumsysteme und bei der Analyse unserer strategischen Position im Weltraum befähigen uns heute, einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit Europas zu leisten“, erklärte André-Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup.

Die drei Projekte im Detail:
SAURON
ArianeGroup wird bei der Umsetzung von SAURON ein Konsortium mit 24 Partnern aus neun Ländern koordinieren. Ziel ist die Entwicklung innovativer Sensoren für die Erfassung und Identifizierung von Satelliten im Orbit. ArianeGroup wird seine Kompetenzen bei der Konzeption und dem Design von Konstellationen einbringen, um ein europäisches Netzwerk für die weltweite Erfassung und die Anwendung von Laser- und Bilderfassungssensoren zu knüpfen. Die Konsortialpartner werden zusätzliche Optik- und Funk-Technologien für die Beobachtung vom Boden und vom Weltraum aus entwickeln. Eine Testkampagne mit den vorhandenen verschiedenen Sensoren ist für Ende 2023 geplant.
INTEGRAL
Das Projekt INTEGRAL wird vom italienischen Unternehmen Vitrociset koordiniert, einer Tochtergesellschaft von Leonardo. Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung der Software für die Vernetzung und Koordination der nationalen Leitstellen für Weltraumüberwachung. Die Umsetzung wird in enger Zusammenarbeit mit SAURON erfolgen, womit das künftige europäische Netz zur Weltraumüberwachung auf zwei Säulen gründet. ArianeGroup gewährleistet die Koordination der Projekte und wird einen Teil des Datenaustauschs zwischen den nationalen Leitstellen umsetzen.
ODIN’S EYE
Das von der deutschen Firma OHB koordinierte Projekt ODIN’S EYE befasst sich mit fortgeschrittenen Weltraum-Frühwarnsystemen – ein Bereich, in dem ArianeGroup seit vielen Jahren aktiv ist. Das Projekt soll die Entwicklung von Systemen zur Erkennung von ballistischen und Hyperschall-Flugkörpern sowie ziviler Trägerraketen vom Weltraum aus anstossen und so zur Flugkörperabwehr, der Überwachung der Verbreitung ballistischer Raketen und zur Weltraumüberwachung beitragen. ArianeGroup wird seine Expertise in der Abwehr ballistischer und von Hyperschall-Bedrohungen sowie bei der Flugkörperabwehr und der Einstufung des Bedrohungspotenzials einbringen und so die Grundlagen für Konzeptstudien liefern, Techniken für die Nutzung der umgesetzten Maßnahmen zu Aufklärungszwecken prüfen und den Beitrag von Frühwarnsystemen zur Flugkörperabwehr bewerten.

Die drei Projekte sollen Ende 2021 anlaufen und bis 2024 fortgeführt werden. Die im Rahmen dieser Projekte angestoßenen Entwicklungen werden voraussichtlich im anhand des Europäischen Verteidigungsfonds fortgeführt und erweitert. Erste Ausschreibungen laufen ab dem kommenden Jahr an.

-ag-

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Studien
zu künftigen
Mondmissionen

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Die ArianeGroup hat zwei Studienaufträge für potenzielle Mondmissionen erhalten. Sie sind Teil der Phase A/B1-Studien von Airbus Defence and Space in Vorbereitung auf die nächste Ministerratskonferenz im Jahr 2022. Ein Expertenteam der ArianeGroup, bestehend aus Mitarbeitern der Standorte Lampoldshausen, Bremen und Ottobrunn, wird seine Expertise als Antriebsarchitekt für das Cis-Lunar Transfer Vehicle (CLTV) und für den European Large Logistics Lander (EL3) einbringen.

Mit dem EL3-Landefahrzeug wird Europa bis zu 1,7 Tonnen Material, Treibstoff oder Ausrüstung auf den Mond transportieren können. Das Modul soll voraussichtlich 2028 an Bord einer Ariane 64 (Ariane-6-Version mit 4 Boostern) starten und den Mondorbit vier Tage später erreichen. Nach mehreren Tagen in der Umlaufbahn des Erdtrabanten wird EL3 mit Hilfe von bis zu fünf Triebwerken landen. Eine simultane Drosselung aller Motoren soll für eine Präzisionslandung sorgen. Die Landezone des EL3 wird sich nahe des Landezirkels des amerikanischen HLS-Moduls (Human Landing System) befinden, um den Astronauten eine weitere gesicherte Betankungsmöglichkeit zu bieten.

Die NASA hat drei Unternehmen für die Konzeption und Entwicklung des HLS im Rahmen des Artemis-Programms ausgewählt. Das EL3 ist eine europäische Ergänzung des Artemis-Programms, mit dem die USA wieder Menschen auf den Mond bringen wollen. ArianeGroup ist aktiv an diesem Projekt beteiligt, indem es Antriebskomponenten für das Europäische Servicemodul (ESM) des Orion Raumfahrzeugs liefert.

Das CLTV profitiert von der jahrelangen Erfahrung und den technischen Entwicklungen im Rahmen der fünf europäischen ATV-Missionen (Automated Transfer Vehicle) sowie neuen Funktionen und Fähigkeiten. Seine Hauptaufgabe wird sich auf die Versorgung des Lunar Gateway, der künftigen cis-lunaren Raumstation, konzentrieren. „Mit Unterstützung von Airbus hat die ESA fünf ATVs erfolgreich entwickelt und geflogen. Das letzte flog 2014/2015. Die beiden Projekte sind von großer strategischer Bedeutung, denn sie erlauben es ArianeGroup, im Bereich Antriebe Fuß zu fassen und die gesammelte Expertise aus den Projekten ATV und ESM MPCV zu nutzen, um die Präsenz des Unternehmens bei künftigen Erkundungsprogrammen der ESA auszuweiten“, erklärte Jörg Krüger, Head of Orbital Propulsion Engineering & Design der beiden Projekte.

Das CLTV ist noch flexibler einsatzfähig als das ATV. Das CLTV ist ein Ausblick auf ein künftig 100-prozentiges europäisches Raumfahrzeug. Die Konzeptionsphase wird bis zur Ministerratskonferenz 2022 andauern. Wird das vorgelegte Konzept dort angenommen, könnte die nächste Phase bereits Anfang 2023 anlaufen – und den ersten Schritt zum Bau einer Autobahn zum Mond darstellen.

-ag- Bild: am

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Meilenstein
bei der Integration
der Jupitersonde JUICE erreicht

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Region Friedrichshafen – Die Raumsonde der Europäischen Weltraumorganisation ESA namens JUICE, welche zu den Eismonden Jupiters reisen soll, hat ihren jüngsten Meilenstein erfolgreich absolviert: Raumfahrtingenieure im Satellitenintegrations-Zentrum von Airbus in Friedrichshafen haben den Magnetometer-Ausleger (MAGBOOM) an der Raumsonde angebracht. Dieser Ausleger trägt fünf magnetisch empfindliche Instrumentensensoren, um sie von jeglichen Störungen durch das Hauptraumfahrzeug fernzuhalten. Die Sensoren sind Teil des Magnetometers J-MAG und des wissenschaftlichen Instruments „Radio and Plasma Wave Investigation“ (RPWI). J-MAG ist ein Magnetometer-Paket zur Untersuchung von Jupiters Magnetosphäre und ihrer Wechselwirkung mit den drei Eismonden Europa, Ganymed und Kallisto, insbesondere mit dem inneren Magnetfeld von Ganymed. Das RPWI-Instrument wird die Radioemissionen und Plasma-Umgebungen des Jupiters und seiner Eismonde untersuchen. Der MAGBOOM ist aus nicht-magnetischen Materialien wie Kohlefaser, verschiedenen Titan- und Aluminiumlegierungen sowie Bronze gefertigt und wiegt mit den Sensoren 44 Kilogramm. Der Ausleger muss Temperaturen von -210° bis +250° Celsius standhalten. Im ausgefahrenen Zustand beträgt seine Gesamtlänge 10,6 Meter.

Die 6,2 Tonnen schwere Raumsonde JUICE wird 2022 zu ihrer fast 600 Millionen Kilometer langen Reise zum Jupiter aufbrechen. Die Sonde wird zehn hochmoderne wissenschaftliche Instrumente an Bord haben, darunter eine Kamera, Spektrometer, ein Submillimeter-Wellen-Instrument, ein eisdurchdringendes Radar, ein Laser-Höhenmesser, ein radiowissenschaftliches Experiment und Instrumentenpakete zur Überwachung der magnetischen und elektrischen Felder sowie geladener Teilchen.

JUICE wird mehr als drei Jahre in der Umgebung des Gasriesen verbringen und dabei eine einzigartige Tour absolvieren, die eingehende Untersuchungen der drei potenziell ozeanhaltigen Monde Ganymed, Europa und Kallisto umfasst. Die Raumsonde wird dabei Daten sammeln, um die Frage zu beantworten, ob um Riesenplaneten Bedingungen für die Entstehung von Leben herrschen. Sie wird eine multidisziplinäre Untersuchung des Jupitersystems als Archetyp für Gasplaneten durchführen. Neun Monate lang wird sie den Eismond Ganymed umkreisen und seine Umgebung, Oberfläche, sein Inneres und seine potenzielle Bewohnbarkeit analysieren.

-ab- Bild: airbus

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Pionierarbeit
für erste Satellitenfabrik
im Weltraum

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Airbus wurde von der Europäischen Kommission ausgewählt, um im Rahmen des Programms „Horizon 2020“ die Fertigung von Raumfahrzeugen im Weltraum zu untersuchen. Das Projekt Peraspera In-Orbit Demonstration (PERIOD) konzentriert sich auf die Satellitenmontage und -fertigung im Orbit. Dieser Studienauftrag der A/B1-Phase im Wert von drei Millionen Euro hat eine Laufzeit von zwei Jahren, mit dem Ziel, anschließend mit einem Demonstrator im Orbit fortzufahren.

Die von PERIOD angedachte „orbitale Fabrik“ wird eine Vorreiterrolle bei der Herstellung von Hauptkomponenten – wie Antennenreflektoren, der Montage von Raumfahrzeugkomponenten und dem Ersatz von Satellitennutzlasten – direkt im Weltraum spielen. Dies ist der Vorläufer für die zukünftige Fertigung großer Strukturen im Orbit. Die Fertigung direkt im Orbit wird die Art und Weise, wie Raumfahrtsysteme entworfen, gebaut und betrieben werden, revolutionieren. Sie hat erhebliche Vorteile gegenüber dem traditionellen Ansatz – bei dem alles auf der Erde produziert und anschließend in den Weltraum transportiert wird – da Objekte, die im Weltraum hergestellt werden, von den Zwängen und Anforderungen des Starts befreit sind – u.a. Masse- und Volumenbeschränkungen der Trägerrakete, strukturelle Festigkeit, um dem Start standzuhalten. Um dieses Ziel zu erreichen, leitet „Airbus Defence and Space“ in Bremen ein Team von sieben europäischen Innovatoren, die ihre eigene Expertise in Bereichen – wie Roboterbetrieb, virtuelle Realität und Montage im Weltraum – einbringen: DFKI, EASN-TIS, GMV, GMV-SKY, ISISPACE, SENER Aeroespacial und Space Applications Services.

PERIOD ist Teil des strategischen EU-Forschungsclusters für Weltraum-Robotertechnologien für On-Orbit-Servicing, Montage und Fertigung und baut auf dessen Erfahrungen auf. Durch die Validierung bahnbrechender Fähigkeiten wird PERIOD den Wert von Wartung, Fertigung und Montage im Weltraum demonstrieren. Außerdem wird es Europa dabei helfen, Fähigkeiten und eine industrielle Infrastruktur zu entwickeln, die es an die Spitze des Marktes für In-Orbit-Services und -Fertigung bringen. PERIOD wird die zukünftige Forschung anregen und neue Marktchancen schaffen, was zu Arbeitsplätzen und Wachstum im Bereich zukunftsweisender Technologie führt.

Die zukünftige Weltraumfabrik könnte, wie auch der Demonstrator, von einer Trägerrakete in die Umlaufbahn gebracht werden, dann als Freiflieger im Orbit aktiviert und mit der Produktion beginnen. Eine alternative Demonstrationsmission, die mehr Flexibilität und geringere Kosten bietet, wäre die Nutzung der ISS-Infrastruktur. „Airbus arbeitet seit mehr als einem Jahrzehnt an Fertigungstechnologien im Orbit und das PERIOD-Programm wird Europa dabei helfen, sein gebündeltes technologisches Know-how auf die nächste Stufe zu heben. Künftige Großsysteme für die Raumfahrt können nur im Orbit hergestellt und montiert werden, daher ist es entscheidend, dass Europa bei dieser Schlüsselfähigkeit an der Spitze steht“, so Silvio Sandrone, Leiter des Bereichs „Space Exploration Future Projects“ bei Airbus.

Airbus-Teams sind bereits an einer Reihe anderer Forschungsprogramme für den Weltraum beteiligt, darunter „Metal3D“, der erste 3D-Drucker für Metalle, der im nächsten Jahr im Weltraum eingesetzt werden soll, und zwar in einem von der Europäischen Weltraumorganisation ESA finanzierten Projekt, aber auch das Projekt „MANTOS“, das mit Unterstützung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) roboter- und KI-basierte Montagevorgänge demonstriert.

-am- Bild: airbus

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Mars-Mission:

Raumfahrttechnik
erreicht den Mars

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Kürzlich landete der NASA-Rover „Perseverance“ auf der Oberfläche des roten Planeten. Schlüsseltechnologien von Airbus sind mit an Bord: Die meteorologische Station „MEDA“ wird Wissenschaftler mit wertvollen Wetterdaten vom Mars versorgen und das Antennen-System mit hoher Verstärkung wird für die Dauer der MARS2020-Mission eine Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsverbindung zur Erde sicherstellen.

„Perseverance“ wird sieben wissenschaftliche Instrumente einsetzen, um die biologische und geologische Umgebung des Mars zu untersuchen, darunter die von Airbus entwickelte und gebaute meteorologische Station „MEDA“ (Mars Environmental Dynamics Analyser). Das „MEDA“-Instrument wird mit Hilfe von Sensoren, die über den Rover verteilt sind, viele Umweltparameter messen: Windgeschwindigkeit und -richtung, relative Luftfeuchtigkeit, atmosphärischer Druck, Boden- und Lufttemperaturen, Sonneneinstrahlung und auch Eigenschaften von Schwebestaub. Diese Parameter werden auch bei der autonomen Entscheidung über den Einsatz des Ingenuity-Hubschraubers an Bord des Rovers eine wichtige Rolle spielen.

„MEDA“ ist die dritte von Airbus geleitete Umweltstation auf dem Mars, mit der Airbus seine Expertise auf diesem Gebiet unter Beweis stellt. Die erste war 2012 an Bord des Rovers Curiosity, bekannt als „REMS“ (Rover Environmental Monitoring Station), und die zweite 2018 auf „InSight“, genannt „TWINS“ (Temperature and Wind for InSight). Beide waren erfolgreiche NASA / JPL Missionen. Alle Daten der Entdeckungen von „Perseverance“ werden über das ebenfalls von Airbus entwickelte und gebaute „High-Gain-Antennensystem“ (HGAS) zur Erde gesendet. Das „HGAS“ basiert auf einer X-Band-Sende- und Empfangsantenne, die eine Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation ermöglicht. Die Antenne basiert auf der selbst entwickelten Microstrip-Technologie. Sie ist vor Staub geschützt, um saubere Bedingungen und thermische Stabilität zu gewährleisten.

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Die Antenne wird wissenschaftliche Daten, die von den verschiedenen Instrumenten erzeugt werden und Informationen über den Zustand des Rovers direkt senden, ohne dass Zwischenverbindungen – beispielsweise Orbiter – erforderlich sind. Darüber hinaus wird das Fahrzeug täglich Anweisungen von der Erde mit den Aufgaben des Tages erhalten. Da die Antenne lenkbar ist, kann sie einen „Strahl“ von Informationen direkt zur Erde senden, ohne das Fahrzeug zu bewegen, was zur Energieeinsparung beiträgt.

Die extremen thermischen Exkursionen auf dem Mars erforderten eine Qualifizierung des Antennensystems bei Temperaturen von -135C bis + 90C mit thermischen Ermüdungstests. Dies wird das zweite „HGAS“-Antennensystem von Airbus auf dem Mars sein, wobei das erste an Bord von Curiosity auch acht Jahre später noch einwandfrei funktioniert.

„Mars2020“ ist die wohl ehrgeizigste Mission, die je zum Mars geschickt wurde, denn sie wird Marsgestein und -boden detaillierter als je zuvor auf der Suche nach Beweisen für vergangenes Leben auf dem Planeten untersuchen und für die spätere Rückkehr zur Erde Anzeichen oder Spuren von Biosignaturen speichern. Ebenso wird sie die geologischen Prozesse charakterisieren, aus denen die Oberfläche besteht und die tägliche und jahreszeitliche Entwicklung der Prozesse in der Marsatmosphäre messen, und zwar einschließlich der Charakterisierung von Schwebestaub. „Perseverance“ wird auch Technologien testen, die den Weg für die zukünftige Erforschung des Mars durch den Menschen ebnen sollen – wie beispielsweise die Erzeugung von Sauerstoff aus Kohlendioxid in der Atmosphäre oder der erste Flug eines kleinen Hubschraubers auf einem anderen Planeten.

-ab- Bilder: airbus, nasa/jpl

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„Moon Cruiser“
Konzept
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Airbus hat von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) den Zuschlag für eine CLTV-Studie (Cis-Lunar Transfer Vehicle) für einen „Moon Cruiser“ erhalten. Laut Studienkonzept handelt es sich beim CLTV um ein vielseitiges, autonomes Logistikfahrzeug, das zum Beispiel die NASA und ESA bei der Durchführung der zukünftigen Artemis-Mondmissionen zeitnah und effizient unterstützen soll. Das Raumfahrzeug wird auf bestehenden und bewährten Technologien basieren und den europäischen Mehrzweck Large Logistic Lander (EL3) ergänzen.

Die Durchführung von Mondmissionen, einschließlich der Landung auf dem Mond und der Einrichtung einer künftigen lunaren Raumstation, das Gateway, ist eine komplexe und anspruchsvolle Aufgabe für die internationale Gemeinschaft. Sie erfordert eine präzise geplante Kette von Versorgungs- und Logistikmissionen. Der Airbus „Moon Cruiser“ unterstützt diese Herausforderungen in mehrfacher Hinsicht.

Gateway-Logistik: Das CLTV kann Fracht oder Treibstoff zur Betankung in die Mondumlaufbahn und zum Gateway transportieren, dem internationalen Projekt unter der Leitung der beiden Hauptbeiträger NASA (USA) und ESA (Europa), das eine nachhaltige Präsenz auf dem Mond und die Erforschung darüber hinaus unterstützt und eine Säule des Artemis-Programms der NASA darstellt.

Transfer einer großen Mondlandefähre in die niedrige Mondumlaufbahn: Das CLTV wird benötigt, um eine Landefähre oder eine Aufstiegsstufe zwischen dem Gateway und der niedrigen Mondumlaufbahn zu fliegen, um Lande- und Aufstiegsmissionen mit größeren und umfangreicheren Leistungen durchzuführen. Die Vielseitigkeit des CLTV wird es auch ermöglichen, Missionen zu einer Post-ISS- Orbitalinfrastruktur im niedrigen Erdorbit sowie Missionen im Bereich der GEO-Satcom-Dienste zu unterstützen.

Das Design des CLTV ermöglicht die Durchführung mehrerer Missionstypen mit einem einzigen Fahrzeug und ist mit verschiedenen Trägerraketen kompatibel. Die Lösung von Airbus ist ein ausgereiftes, vielseitiges und modulares Konzept, das auf einem großen Spektrum von Missions- und Fahrzeugdesigns für die bemannte Raumfahrt und Exploration basiert, die Airbus für die ESA gebaut hat, darunter das Orion European Service Module (ESM) sowie fünf erfolgreiche ATV-Raumtransporter-Missionen (Automated Transfer Vehicle), die insgesamt rund 30 Tonnen Fracht ins All befördert haben.

„Mit dem Moon-Cruiser-Konzept von Airbus für das CLTV schaffen wir die ersten Bausteine für die Interaktion von Mensch und Maschine auf dem gesamten Weg zwischen Erd und Mond. Das CLTV kann der Gateway-Logistik dienen und den Nutzen des EL3 Large Lunar Lander erhöhen, indem es zusätzliche Missionen ermöglicht, sei es eigenständig für Europa oder als Teil einer breiteren internationalen Zusammenarbeit“, so Andreas Hammer, Leiter des Bereichs „Space Exploration“ bei Airbus.

Das CLTV kann mit der Ariane 6 gestartet und ein Modul mit einer Gesamtmasse von über 4,5 Tonnen zum Gateway transportieren. Die europäische Weltraumorganisation ESA könnte das CLTV in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts einsetzen. Es ist geplant, dass das CLTV buchstäblich auf einer direkten Flugbahn zum Mond „cruist“. Ziel ist es, die nachfolgende Umsetzungsphase des CLTV auf dem nächsten Ministerrat im Jahr 2022 zu validieren – mit dem Ziel, im Jahr 2027 zu starten.

Airbus baut für die ESA das europäische Servicemodul für das neue NASA-Raumschiff Orion, das zentrale Raumfahrzeug der zukünftigen NASA-Weltraumerkundung. Das erste Servicemodul wurde bereits von Airbus an die NASA ausgeliefert. Ein zweites Servicemodul wird derzeit bei Airbus in Bremen gebaut. Der erste Start – ein Testflug ohne Astronauten – wird Orion im Rahmen der Mission „Artemis I“ in eine Mondumlaufbahn und zurück zur Erde bringen und ist für 2021 geplant.

-ab- Bild: airbus

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Wiederverwendbare
Trägerraketenstufe
„Themis“

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Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat der ArianeGroup den Auftrag für die erste Phase der Entwicklung des Themis Demonstrators – einer wiederverwendbaren Trägerraketenstufe – erteilt. Der Vertrag mit einem Volumen von 33 Millionen Euro wurde an die ArianeGroup vergeben. Er ist das Ergebnis der Vorbereitungsarbeiten von ArianeWorks, einem von der französischen Raumfahrtagentur CNES und ArianeGroup ins Leben gerufenen „Innovation Accelerators“.

Themis ist mit dem Triebwerk Prometheus ausgestattet und ermöglicht künftig die Entwicklung kostengünstiger und wiederverwendbarer Trägerraketen in Europa. Das Projekt, mit dessen Entwicklung ArianeWorks betraut wurde, soll die technische Leistungsfähigkeit Europas im Bereich Wiederverwendbarkeit demonstrieren. Die ESA-Mitgliedstaaten können ab 2022 auf dieser Grundlage entscheiden, welches Trägerraketenangebot für Europa ab 2030 hinaus in Frage kommt.

„In einem internationalen Umfeld, in dem die großen Raumfahrtnationen massiv in ihre Startsysteme investieren und die Entwicklung der Technologien vom Geiste des Wettbewerbs oder gar von Vormachtsbestrebungen bestimmt wird, ist der Fortbestand des europäischen Zugangs zum Weltraum mehr denn je von strategischer Bedeutung. Wir müssen daher unbedingt bereits jetzt die Technologien entwickeln, die in den Trägerraketen der nächsten Jahrzehnte zum Einsatz kommen werden und dieser erste Vertrag für die Entwicklung eines Demonstrators einer wiederverwendbaren Raketenstufe ist ein wichtiger Schritt auf diesem Weg“, erklärte André-Hubert Roussel, CEO von ArianeGroup und betonte: „Themis soll die Validierung und Entwicklung besonders kostengünstiger Trägerraketenlösungen ermöglichen und wird mit Prometheus ausgestattet sein, einem Triebwerksdemonstrator, der sowohl mit einem Flüssigsauerstoff/Methan-Gemisch als auch mit einem Sauerstoff/Flüssigwasserstoff-Gemisch betrieben werden kann. Der Demonstrator leistet damit einen Beitrag zur Energiewende und ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer umweltverträglicheren Trägerraketenindustrie.“

-am- Bild: ariane-group

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Deutsche
Meteorologische
Gesellschaft
mahnt zum Erhalt des Instituts für Meteorologie und Klimatologie
der Leibniz Universität Hannover

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Die offenbar geplante Schließung des Instituts für Meteorologie und Klimatologie (IMUK) der Leibniz Universität Hannover stößt auf deutliche Kritik der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG). Prof. Clemens Simmer, Vorsitzender der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG): „Wir haben mit Bestürzung von der geplanten Schließung erfahren und fordern dringend eine Korrektur des eingeschlagenen Weges.“

Das Institut steht in der Tradition der wichtigsten Forschungseinrichtungen im Bereich der Meteorologie und Klimatologie in Deutschland. „Mit einer Schließung würde“, so Simmer, „eine unverantwortliche Schwächung der Ausbildungs- und Forschungskapazitäten im Fachgebiet der Meteorologie in Deutschland einhergehen.“ Entsprechend äußert sich der Verbund deutscher Universitätsinstitute (University Corporation for Atmospheric Sciences (UCAS)) mit eigenständiger Meteorologie-Ausbildung (Berlin, Bonn, Frankfurt, Mainz, Hamburg, Hannover, Karlsruhe, Köln, Leipzig und München) in einem Brief an den Präsidenten der Leibniz Universität Hannover und appelliert, die Entscheidung zu überdenken. Das IMUK ist auch in vorbildlicher Weise aktiv in der schulischen Bildungsarbeit.

Aus Sicht der DMG wäre die Schließung des Instituts mit seinem Bachler-Master-Studiengang für Meteorologie ein herber Rückschlag für die sich gerade entwickelnde UCAS, an dessen Entwicklung die Forscher in Hannover entscheidend mitwirken. Das IMUK zählt vor allem mit seinem Forschungsschwerpunkt im Bereich der Stadtklimatologie auch international zu den führenden Einrichtungen. Simmer: „Es wäre ein großer Verlust auf dem Weg zu einem tieferen Verständnis von atmosphärischen Prozessen im urbanen Umfeld, in dem die meisten Menschen weltweit leben, würden wir die Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet in Hannover verlieren.“ Die DMG sieht es ferner als äußerst negatives politisches Signal an, das einzige meteorologische Universitätsinstitut in Niedersachsen zu schließen. Dies gilt ganz besonders in Zeiten der zunehmenden Folgen der globalen Erwärmung, die hierzulande auch das Leben in den Städten nachteilig beeinträchtigen wird. Auch vor dem Hintergrund des für Niedersachsen geplanten Kompetenzzentrums Klima ist die Überlegung einer Schließung des IMUK unverständlich. Eine Stärkung des IMUK wäre hier das richtige Signal. „Wir richten daher als DMG einen dringenden Appell an die Landesregierung Niedersachsen und an das Präsidium der Leibniz Universität Hannover, die Pläne zur Meteorologie-Ausbildung in Hannover zu überdenken“, resümierte Simmer.

-am-

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Überprüfungs-
mission
für die nächste Generation von Copernicus


Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat Airbus Defence and Space als Hauptauftragnehmer für die neue Mission zur Überwachung der Landoberflächen-Temperaturen LSTM (Land Surface Temperature Monitoring) ausgewählt. LSTM ist Teil von Copernicus, dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union zum globalen Monitoring. Sie ist eine der sechs neuen Missionen, welche die Fähigkeiten der gegenwärtigen Weltraumkomponente von Copernicus erweitern. Der Auftrag hat einen Wert von 380 Millionen Euro und umfasst die Entwicklung eines LSTM-Satelliten mit einer Option für zwei weitere Satelliten.

Das Hauptziel von LSTM besteht darin, globale raum-zeitliche Tag- und Nacht-Temperaturmessungen der Landoberfläche zu liefern. Die Analyse von Satellitendaten zur Kartierung, Überwachung und Vorhersage der natürlichen Ressourcen der Erde hilft zu verstehen, was an Veränderungen wann und wo stattfindet. Diese Mission wird insbesondere auf die Bedürfnisse der europäischen Landwirte eingehen, die landwirtschaftliche Produktion auf einzelnen Höfen nachhaltiger zu gestalten, da die Wasserknappheit zunimmt und Veränderungen in der Umwelt stattfinden. Spezialisten werden in Echtzeit berechnen können, wie viel Wasser verschiedene Pflanzen in verschiedenen Gebieten benötigen und wie oft diese Pflanzen bewässert werden müssen.

Landoberflächen-Temperaturmessungen und die daraus abgeleitete Evapo-Transpiration – Wasserdampf, der von Pflanzen während ihres Wachstums emittiert wird – sind Schlüsselparameter, um Klimaschwankungen zu verstehen und darauf zu reagieren, Wasserressourcen für die Landwirtschaft zu verwalten und Dürren vorherzusagen. Thermische Infrarot-Beobachtungen werden eine Reihe zusätzlicher Dienste unterstützen, um die Bodendegradation, die Bodenzusammensetzung, natürliche Gefahren – wie Brände und Vulkanaktivität, die Bewirtschaftung von Küsten- und Binnengewässern sowie Probleme städtischer Wärmeinseln – anzugehen.

„Die Messung der Oberflächentemperaturen wird dazu beitragen, die landwirtschaftliche Produktion überall auf der Erde effizienter zu gestalten, was uns allen zu Gute kommt. Airbus ist an Bord aller bisherigen Copernicus-Sentinel-Satelliten vertreten und freuen wir uns, dass die ESA uns auch mit dieser Mission der nächsten Generation für das ehrgeizigste Erdbeobachtungsprogramm der Welt betraut hat. Dieser Vertrag bestätigt erneut die Position von Airbus an der Spitze der Weltraumtechnologien für die Erdbeobachtung und als die weltweite Nr.1 unter den Exporteuren“, so Jean-Marc Nasr, Leiter von Space Systems bei Airbus.

LSTM wird von einer erdnahen, polaren Umlaufbahn aus operieren, um sowohl die Landoberflächen-Temperatur als auch die Evapo-Transpirations-Raten mit noch nie dagewesener Detailgenauigkeit zu kartieren und wird in der Lage sein, die Temperaturen einzelner Felder zu identifizieren sowie die Erde alle drei Tage mit einer Auflösung von 50 Metern abzubilden. Das ist etwa 400-mal detailreicher als derzeitige Messungen aus dem Weltraum. Die Beobachtungen werden einen breiten Temperaturbereich von ca. -20°C bis +30°C mit sehr hoher Präzision (0,3°C) abdecken.

Das optische Instrument, das auf dem LSTM-Satelliten geflogen wird, nutzt die neuesten Airbus-Innovationen aus Programmen wie der französisch-indischen TRISHNA-Mission, um ein klassenbestes Instrument anzubieten. Es wird Bilder im sehr nahen Infrarot, im kurzwelligen Infrarot und im thermischen Infrarot aufnehmen. Der Satellit wird mit einer viertägigen Wiederholrate europäische Breitengrade überfliegen, wenn die Sonne am höchsten steht und damit die Temperaturbelastung der Nutzpflanzen am größten ist, um die Messung der Evapo-Transpiration zu erleichtern.

Insgesamt ist Airbus bei drei der sechs Copernicus-Umwelt- und Erdbeobachtungsmissionen der neuen Generation für die Satelliten oder die Nutzlast verantwortlich (LSTM, CRISTAL und Rose-L) und stellt für alle sechs Missionen wesentliche Ausrüstungen bereit.

Über Copernicus
Die Copernicus-Sentinels sind eine Flotte spezieller Satelliten in EU-Besitz, die eine Fülle an Daten und Bildern liefern, die für das Umweltprogramm Copernicus der Europäischen Union von zentraler Bedeutung sind. Die Europäische Kommission leitet und koordiniert dieses Programm, um den Umgang mit der Umwelt zu verbessern und so täglich Leben zu schützen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist für die Weltraumkomponente verantwortlich, die im Auftrag der Europäischen Union die Familie der Copernicus-Sentinel-Satelliten entwickelt und den Datenfluss für die Copernicus-Dienste sicherstellt, während der Betrieb der Copernicus-Sentinel-Satelliten der ESA und EUMETSAT, der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, übertragen wurde. Es wurden sechs neue Missionen ausgewählt, welche die Flotte der Copernicus-Satelliten ergänzen und die derzeitigen Fähigkeiten des Programms erweitern werden. Airbus leistet mit der Entwicklung und Herstellung von Satelliten, Instrumenten und Komponenten sowie der Bereitstellung damit verbundener Dienstleistungen einen entscheidenden industriellen Beitrag.

-ab-

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„Made in Bavaria“-
Satelliten
erfolgreich ins All gestartet

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Durch bayerische Satelliten wird Hightech-Forschung im All möglich: Vom russischen Weltraumbahnhof Plessezk ist eine Soyuz-Rakete mit vier „NetSat“ Kleinstsatelliten aus Würzburg gestartet. Diese Satelliten mit jeweils gerade einmal vier Kilogramm Masse sollen die nötigen Techniken zur optimalen Selbstorganisation einer Satellitenformation im dreidimensionalen Raum erproben. Entwickelt wurden sie vom Würzburger Prof. Dr. Klaus Schilling am Zentrum für Telematik (ZfT) in Würzburg gemeinsam mit dem Start-up „S 4 – Smart Small Satellite Systems“ GmbH.

„Forschung im All garantiert den Fortschritt auf der Erde – egal ob durch Daten zur Klimaentwicklung oder eine bessere Telekommunikation. Diese Satelliten „Made in Bavaria“ leisten einen enormen Beitrag für die Erdbeobachtung und für künftige Telekommunikationsnetze. Das ist bayerische Forschung auf allerhöchstem Niveau“, so die bayerische Digitalministerin Judith Gerlach. Die vier Satelliten sollen sich in einer Umlaufbahn in etwa 600 Kilometern Höhe selbstständig miteinander koordinieren und so eine optimale Beobachtungsposition im dreidimensionalen Raum abstimmen. Damit soll unter anderem eine bessere, dreidimensionale Erdbeobachtung oder ein Blick in Wolken möglich werden. Für sein Projekt wurde Prof. Dr. Schilling bereits der mit 2,5 Millionen Euro dotierte „Advanced Grant“ des European Research Council (ERC) verliehen.

-stmd-

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Elektro-
Lufttaxi:
Der Traum vom
elektrischen Fliegen
wird in nur wenigen Jahren Alltag sein

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Auf dem „Greentech-Festival“ in Berlin läutete Flugtaxipionier Volocopter die weltweit erste Reservierungsphase für elektrische Flugtaxi-Flüge ein. Nun können Volocopter-Fans weltweit online Tickets reservieren und zu den ersten gehören, die diese neue Form der Mobilität erfahren werden. Die Anzahl der Reservierungen ist auf insgesamt 1000 begrenzt. Volocopter kündigte die Reservierungen nach einer Reihe erfolgreicher Flüge in Stuttgart, am internationalen Flughafen Helsinki und über Singapurs Marina Bay an.

„Der Traum vom elektrischen Fliegen in Innenstädten wird in nur wenigen Jahren Alltag sein. Unsere öffentlichen Testflüge mit internationalen Zulassungen sind Beweis dafür. Wir laden nun unsere Fans ein, Pioniere zu werden und zu den Ersten zu gehören, die bald diese neue Form der Mobilität erleben dürfen“, so Volocopter-CEO Florian Reuter. Tickets für die ersten VoloCity Flüge sind weltweit über die Volocopter-Reservierungsplattform für begrenzte Zeit erhältlich.

„Während die endgültige Zulassung für Flugtaxis noch aussteht, setzen wir bereits unseren realistischen Zeitplan für die Aufnahme kommerzieller VoloCity-Flüge in den nächsten zwei bis drei Jahren um. Darüber hinaus können diejenigen, die jetzt reservieren, die neuesten Updates über unsere Fortschritte und den kommerziellen Startplan erhalten“, erklärte Christian Bauer, Chief Commercial Officer von Volocopter.

Volocopter hat 2011 mit seinem „Yogaball-Flug“ erstmals Luftfahrtgeschichte geschrieben. Seitdem stellte Volocopter seine technologische Kompetenz wiederholt bei pilotierten und ferngesteuerten Flügen auf der ganzen Welt unter Beweis. Es ist das einzige Luft- und Raumfahrtunternehmen, welches elektrisch angetriebene VTOL (Vertical Take-Off and Landing / Senkrechtstarter) entwickelt und gleichzeitig eine Genehmigung als Entwicklungsbetrieb der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) innehat. Volocopter arbeitet weltweit eng mit Aufsichtsbehörden, Städten, Infrastrukturentwicklern und Anbietern von Flugverkehrsmanagementsystemen zusammen, um die Vision von batteriebetriebenen Lufttaxis zeitnah zu verwirklichen. Das Unternehmen bereitet sich auf den Markteintritt innerhalb der nächsten zwei bis drei Jahren vor. Weiter Informtaionen unter: volocopter.com

-vc- Bild: volvocopter

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Wasserstoff-
zentrum
„H2.B“

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Region Bayern – Vor einem Jahr eröffnete die bayerische Staatsregierung das Zentrum „Wasserstoff Bayern“ (H2.B) in Nürnberg. Dabei verfolgt der Freistaat einen ganzheitlichen Ansatz: Der die gesamte Wasserstoffwertschöpfungskette – Erzeugung, Speicherung, Anwendung, Nutzung und Logistik – vorantreibt und eine Basisinfrastruktur – z.B. von Wasserstofftankstellen schafft. „Wir wollen die Wasserstoffwirtschaft ganz bewusst in allen Bereichen mit Industrie und Forschung vorantreiben. Nur so gelingt es, die weltbesten Technologieprodukte zu entwickeln und zu exportieren, genau das muss unser Ziel sein. Vor einem Jahr kam ich mir noch ein bisschen vor wie der einsame Rufer in der Wüste, aber seither hat in Politik und Industrie ein Paradigmenwechsel stattgefunden“, stellte der bayerische Staatsminister Hubert Aiwanger fest.

Grün erzeugter Wasserstoff soll eine tragende Säule des zukünftigen nachhaltigen Energiesystems werden: Mittels Elektrolyse eignet er sich zur Speicherung von erneuerbarer Energie. Wasserstoffderivate können Erdölprodukte ersetzen und spürbar zur Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie beitragen. Die notwendigen Technologien sollen in Bayern entwickelt, hergestellt und in die ganze Welt geliefert werden. „So können wir hochwertige Arbeitsplätze schaffen und den Transformationsprozess in der bayerischen Automobilindustrie bewältigen“, so Aiwanger.

„Wasserstofftechnologien sind ein Schlüssel für die umfassende Transformation des Energiesystems und auch der bayerischen Industrie. Um das große Potenzial für die Wertschöpfung heben zu können, müssen technologische Handlungsfelder von vielen Akteuren gemeinsam und gleichzeitig entwickelt werden und die energiepolitischen Rahmenbedingungen stimmen. Demonstration und Industrialisierung der Produktion sind zentral, um die Kosten weiter zu senken. Das „H2.B“ koordiniert und verstärkt die Aktivitäten in Bayern und stößt auf eine große Resonanz in Wirtschaft, Wissenschaft und Politik“, erklärte Prof. Dr. Veronika Grimm, Vorständin und wissenschaftliche Leiterin von „H2.B“.

„H2.B“ ist am Energie Campus Nürnberg der Friedrich-Alexander-Universität in Nürnberg angesiedelt. Als zentrale Koordinierungsstelle bringt das „H2.B“ alle für die Wasserstoffwirtschaft relevanten Akteure, dies sind mittlerweile bereits 100 Bündnispartner, in Bayern zusammen und initiiert Demonstrationsprojekte.

-stmwi-

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Sentinel-1C-
Radarantenne
breitet zum ersten Mal ihre Flügel aus

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Die Radarantenne des Copernicus Satelliten Sentinel-1C hat zum ersten Mal ihre Flügel ausgebreitet: Montiert an einer speziellen Haltekonstruktion, welche die Bedingungen der Schwerelosigkeit simuliert, ist jetzt das Entfalten der 12,30 Meter breiten und 860 Kilogramm schweren SAR-Radarantenne (Synthetic Aperture Radar) im Integrierten Technologiezentrum (ITC) von Airbus in Friedrichshafen erfolgreich getestet worden.

Sentinel-1C ist der dritte in der Reihe der Sentinel-1-Radarsatelliten und wird die Datenkontinuität für die zahlreichen Dienste des Copernicus-Programms der EU sicherstellen. Der mit dem SAR Instrument (C-Band-Radar) ausgestattete Satellit Sentinel-1C wird im Rahmen des von der Europäischen Union und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) finanzierten Copernicus-Programms Radarbilder der gesamten Erdoberfläche liefern. „Thales Alenia Space“ ist Hauptauftragnehmer für Sentinel-1C und seinen Zwilling Sentinel-1 D. Airbus Defence and Space ist für beide Radarinstrumente verantwortlich.

Die Radarbilder werden in vielen Bereichen der Erdbeobachtung eingesetzt, einschließlich der Überwachung des arktischen Meereises, der routinemäßigen Meereiskartierung, der Überwachung der maritimen Umgebungen, der Überwachung der Landoberfläche auf Bewegungsrisiken, der Waldkartierung, der Wasser- und Bodenbewirtschaftung sowie zur Unterstützung humanitärer Hilfe und der Katastrophenüberwachung.

Die Antenne besteht aus einem Mittelteil, das an der Satellitenplattform befestigt wird und zwei entfaltbaren Flügeln mit je zwei Antennenteilen. Der Entfaltungstest diente dazu, das korrekte Ausklappen dieser beiden Flügel zu überprüfen und die Planarität der Antenne als Indikator für die zukünftige SAR-Bildqualität zu messen. Nächster Schritt in der Reihe der Abnahmetests des SAR-Instruments – komplette Antenne mit dem von Airbus Portsmouth, UK, gebauten Antennenelektronik-Subsystem – ist eine Funktions- und Leistungsüberprüfung, die bis Ende Oktober 2020 laufen soll. Abschließend werden die Funkfrequenzeigenschaften der Antenne geprüft, bevor das Instrument zu „Thales Alenia Space“ ausgeliefert werden soll, um in die Satellitenplattform integriert zu werden. Der Start von Copernicus Sentinel-1C ist für 2022 vorgesehen.

-ab-

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Dritter
erfolgreicher
Start
der Ariane 5

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Beim dritten Start in diesem Jahr vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guyana) beförderte die Ariane 5, die von Arianespace betrieben wird, drei Satelliten in den geostationären Transferorbit (GTO): B-SAT-4b für den japanischen Betreiber B-SAT, Galaxy 30 für das weltweit tätige Unternehmen Intelsat sowie das MEV-2 (Mission Extension Vehicle) für Space Logistics LLC, eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von Northrop Grumman. Der erste Einsatz des MEV-2 wird am Satelliten Intelsat 10-02 erfolgen und wird die Betriebsdauer des Satelliten um weitere fünf Jahre verlängern.

Die Startleistung der Trägerrakete betrug 10.468 Kilogramm. Davon entfielen 9.703 Kilogramm auf die drei Satelliten, die auf einem im Verhältnis zum Äquator um 6° Grad geneigten Orbit ausgesetzt wurden. Dank des Programms zur kontinuierlichen Leistungsverbesserung konnte die Ariane 5 erneut ihre Nutzlastkapazität erweitern. Der Einsatz der neuen Vehicle Equipment Bay (VEB) steigerte die Nutzlast um weitere 85 Kilogramm. Seit 2016 hat sich die Nutzlast, die in den geostationären Orbit befördert werden kann, um insgesamt 300 Kilogramm erhöht.

„In diesem Sommer meldet sich die Ariane 5 zurück und präsentiert sich noch leistungsstärker mit ihrer abermals optimierten Nutzlast und neuen, bahnbrechenden 3D-Druck-Teilen an Bord. Den dritten Start einer Ariane 5 in diesem Jahr und zugleich den ersten seit Beginn der COVID-19-Krise zu beobachten, war ein emotionaler Moment voller Stolz. Ermöglicht wurde dieser Flug durch den unermüdlichen Einsatzwillen der Teams. Mein Dank gilt allen Teams, die unglaubliche Arbeit leisten. Ich möchte allen Ingenieuren, Technikern und Partnern von ArianeGroup und Arianespace zu ihrem Erfolg gratulieren und ihnen für ihr Engagement danken. Dank ihres Know-hows und ihrer Kompetenz schreibt das Ariane-Programm seit 40 Jahren Erfolgsgeschichte. Mein Dank gilt auch allen Mitarbeitern der ESA sowie der französischen Raumfahrtbehörde CNES für ihr Vertrauen und ihre fortwährende Unterstützung“, so André-Hubert Roussel, CEO von ArianeGroup.

Bei diesem Ariane 5-Flug kamen neue, im 3D-Laserdruckverfahren (Additive Layer Manufacturing – ALM) gefertigte Teile zum Einsatz. Dieses Herstellungsverfahren wird auch bei der Ariane 6 eine wichtige Rolle spielen. Bei der Ariane 5 wird es seit 2016 vor allem für das Kardankreuz des Vulcain-Triebwerks verwendet. Beim jüngsten Flug befanden sich zwei neue ALM-Teile an Bord der Trägerrakete: Ein Kabelträger für die Oberstufe und sechs Rückschlagventilkörper für das Antriebssystem der Oberstufe. Den Ingenieuren von „Future Launchers Architecture“ am ArianeGroup-Standort in Bremen gelang erstmals die Qualifizierung des gesamten Fertigungsprozesses von Strukturbauteilen. Bisher waren nur einzelne im 3D-Druckverfahren hergestellte Komponenten – wie die Kardankreuze – zertifiziert worden. Die mit diesem Verfahren hergestellten Teile sind normalerweise leichter als herkömmlich gefertigte Komponenten, ein wichtiger Vorteil im Hinblick auf die Nutzlast einer Trägerrakete.

Zusätzlich wurde erstmals die von der französischen Raumfahrtbehörde CNES in Zusammenarbeit mit ArianeGroup entwickelte autonome Range-Safety-Lösung KASSAV eingesetzt. Diese erste Version des „Kit Autonome comme Solution Sauvegarde Vol“ ermöglicht der für die Range Safety zuständigen CNES-Abteilung die autonome Ortung der Trägerrakete. Über eine eigene Fernmessung werden Positions- und Geschwindigkeitsdaten der Trägerrakete unabhängig von deren Daten zur Funktionalität in Echtzeit an die Abteilung übermittelt. Im Rahmen dieser ersten Kampagne unter der Leitung von CNES unterstützte Safran als Verantwortlicher für die Entwicklung des Systems ArianeGroup bei der Integration in der Trägerrakete und bei den im Integrationsgebäude (BIL – Bâtiment d’Intégration Lanceur) durchgeführten Kontrollen. Die Installation des Kits an Bord der Ariane 5 wurde unter Aufsicht der ESA qualifiziert. Die CNES finanzierte die Entwicklung des Systems und die Sicherheitsprüfungen, während die ESA den Einbau in der Trägerrakete finanzierte und überwachte. KASSAV wird künftig bei jedem Start einer Ariane 5 und Ariane 6 vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana an Bord sein.

ArianeGroup ist Hauptauftragnehmer für die Entwicklung, die Produktion und den Betrieb der Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6. Das Unternehmen steht an der Spitze eines Industrienetzwerks, das mehr als 600 Unternehmen – darunter 350 kleine und mittelständische Unternehmen – in 13 europäischen Ländern umfasst. ArianeGroup koordiniert die gesamte industrielle Lieferkette für die Ariane 5 – von der Leistungsoptimierung und den entsprechenden Studien bis zur Produktion, über die Lieferung missionsspezifischer Daten und Software bis hin zur Vermarktung des Trägers durch Arianespace. Diese Kette umfasst Ausrüstung und Strukturen, Triebwerksfertigung, die Integration der einzelnen Stufen sowie die Integration der Trägerrakete in Französisch-Guyana. ArianeGroup stellt ihrer Tochtergesellschaft Arianespace die Trägerraketen flugbereit auf dem Startplatz zur Verfügung; Arianespace führt den Flug ab dem Start im Auftrag ihrer Kunden durch.

Kennzahlen des Ariane-Flugs Nr. 253:
109. Start der Ariane 5
84. erfolgreicher Start in Folge mit dem Vulcain®-2-Triebwerk
109. erfolgreicher Start in Folge mit EAP-Feststoffstufen
149. erfolgreicher Start in Folge mit dem HM7B-Triebwerk

-AG-

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Erweiterter
„SpaceDataHighway“

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Der EDRS-C-Satellit, der zweite Netzknoten der Airbus-Konstellation SpaceDataHighway, hat seine Inbetriebnahmetests am 15. Juli 2020 abgeschlossen und ist nun einsatzbereit. Nach dem erfolgreichen Start des Satelliten im August 2019 und dem Erreichen seiner geostationären Orbitposition auf 31 Grad Ost wurden In-Orbit-Tests durchgeführt und Laser-Kommunikationslinks zu den Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten des Copernicus-Programms hergestellt.

EDRS-C verdoppelt die Übertragungskapazität des Systems, die Konstellation ist nun in der Lage, Daten von zwei Beobachtungssatelliten gleichzeitig zu übertragen. Mit dem Satelliten unterstreicht Airbus sein Engagement für das bestehende Copernicus-Programm und die künftigen Sentinel-Missionen. Die zusätzlichen Kapazitäten erlauben es Airbus zudem, weitere Kundenanforderungen zu bedienen. Bis 2030 sollen rund 15 Satelliten die sehr hohe Übertragungsbandbreite des SpaceDataHighway nutzen.

Ab 2021 wird auch „Pléiades Neo“, die moderne optische Erdbeobachtungskonstellation bestehend aus vier identischen Satelliten – mit einer Auflösung von 30 Zentimetern – von der SpaceDataHighway-Infrastruktur profitieren. Als integraler Bestandteil des vollen End-to-End-Services von „Pléiades Neo“ wird der SpaceDataHighway die Arbeit in Echtzeit sowie einen sehr hohen Datendurchsatz ermöglichen und somit die Missionsfähigkeit der Konstellation optimieren.

EDRS-C ergänzt EDRS-A, der täglich die Erdaufnahmen der vier Sentinel-Beobachtungssatelliten des Copernicus-Programms übermittelt. Seit 2017 hat EDRS-A mehr als 35.000 erfolgreiche Laserverbindungen hergestellt, mit denen fast zwei Petabyte Daten mit einer Verfügbarkeit von 99,5 Prozent heruntergeladen wurden. Der SpaceDataHighway ist die erste geostationäre Laserkommunikationskonstellation der Welt. Mit modernster Lasertechnologie ermöglicht er einen sicheren Datentransfer mit 1,8 Gbit/S, also nahezu in Echtzeit – und damit eine bahnbrechende Beschleunigung der Weltraumkommunikation. Seine Satelliten vernetzen sich mittels modernster Lasertechnologie über bis zu 45.000 Kilometer hinweg mit erdnahen Beobachtungssatelliten, Aufklärungsdrohnen oder Missionsflugzeugen. Aus seiner Position im geostationären Orbit leitet der SpaceDataHighway die erfassten Daten in Fast-Echtzeit zur Erde weiter. Normalerweise würde dieser Prozess mehrere Stunden in Anspruch nehmen. So können die Beobachtungssatelliten wesentlich mehr Bild- und Videomaterial übertragen und jederzeit minutenschnell mit neuen Missionsplänen programmiert werden. Mit der Einsatzbereitschaft des Satelliten erreicht Airbus einen weiteren Meilenstein für das strategische Ziel, Laserkommunikation als Feld weiterzuentwickeln und zugunsten der Konnektivität in der Luft, an Land und auf See in die nächste Infrastrukturgeneration zu investieren. Der Satellit wird somit eine Schlüsselkomponente des Airbus-Netzwerks für das NFTS-Programm (Network for the Sky) sein.

Das European Data Relay System (EDRS) auf Basis des SpaceDataHighway ist eine Public-Private-Partnerschaft (PPP) der Europäischen Weltraumorganisation ESA mit Airbus, wobei die Laserterminals von Tesat-Spacecom und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurden.

-ab- Bild: airbus

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Fortführung
der Nutzung
der ISS
Umfangreicher Servicevertrag für 2020 über rund 16 Millionen Euro
sichert Betrieb und Nutzung der europäischen Elemente der ISS

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ISS-Raumstation
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Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat mit Airbus, Europas führendem Raumfahrtunternehmen, eine neue jährliche Vereinbarung zur Weiterführung von Betrieb und Nutzung der europäischen Anteile an der Internationalen Raumstation ISS unterzeichnet. Der Auftragswert liegt bei rund 16 Millionen Euro.

Wenn die Astronautinnen und Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS forschen, sind sie darauf angewiesen, dass alle Systeme einwandfrei funktionieren. Die Funktion der Lebenserhaltungssysteme, Energieversorgung, Flugsteuerung, Laboreinrichtungen oder Experimentiernutzlasten im Europäischen Teil werden von einem internationalen Team unter Führung der ESA sichergestellt. Die nun von der ESA und Airbus erneuerte Vereinbarung für den Zeitraum bis Ende 2020 umfasst unter anderem die Arbeitspakete: Unterstützung beim Nutzungsbetrieb, z.B. Vorbereitung und Durchführung von Experimenten sowie Engineering-Unterstützung. Vorbereitung von ISS-Missionen, darunter auch die Integration von ISS-Nutzlasten Wartung, Reparatur und Entwicklung von Anlagen Software-Wartung und Entwicklung.

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„Ich danke der ESA für das erneute Vertrauen in die Arbeit unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die ISS ist seit 20 Jahren der Außenposten der Menschheit im erdnahen Orbit, entstanden in friedlicher Zusammenarbeit vieler Nationen. Mit unserem Einsatz und unserem System Know-how tragen wir dazu bei, dass die Astronauten an Bord der Station eine sichere Umgebung zum Leben und Arbeiten haben und mit ihrer Forschungsarbeit in der Schwerelosigkeit wertvolle Erkenntnisse liefern können“, so Andreas Hammer, Leiter Space Exploration bei Airbus.

Airbus verfügt über große Erfahrungen und ein breites technisches Know-how in der astronautischen Raumfahrt und für den Betrieb der ISS. So hat das Unternehmen im Auftrag der ESA bereits das Columbus-Labor, den Raumtransporter ATV, viele Experimentiernutzlasten sowie spezielle Computer für die Flug- und Missionsteuerung entwickelt und gebaut. Seit 2004 ist Airbus Partner der ESA für den Betrieb der europäischen ISS-Anteile. Im April wurde die ISS um die von Airbus entwickelte kommerzielle Nutzlastplattform „Bartolomeo“ erweitert. Damit wird das Forschungsspektrum des Weltraumlabors durch viele neue Nutzungsmöglichkeiten erweitert.

-ab- Bilder: nasa/esa

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Mars
Sample
Return-
Untersuchungen
für gemeinsame ESA/NASA-Mission
zum Rücktransport von Marsproben zur Erde schreiten voran
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Rover „Perseverance“

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Airbus Defence and Space hat den Auftrag für die nächste Phase der Studie (Advanced B2) für den „Sample Fetch Rover“ von der Europäischen Weltraumorganisation ESA erhalten. Mit ihm sollen Proben von der Marsoberfläche gesammelt werden. „Mars Sample Return“ ist eine gemeinsame Mission von NASA und ESA, mit der Bodenproben vom Mars zur Erde zurückgeschickt werden sollen.

Im Rahmen der NASA-Mission „Mars 2020“ wird der Rover „Perseverance“ Erd- und Gesteinsproben aus dem Marsboden entnehmen und in Metallröhrchen auf der Oberfläche hinterlassen. 2026 wird die NASA dann einen ESA-Rover zum Mars schicken, um die Röhrchen einzusammeln. Nach seiner Landung 2028 wird der Rover auf der Suche nach den Proben durchschnittlich 200 Meter pro Tag – über einen Zeitraum von sechs Monaten – zurücklegen und bis zu 36 Probenbehälter einsammeln und zum Lander zurück bringen, im „Mars Ascenbt Vehicle“ platzieren, das sie dann in eine Marsumlaufbahn befördert. Dort werden sie von einem weiteren, von ESA entwickelten und mit einer NASA Nutzlast bestückten Raumfahrzeug, dem Earth Return Orbiter (ERO), aufgenommen und zur Erde transportiert.

Airbus in Stevenage leitet das Projekt „Sample Fetch Rover“. In Stevenage wurde bereits der ExoMars-Rover der ESA gebaut, der voraussichtlich im Sommer 2022 die Reise ins All antreten wird. Seit Juli 2018 führt Airbus in Stevenage bereits die Studien der Phase A und B1 für den Sample Fetch Rover durch. Komplexe Algorithmen für das Auffinden der Probenbehälter auf der Marsoberfläche wurden dabei vom Airbus geführten Industrieteam entwickelt. Ebenso entwickelt ein Pool europäischer Industrieunternehmen einen speziellen Roboterarm mit Greifer, der die Behälter aufnehmen soll.

Die Unterbringung auf dem NASA-Lander und das MSR-Bodenmissionsprofil stellen neue Anforderungen an das SFR-Fortbewegungssystem, das mit vier Rädern ausgestattet sein wird, die größer sind als die sechs flexiblen Räder, die beim ExoMars Rover verwendet werden. Typ, Größe und Anzahl der Räder wurden so gewählt, dass sie dem gewählten Gelände des Landeplatzes sowie der Geschwindigkeit und Leistung, die erforderlich sind, um den Depotplatz zu erreichen und die Proben rechtzeitig zum Lander zurückzubringen, bestmöglich gerecht werden. Im Gegensatz zum ExoMars-Rover „Rosalind Franklin“, der sechs Räder hat, wird der „Sample Fetch Rover“ mit nur vier Rädern auskommen. Der „Sample Fetch Rover“ muss auf dem Roten Planeten bis zu 15 Kilometer zurücklegen, um bis zu 36 der 43 vom Perseverance-Rover zurückgelassenen Probenbehälter einzusammeln. Im Jahr 2031 sollen die Proben dann auf der Erde eintreffen. Die Freigabe für die aktuelle Studienphase der Mars Sample Return Mission erteilte die ESA anlässlich eines Ministertreffens im November 2019.

-ab- Bild: nasa

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Service-
Modul
für das NASA-Raumschiff Orion

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Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat mit Airbus einen Vertrag für den Bau des dritten Europäischen Service-Moduls (ESM) für das amerikanische bemannte Raumfahrzeug Orion unterzeichnet. Der Vertrag hat ein Volumen von rund 250 Millionen Euro. Mit der Beauftragung des Servicemoduls sorgt die ESA für die nötige Kontinuität im Artemis-Programm der NASA. Mit dem dritten Europäischen Servicemodul (Mission Artemis III) werden 2024 wieder Astronauten zum Mond fliegen, die ersten seit der mehr als 50 Jahre zurück liegenden Misson von Apollo 17.

„Wir helfen mit unserem Know-how und unseren Kompetenzen auch künftige Mondmissionen in internationaler Partnerschaft zu realisieren. Gemeinsam mit unseren Kunden ESA und NASA sowie unserem Industriepartner Lockheed Martin haben wir nun eine verlässliche Planungsgrundlage für die ersten drei Mond-Missionen. Dieser Auftrag unterstreicht unser gemeinsames Bestreben, die besten Raumfahrttechnologien Europas und der USA zu vereinen“, so Andreas Hammer, Leiter Space Exploration bei Airbus.

David Parker, Leiter Human & Robotic Exploration der ESA, betonte: „Wir zeigen mit unserer Vereinbarung erneut, dass Europa ein starker und verlässlicher Partner des Artemis-Programms ist. Das Europäische Servicemodul stellt einen entscheidenden Beitrag dazu dar und ermöglicht wissenschaftliche Forschung, Entwicklung von Schlüsseltechnologien und internationale Zusammenarbeit – inspirierende Missionen, welche die Präsenz der Menschheit über die Erdumlaufbahn hinaus erweitern.“

Der erste Orion-Testflug mit einem ESMModul (Artemis I) wird 2021 noch ohne Besatzung stattfinden. Die ersten Astronauten werden im Rahmen der Folgemission Artemis II um den Mond und wieder zurück zur Erde fliegen. Das ESM liefert Antrieb, Energieversorgung, Luft und Wasser für die Astronauten und sorgt für die Thermalkontrolle des neuen Raumschiffs der NASA.

In jedem ESM werden mehr als 20.000 Bauteile und Komponenten verwendet, von elektrischer Ausrüstung bis zu Triebwerken, Solarpaneelen, Treibstofftanks und Lebenserhaltungsmaterial für die Astronauten sowie rund zwölf Kilometer Kabel. Das erste Servicemodul wurde im November 2018 an die NASA geliefert und bereits mit dem Crew-Modul zusammengebaut. Das vollintegrierte Raumschiff hat bereits den Thermal-Vakuum-Test am NASA-Standort in Ohio, USA, absolviert und wurde zum Kennedy Space Center nach Florida zurück gebracht. Das zweite Servicemodul wird bei Airbus in Bremen integriert und getestet. Die Auslieferung soll in der ersten Hälfte 2021 erfolgen.

In die Entwicklung und den Bau des ESM bringt Airbus seine Erfahrungen als Hauptauftragnehmer für das unbemannte Versorgungsfahrzeug ATV (Automated Transfer Vehicle) der ESA ein, das die Besatzung der Internationalen Raumstation ISS regelmäßig mit Versuchsanlagen, Ersatzteilen, Nahrungsmitteln, Luft und Wasser sowie Treibstoff versorgte.

Das ESM ist ein Zylinder mit einer Höhe und einem Durchmesser von etwa vier Metern. Es verfügt vier Solargeneratoren – mit 19 Metern Spannweite nach Entfaltung – die genug Energie liefern, um zwei Haushalte mit Strom zu versorgen. Die 8,6 Tonnen Treibstoff des Servicemoduls versorgen ein Haupttriebwerk und 32 kleinere Antriebe. Das ESM hat ein Gesamtgewicht von etwas mehr als 13 Tonnen. Zusätzlich zu seiner Funktion als Hauptantrieb des Orion-Raumfahrzeugs wird das ESM für Orbitmanöver und Lageregelung zuständig sein. Ferner stellt es die wichtigsten Elemente des Lebenserhaltungssystems – wie Wasser und Sauerstoff – für die Crew bereit und übernimmt die Thermalkontrolle, während es am Crewmodul angedockt ist.

-ab- Bild: airbus

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Vollständig
im 3D-Druck
hergestellte
Brennkammer

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Eine von der ArianeGroup in Deutschland entwickelte, vollständig im 3D-Druckverfahren hergestellte Brennkammer wurde bei Tests auf dem Prüfstand des DLR in Lampoldshausen gezündet. Diese gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR durchgeführten Tests folgen auf die im vergangenen Jahr absolvierte Heißtestkampagne, bei der im Rahmen des ETID (Expander-cycle Technology Integrated Demonstrator)-Programms 14 Technologiebausteine für künftige Flüssigstoff-Raketentriebwerke validiert werden konnten. Die erzielten Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt bei der Vorbereitung künftiger Entwicklungen von besonders günstigen Raketenantrieben.

Fertigung und Erprobung der 3D-Brennkammer erfolgten im Rahmen des ESA-Programms ETID, einem Demonstrator für ein künftiges Oberstufen-Triebwerk. Dieser Demonstrator in Originalgröße beinhaltet modernste Antriebstechnologien und ermöglicht die Validierung von innovativen Technologien, Materialien und Fabrikationsverfahren – wie additive Fertigung, durch Lasersintern oder Kaltgasspritzen, Laserzündung sowie kostengünstige Materialien.

Die jetzt getestete Brennkammer beinhaltet erneut zahlreiche Innovationen. Zentraler Bestandteil ist der Liner aus kostengünstiger Kupferlegierung mit bereits integrierten und abgedeckten Kühlkanälen. Die Ummantelung wurde im Kaltgasspritzverfahren aufgebracht. Ergänzt wird das Ganze durch einen Monoblock-Einspritzkopf, der bereits alle Einspritzelemente enthält – und im 3D-Lasersinter-Verfahren gedruckt wurde. Mit dieser idealen Lösung können Herstellungsdauer und Produktionskosten künftiger Triebwerke erheblich reduziert werden.

3D-Druckverfahren werden generell bei allen künftigen Flüssigkeitantrieben der ArianeGroup zum Einsatz kommen, bei den Oberstufentriebwerken ebenso wie bei den Hauptstufentriebwerken mit hoher Schubleistung. Die Arbeiten an ETID (Oberstufe) und Prometheus (Hauptstufe) erfolgen im Rahmen des Programms zur Vorbereitung künftiger Trägerraketen FLPP (Future Launchers Preparatory Programme) der ESA. Damit soll die Wettbewerbsfähigkeit der künftigen europäischen Trägerraketen gesteigert werden – durch ausgereifte technische Lösungen, die dann kurzfristig für eine schnelle Entwicklung mit niedrigeren Kosten, geringerem Aufwand und reduziertem Risiko eingesetzt werden können. Diese Programme ermöglichen der ArianeGroup, welche die gesamte Wertschöpfungskette von der Entwicklung der Teile bis zu ihrer Erstellung managt, die Weiterentwicklung ihrer Kompetenzen beim Einsatz von additiven Fertigungsverfahren für Trägerraketenantriebe – einer Technik, die Entwicklung und Produktion der Trägerraketen revolutionieren wird.

Bei der Fertigung zahlreicher Triebwerkskomponenten der Ariane 6 setzt die ArianeGroup bereits 3D-Druckverfahren ein. Neben der deutlichen Reduzierung der Kosten und Produktionszyklen konnte durch die Verwendung von 3D-Druckverfahren das Hilfstriebwerk APU (Auxiliary Power Unit) in der Ariane 6 verbaut werden, mit dem eine einzigartige Anpassungsfähigkeit für verschiedene Missionen erreicht wird. ArianeGroup verfügt an ihren Standorten Vernon und Ottobrunn über hochinnovative Anlagen und arbeitet darüber hinaus mit lokalen Unternehmen zusammen, die sich auf Spitzentechnologie im Bereich 3D-Druck spezialisiert haben – wie AMCM in Starnberg und Impact Innovations in Rattenkirchen sowie das französische Unternehmen Volum-e in der Normandie.

-ag- Bild: ariane group

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EU setzt
bei Satelliten-
kommunikation
auf Airbus

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Airbus hat einen neuen Rahmenvertrag erhalten, welcher den Zugang zu Satellitenkommunikationsdiensten bei militärischen und zivilen Missionen der Europäischen Union und ihrer Mitgliedsstaaten regelt. Der Vertrag mit einer Laufzeit von vier Jahren wurde von der Europäischen Verteidigungsagentur (EDA) erteilt und hat ein geschätztes Volumen von mehreren zehn Millionen Euro. „Mit diesem Satellitenkommunikationsprogramm leistet Airbus einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung gemeinsamer Fähigkeiten für die europäische Verteidigung und ihre zivilen und militärischen Friedensmissionen“, so Dirk Hoke, Chief Executive Officer von Airbus Defence and Space.

„EU SatCom Market“, so die Projektbezeichnung, ermöglicht es den EU-Mitgliedsstaaten, ihren Bedarf an Satellitenkommunikationsdiensten zu zentralisieren und koordiniert, kostengünstiger und wirksamer auf diese Services zuzugreifen. Rund 32 mitwirkende Mitglieder, darunter 20 europäische Verteidigungsministerien, erhalten nun über die EDA, die im Rahmen von „EU SatCom Market“ bereits seit 2012 Satellitenkommunikationsdienste bereitstellt, schnell und effizient Zugang zu Satellitenlösungen und -diensten. Der Zugriff auf diese Dienste ist weltweit möglich.

Satellitenkommunikation erfüllt eine wichtige Funktion in den zivilen und militärischen Friedens- und Sicherheitsmissionen der EU sowie bei Programmen, die der technischen und wirtschaftlichen Entwicklung und Zusammenarbeit dienen. Die über „EU SatCom Market“ bereitgestellten Dienste kommen bereits seit einigen Jahren erfolgreich in verschiedenen zivilen und militärischen Missionen der EU zum Einsatz. Auch die Streitkräfte der EU-Mitgliedsstaaten nutzen diese Lösungen.

Der „EU SatCom Market“-Vertrag umfasst die Bereitstellung von Satellitenkommunikation – in den Frequenzbereichen C, Ku, Ka und L – den Verkauf oder die Miete von Terminals sowie die Lieferung „schlüsselfertiger“ Lösungen, besonders für Einsatzgebiete außerhalb der EU. Bei diesem Vertrag arbeitet Airbus mit dem Unternehmen Marlink zusammen, das einige der Terminals sowie bestimmte L- und Ku-Band-Dienste bereitstellt. Als Wegbereiter leistungsstarker Telekommunikationslösungen für militärische und staatliche Nutzer verfügt Airbus über einzigartige Erfahrung in der globalen Bereitstellung von Satellitenkommunikation in allen kommerziellen und militärischen Frequenzbereichen (L, C, Ku, Ka, X und UHF). Auch europäische Anbieter wesentlicher Dienstleistungen können von diesen Services profitieren.

-ab- Bild: airbus

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Schall-
belastungstest
für „Sentinel-6A“

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Sentinel-6A: Testvorbereitungen in der Akustikkammer

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Mächtig was „auf die Ohren“ bekommt gegenwärtig der Erdbeobachtungssatellit „Sentinel-6A“. Die Raumfahrtingenieure von Airbus beschallen den neuesten Satelliten des europäischen Umwelt- und Sicherheitsprogramms ‚Copernicus‘ in einer speziellen Kammer des Raumfahrtzentrums der Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH (IABG) in Ottobrunn bei München. Beim so genannten „Acoustic Noise Test“ werden die Schallbelastungen simuliert, die später beim Raketenstart auf den Satelliten einwirken werden.

In der rund 100 Quadratmeter großen, mit riesigen Lautsprechern bestückten und bei Tests hermetisch abgeriegelten Kammer, werden vier 60-sekündige Beschallungs-Serien mit steigenden Intensitäten auf den Satelliten abgefeuert. In der Spitzenbelastung wirken dabei 140 Dezibel (dB) auf Sentinel-6A ein. Zum Vergleich: Lautstärken um die 50 dB sind für uns angenehm, bei etwa 100 dB ist die Unbehaglichkeitsschwelle und bei rund 120 dB die Schmerzgrenze erreicht. Ein Presslufthammer oder eine Kettensäge erzeugen rund 110 dB. Eine Zunahme von 10 dB entspricht etwa einer gefühlten Verdopplung der empfundenen Lautstärke. Copernicus „Sentinel-6“ ist eine Altimetrie-Mission, mit der die Vermessung der Ozeantopografie im nächsten Jahrzehnt fortgesetzt wird. „Sentinel-6“ ist mit einem Radarhöhenmesser für hochpräzise, zeitnahe Beobachtungen der weltweiten Meeresspiegelhöhen ausgestattet. Die Veränderung der Meeresspiegelhöhen ist ein wichtiger Indikator für den Klimawandel und die operative Ozeanografie. Der Erdbeobachtungssatellit kartiert alle zehn Tage bis zu 95 Prozent der eisfreien Meeresoberfläche und liefert wichtige Informationen über Windgeschwindigkeiten, Meeresströmungen und Wellen, die für die Sicherheit auf See von Bedeutung sind.

Unter der industriellen Führung von Airbus wurden zwei „Sentinel-6“-Satelliten für das europäische Umwelt- und Sicherheitsprogramm „Copernicus“ entwickelt. „Sentinel-6“ gehört zwar zu den Copernicus-Satellitenmissionen der Europäischen Union, wird aber auch dank der internationalen Zusammenarbeit zwischen ESA, NASA, NOAA und EUMETSAT verwirklicht. Ab November 2020 wird „Sentinel-6A“ als erster der beiden „Sentinel-6“-Satelliten die 1992 begonnenen satellitengestützten Messungen der Meeresoberflächen fortführen. „Sentinel-6B“ soll 2025 folgen. Copernicus „Sentinel-6“ baut auf dem Erbe der „Jason“-Satelliten zur Vermessung der Ozeantopografie und den ESA-Missionen „CryoSat-2“ und „Sentinel-2“ sowie auf „GRACE“ – die unter der industriellen Führung von Airbus entstanden sind – auf.

-ab- Bild: Daniel Miller

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Neue
Bartolomeo-
Plattform
an der Internationalen Raumstation ISS

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Die von Airbus gebaute „Bartolomeo“-Plattform bietet Kapazitäten für externe Forschung und Nutzlasten auf der ISS und eröffnet so neue Möglichkeiten für Wissenschaft und Forschung. Die Plattform startete vom Kennedy Space Center in Florida und wurde am Columbus-Modul der ISS installiert. Bartolomeo ist eine eigenfinanzierte kommerzielle Entwicklung von Airbus in Kooperation mit der ESA und der NASA.

Airbus und Xenesis haben einen Vertrag über einen Nutzlastplatz auf der Bartolomeo-Plattform der „International Space Station“ (ISS) unterzeichnet. Demonstriert werden soll dabei das optische Weltraumkommunikationsterminal „Xen-Hub“ von Xenesis. Dieses bietet eine Übertragungsrate von mehr als 10 Gigabyte pro Sekunde. Das Terminal basiert auf einem Technologietransfer des „NASA Jet Propulsion Laboratory“ und soll die Bandbreite von Satellitenkommunikation erweitern.

„Das Xen-Hub-Terminal wird eine der ersten auf der Bartolomeo-Plattform installierten Nutzlasten aus den USA sein und bietet Xenesis die Möglichkeit, zahlreichen Kunden die Einsatzfähigkeit seines optischen Weltraumkommunikationsterminals zu demonstrieren. Darüber hinaus bieten Airbus und das ISS National Lab zusätzlichen Nutzer die Möglichkeit, an Bord der Bartolomeo-Plattform zu forschen und zu testen“, so Debra Facktor, Leiter von Airbus U.S. Space Systems.

Die niedrige Orbit-Position der ISS bietet eine stabile Ausgangslage für eine äußerst latenzarme Kommunikation mit über zehn GB/s. Von seiner optimalen Position an der ISS aus bietet Bartolomeo einen direkten Blick auf die Erde aus etwa 380 Kilometern Höhe. Dies erlaubt es Xen-Hub, seine Durchlaufzeit zu maximieren und den Datendurchsatz zu erhöhen. „Wir freuen uns, dass wir in Airbus einen Partner für den Testeinsatz unseres optischen Kommunikationsterminals auf der Bartolomeo-Plattform gefunden haben. Dank der Airbus-Plattform haben wir größtes Vertrauen in den Erfolg dieser Mission. So kann Xenesis sich auf die Technologieentwicklung konzentrieren, während Airbus uns mit der nötigen Infrastruktur, Unterstützung und Expertise zur Seite steht, um das System auf der ISS zu betreiben“, betonte Jeff Glattstein, President von Xenesis.

Bartolomeo ist eine kosten- und zeiteffiziente Alternative zu kleinen Satelliten und CubeSats für verschiedenste Missionen. Die Plattform kann bis zu zwölf verschiedene Nutzlasten aufnehmen, versorgt sie mit Energie und stellt die Datenübertragung zur Erde her. Bartolomeo eignet sich für Experimente unterschiedlichster Art, beispielsweise Erdbeobachtung, Umwelt- und Klimaforschung, Robotik, Werkstofftechnik und Astrophysik. Ferner bietet sie kommerziellen Kunden und Wissenschaftlern gefragte Nutzlastplätze für den Test von Weltraumtechnologien, die Verifizierung neuer Geschäftsansätze in der Raumfahrt, die Durchführung von Experimenten in Schwerelosigkeit oder die Erkundung von Fertigungsmöglichkeiten im Weltraum.

Nutzlasten können bei jeder Wartungsmission zur ISS, also etwa alle drei Monate, in den Weltraum gebracht werden. Dabei können Nutzlasten verschiedener Massen – von fünf bis 450 Kilogramm – aufgenommen werden. Airbus stellt einen optischen Daten-Downlink mit einer Übertragungskapazität von ein bis zwei Terabyte pro Tag zur Verfügung. Nutzlasten können innerhalb von rund zwölf Monaten vorbereitet und einsatzbereit sein. Die Nutzlastgrößen, Schnittstellen und Vorbereitungsprozesse für Start und Integration sind weitestgehend standardisiert. So können die Vorlaufzeiten reduziert und die Kosten gegenüber denen für traditionelle Missionen erheblich gesenkt werden. Airbus bietet diesen bequemen Zugang zum Weltraum als „All-in-One“-Missionsservice an. Dies umfasst technische Unterstützung bei der Vorbereitung der Nutzlasten, Start und Installation, Betrieb und Datentransfer und optional eine Rückführung zur Erde.

-ab- Bild: nasa

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Jupiter-
Sonde
„Juice“
geht in die letzte Integrationsphase

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Die ESA-Mission zur Erkundung des Jupiter und seiner Eismonde, hat den nächsten Meilenstein erreicht: Bei ihrer noch irdischen Reise duch verschiedene europäische Airbus-Standorte, ist die Raumsonde nun zur endgültigen Integration im Airbus-Satellitenzentrum Friedrichshafen eingetroffen. Dort wird sie bis Ende 2020 mit allen noch ausstehenden Komponenten, u.a. Elektronik, Bordcomputer, Kommunikationssysteme, Navigationssensoren, Wärmeisolierung und wissenschaftlichen Instrumenten ausgerüstet und verkabelt.

Nächster Halt ist dann Noordwijk in den Niederlanden, Sitz des ESA-Raumfahrttestzentrums ESTEC. Dort muss die Sonde ihre Umwelttestkampagne durchlaufen um zu beweisen, dass sie für ihre Reise über Venus und Mars zum Jupiter und ihre Mission im Jupiter-System bereit ist. Die 5,2 Tonnen schwere Raumsonde „Juice“ wird im Mai 2022 zu ihrer knapp 600 Millionen Kilometer langen Reise zum Jupiter aufbrechen, wo sie planmäßig im Oktober 2029 ankommen soll.

Die Sonde wird mit zehn hochmodernen Instrumenten ausgestattet sein, darunter u.a. Kameras, Spektrometer, ein eisdurchdringendes Radar, ein Höhenmesser, Radio-Science-Experimente und Sensoren zur Beobachtung der Magnetfelder und geladenen Partikel des Jupitersystems. „Juice“ wird auf ihrer einzigartigen Reise durch das Jupitersystem drei Monde ausführlich erkunden, unter deren Oberfläche extraterrestrische Ozeane vermutet werden: Ganymed, Europa und Kallisto.

Unlängst wurde das chemische Antriebssystem am deutschen ArianeGroup-Standort Lampoldshausen in die von Airbus in Madrid gebaute „Juice“-Struktur eingebaut. Spezialisten von ArianeGroup haben das von ihnen entwickelte und hergestellte Antriebssystem, das zwei Titan-Treibstofftanks, den 400-Newton-Hauptmotor, der für das Einschwenken in die Jupiter-Umlaufbahn verwendet werden soll – und weitere 20 kleine Triebwerke umfasst – in die Satellitenstruktur integriert.

Nun traf die schwere und übergroße Ladung sicher am Integrationszentrum in Friedrichshafen ein. Damit auch in „Corona-Zeiten“ eine pünktliche Fertigstellung gewährleistet ist, werden dort bis zu 60 Ingenieure in zwei Schichten arbeiten. Parallel dazu wurde im Satellitenintegrationszentrum von Airbus in Toulouse ein 1:1 Engineering-Modell von „Juice“ gebaut, um Software in vollem Umfang zu testen, bevor diese dann in Friedrichshafen in das Flugmodell integriert werden kann.

„Juice“ wird mehr als drei Jahre im Jupiter-System verbringen und Daten über die Bedingungen sammeln, die zur Planetenentstehung und zur Entstehung von Leben führen können. Die Raumsonde wird ferner neun Monate damit verbringen, den eisigen Mond Ganymed zu umkreisen und seine Entwicklung und Beschaffenheit sowie seine potenzielle Bewohnbarkeit zu analysieren.

-ab- Bild: airbus

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Auch
CIMON-2
meisterte seinen
Einstand auf der ISS

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CIMON-2, die Weiterentwicklung des von Airbus für das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten und gebauten Astronautenassistenten CIMON, hat seine Fähigkeiten an Bord der Internationalen Raumstation ISS in ersten Tests erfolgreich demonstriert. Der ballförmige, freifliegende, mit künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattete Technologie-Demonstrator stellte seine Funktionalitäten in der Interaktion mit dem ESA-Astronauten Luca Parmitano unter Beweis.

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CIMON-2 in der Interaktion mit dem ESA-Astronauten Luca Parmitano

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CIMON-2 war am 05. Dezember 2019 vom ‚Kennedy Space Center‘ in Cape Canaveral, Florida, mit dem Versorgungsflug CRS-19 zur Internationalen Raumstation gestartet. Dort soll er bis zu drei Jahre bleiben. Knapp zwei Monate nach dem erfolgreichen Ersteinsatz von CIMON-2 liegen dem Projektteam jetzt die Auswertungen vor. Jetzt wurden unter anderem die autonomen Flugfähigkeiten sowie die Sprach-Steuerung der Navigation und die Erteilung von Aufgaben an CIMON-2 getestet. Zum ersten Mal wurde der Anflug zu einem spezifischen Punkt innerhalb des Columbus-Moduls der ISS erfolgreich absolviert. Dank der absoluten Navigation im Raum zeigte sich CIMON-2 in der Lage, durch verbale Befehle zu einem bestimmten Ort zu gelangen, und zwar unabhängig davon, wo er sich gerade befunden hat.

So forderte Luca Parmitano, Astronaut der europäischen Weltraumorganisation ESA, CIMON-2 während der Inbetriebnahme der neuen Hard- und Software auf, zum Biological Experiment Laboratory (Biolab) innerhalb des Columbus Moduls zu fliegen. Eine weitere Aufgabe war es, auf Kommando Fotos und Videos im europäischen Modul der ISS aufzunehmen und diese dem Astronauten anschließend zu zeigen. Mit diesen Fähigkeiten wird CIMON-2 in der Zukunft wissenschaftliche Experimente auf der ISS unterstützen können.

Die aktuelle Version des Technologie-Demonstators verfügt über sensiblere Mikrofone und einen weiterentwickelten Orientierungssinn als sein Vorgänger (CIMON). Auch die KI-Fähigkeiten und die Stabilität der komplexen Software-Anwendungen wurden bei CIMON-2 erheblich verbessert. Zudem konnte die Autonomie des batteriebetriebenen Assistenten um etwa 30 Prozent erhöht werden. Bei CIMON-2 können Astronauten auf Wunsch eine linguistische Emotionsanalyse aktivieren. Damit kann der KI-Assistent auf seine Gesprächspartner empathisch reagieren.

Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Erforschung möglicher Stressreduktion durch einen intelligenten Assistenten wie CIMON. Er könnte als Partner und Begleiter Astronauten bei ihrem hohen Pensum an Experimenten, Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten unterstützen und dadurch deren Stressexposition reduzieren. Mit ihm ist eine mögliche Basis für soziale Assistenzsysteme gelegt, die bei Langzeitmissionen Stress durch Isolation oder auch durch gruppendynamische Prozesse verringern könnten – und die möglicherweise dazu beitragen könnten, solche Probleme auch auf der Erde zu mildern.

Das CIMON-Team von DLR, Airbus, IBM, Ludwig-Maximilians-Universität München LMU und des ESA User Support Centrums ‚Biotesc‘ an der Hochschule Luzern in der Schweiz zeigten sich sehr zufrieden mit der bisherigen Leistung von CIMON-2, weil die neue, verbesserte Hardware und komplexe Software sehr gut funktionierten. Dieser erneute Erfolg für das Projekt CIMON ist eine weitere Pionierleistung im Einsatz von KI in der astronautischen Raumfahrt.

Die CIMON-„Familie“
Entwicklung und Bau des interaktiven Astronauten-Assistenten CIMON wurden vom Raumfahrtmanagement im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Auftrag gegeben und von Airbus in Friedrichshafen und Bremen umgesetzt. Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut. Das ESA User Support Centrum ‚Biotesc‘ an der Hochschule Luzern in der Schweiz hat sich darum gekümmert, dass CIMON auch im Columbus Modul der ISS einwandfrei funktioniert und begleitet die Zusammenarbeit der Astronauten mit CIMON von der Erde aus.

Ein rund 50-köpfiges Projektteam von DLR, Airbus, IBM, Biotesc, ESA und der LMU arbeitete seit August 2016 knapp zwei Jahre an der Realisierung von CIMON-1. Der Prototyp des Technologie-Experiments war vom 02. Juli 2018 bis zum 27. August 2019 auf der ISS und hatte am 15. November 2018 seine 90-minütige Weltpremiere mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst. CIMONs Name erinnert nicht zufällig an „Professor Simon Wright“, den robotischen Assistenten – das „fliegende Gehirn“ – aus der japanischen Science-Fiction-Serie „Captain Future“. Nach der erfolgreichen Mission von CIMON-1 wurde der erste europäische autonome Roboter der astronautischen Raumfahrt zum deutschen Kulturgut ernannt und kehrte zur Erde zurück. CIMON-2 wurde in weniger als einem Jahr von 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der CIMON-„Familie“ realisiert.

CIMON – die Idee
CIMON ist ein in Deutschland entwickeltes und gebautes Technologie-Experiment zur Unterstützung und Effizienz-Steigerung der Arbeit eines Astronauten. Es kann Informationen, Anleitungen zu wissenschaftlichen Experimenten und Reparaturen darstellen und erklären. Ein Vorteil ist, dass der Astronaut beide Hände frei hat, weil er mittels Sprachsteuerung auf Dokumente und Medien zugreifen kann. Weitere Anwendungen sind etwa die Nutzung als mobile Kamera zur Einsparung von Astronauten-Arbeitszeit. Vor allem Routineaufgaben könnten durch CIMON erledigt werden, wie etwa die Dokumentierung von Experimenten, Suche nach Objekten und Inventarisierung. CIMON kann auch sehen, hören, verstehen und sprechen. Seine beiden Augen zur Orientierung sind eine Stereo-Kamera, eine hochauflösende Kamera zur Gesichtserkennung und zusätzlich zwei weitere seitliche Kameras für Fotos und Videodokumentation. Ultraschall-Sensoren messen Abstände zur Kollisions-Erkennung. Seine Ohren sind acht Mikrofone zur Richtungserkennung – plus ein Richt-Mikrofon für eine gute Spracherkennung. Sein Mund ist ein Lautsprecher, über den er sprechen und Musik abspielen kann. Kernstück der KI für das Verständnis von Sprache ist die IBM Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud.

Selbstständiges Lernen von CIMON wurde ausgeschlossen, er muss aktiv durch einen Menschen trainiert werden. Die KI zur autonomen Navigation stammt von Airbus und dient der Bewegungsplanung und Objekterkennung. Durch zwölf interne Rotoren kann sich CIMON frei in alle Raumrichtungen bewegen und rotieren. Somit kann er sich Astronauten zuwenden, wenn er angesprochen wird, aber auch Kopfnicken, Kopfschütteln und räumlich selbstständig oder auf Kommando folgen.

-ab- Bild: nasa/esa

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Ein
cooler Satellit
feiert Geburtstag
CryoSat-2-Satellit sammelt seit zehn Jahren Daten zu Schnee und Eis

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„CryoSat-2“

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Happy Birthday für einen „coolen“ Satelliten: „CryoSat-2“, der „Eis- und Schnee-Satellit“ der europäischen Weltraumorganisation ESA, trat vor genau zehn Jahren, vom Kosmodrom Baikonur seine Reise in den Weltraum an. „CryoSat-2″ war ursprünglich für eine dreieinhalbjährige Mission konzipiert und hat inzwischen schon eine ganze Menge „Überstunden“ angesammelt. Es könnten noch ein paar mehr werden, denn der aktuelle Zustand des von Airbus gebauten, 720 Kilogramm schweren Raumfahrzeugs ist so gut, dass das Projekt bis Ende 2021 weiterlaufen soll.

Bis heute hat der Satellit, der in den vergangenen zehn Jahren fast 99 Prozent der Zeit verfügbar war, fast 350 Terabyte Daten geliefert – gedruckt könnte man damit ein 1.400 Kilometer langes Bücherregal füllen. Damit ist „CryoSat-2“ zu einem wertvollen Datenlieferanten für Ozeanographen, Hydrologen und Spezialisten für Geodäsie geworden, die aus seinen Daten wichtige und weit über die ursprünglich gesteckten Ziele hinausgehende Erkenntnisse zur sich verändernden Eisbedeckung und -dicke der Erde gewinnen konnten. Ferner hat „CryoSat-2“ auch wichtige Beiträge zum Verständnis der Kryosphäre und ihrer Auswirkung auf das Erdklima geliefert.

Ein Zehntel der Landmasse der Erde ist ständig von Eis oder Gletscher bedeckt. Die Kryosphäre ist ein bedeutender Klimaregulator, weil sie das Sonnenlicht zurück in die Atmosphäre reflektiert und damit regionale Wetterphänomene ebenso beeinflusst wie die globalen Meeresströmungen. Rund 77 Prozent der weltweiten Frischwasservorräte sind im Eis gebunden – doch die Kryosphäre scheint überproportional sensibel auf die globale Klimaerwärmung zu reagieren.

Ein Beispiel für die von CryoSat gelieferten Daten: Das Abschmelzen des Eispanzers in der Antarktis hat seit 1992 zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels um 7,6 Millimeter geführt, davon gehen fast zwei Fünftel (drei Millimeter) auf die letzten fünf Jahre zurück. Die Antarktis speichert so viel Wasser, dass der Meeresspiegel bei vollständigem Abschmelzen um 58 Meter steigen würde! Die genaue Dicke der Eisschichten ist also heute und in Zukunft ein wichtiger Indikator für globale Klimaveränderungen. Grönland hat in den vergangenen 16 Jahren 266 Milliarden Tonnen Eis verloren.

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Die von CryoSat gelieferten Messdaten werden auch von der Seefahrt zur Überwachung von Meereseis, Wind, Wellen, Meerestiefe und Eisbergen genutzt. ESAs CryoSat ist außerdem die erste mit Radarhöhenmessern ausgerüstete Mission, die speziell dafür entwickelt wurde, präzise Messdaten zur Dicke von Meeres- und Landeismassen zu sammeln. Das Zwei-Antennen-Radarsystem SIRAL tastet die Erdoberfläche mit einer Tiefenwahrnehmung ab, die der Dreidimensionalität unserer Zwei-Augen-Sicht ähnelt. Der Fachbegriff hierfür lautet Radarinferometrie.

Mit diesem System kann eine durchschnittliche Tiefengenauigkeit von ein bis drei Zentimetern erreicht werden. Es kann außerdem Daten zu nicht homogenen Eisstrukturen mit steilen Abbrüchen in den Polarmeeren sowie zu Gletschern und Inlandeis erfassen. Der CryoSat-Radarhöhenmesser arbeitet Tag und Nacht und funktioniert auch bei geschlossener Wolkendecke. Er ist daher besonders für die Überwachung großer polarer Eisflächen geeignet, die häufig von Wolken verdeckt sind.

-ab- Bild: esa, airbus

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Ein letztes
Wiedersehen
mit „BepiColombo“

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„BepiColombo“ auf dem Weg zum Merkur

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Die von Airbus gebaute Raumsonde „BepiColombo“ wird am 10. April 2020 im Rahmen ihrer historischen Reise zum Merkur ein letztes Mal an der Erde vorbeifliegen. Bei ihrem Swing-by-Manöver wird sich die Sonde der europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA der Erde bis auf 13.000 Kilometer nähern und unserem Planeten damit noch ein wenig näher kommen als die Navigationssatelliten von GPS und Galileo. Für „BepiColombo“ wird es der letzte Blick auf die Erde sein, bevor die Sonde ihre siebenjährige und 8,5 Milliarden Kilometer lange Reise zum Merkur fortsetzt, dem sonnennächsten, kleinsten und am wenigsten erforschten inneren Planeten unseres Sonnensystems. Den letzten „Boden“-Kontakt zur Erde hatte „BepiColombo“ beim Start im Oktober 2018 an Bord einer Ariane 5.

Ihr Ziel – den Planeten Merkur – wird die Raumsonde voraussichtlich am 5. Dezember 2025 erreichen, doch um dort sicher anzukommen, muss sie neun planetare Vorbeiflüge absolvieren, wobei sie die Erde einmal, die Venus zweimal und den Merkur sechsmal passiert. Mit diesen Manövern wird die Geschwindigkeit der Sonde so abgebremst, dass der Eintritt in die Merkur-Umlaufbahn ermöglicht wird. Nach der Ankunft wird die Sonde mindestens ein Jahr lang Daten sammeln.

Die von „BepiColombo“ gelieferten Messdaten ermöglichen Wissenschaftlern, die Zusammensetzung, Geophysik, Atmosphäre, Magnetosphäre und Geschichte des Planeten Merkur zu untersuchen und gleichzeitig die Einstein‘sche Relativitätstheorie auf den Prüfstand zu stellen. Die 16 wissenschaftlichen Instrumente liefern außerdem Erkenntnisse über das Magnetfeld des Merkur und seine Interaktion mit dem Sonnenwind.

Philippe Pham, Leiter Earth Observation, Navigation and Science bei Airbus: „Dieser Vorbeiflug ist für Airbus eine beeindruckende Leistung und ein wichtiger Meilenstein. Teams aus fünf Ländern haben bei der Entwicklung der Raumsonde und dem Start dieser komplexen Merkur-Mission erfolgreich zusammengearbeitet.“

Auf ihrer Reise zum Merkur legt die Sonde insgesamt rund 8,5 Milliarden Kilometer zurück und umkreist 18 Mal die Sonne, bevor sie in den Betriebsorbit eintritt und mit der wissenschaftlichen Erforschung des Planeten beginnt.

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-ab- Bilder: airbus

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Orion-
Raumfahrzeug
für Mission
„Artemis I“

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Das Raumfahrzeug Orion für die NASA-Mission „Artemis I“ hat einen mehrmonatigen Test, in dem Weltraumbedingungen simuliert wurden, in der NASA-eigenen Thermal-Vakuum-Kammer in Plum Brook Sation, Ohio, erfolgreich abgeschlossen. Die Tests wurden in zwei Phasen durchgeführt: Ein 47-tägiger Thermal-Vakuumtest und ein zweiwöchiger Test der elektromagnetischen Kompatibilität und Interferenz. Beide Tests simulieren die Bedingungen, denen das Raumfahrzeug während seiner Reise zum Mond und zurück zur Erde ausgesetzt sein wird.

„Wir haben einen wichtigen Meilenstein für die Mondmission Artemis I erreicht. Wir konnten unseren Kunden ESA und NASA demonstrieren, dass das europäische Servicemodul, das unsere Ingenieure in Bremen – mit Unterstützung weiterer Unternehmen aus zehn europäischen Ländern – entwickelt und gebaut haben, alle Eigenschaften mitbringt, um den harten Bedingungen im Weltraum zu widerstehen. Das Artemis-Programm wird die erste Frau und einen weiteren Mann auf den Mond und sicher zur Erde zurück bringen. Wir sind stolz, mit unserem gesamten Know-how, unserer Kompetenz und unserer Leidenschaft zu diesem Projekt beizutragen“, betonte Andreas Hammer, Leiter Space Exploration bei Airbus.

Die Engineering-Teams von Airbus, der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Lockheed Martin und der NASA sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen dieser wichtigen Tests, die zeigen, dass das Raumfahrzeug in der Lage ist, sicher durch die extremen Umgebungsbedingungen im Weltraum zu navigieren. Orion wurde für weitere Tests in das Kennedy Space Center und für die Vorbereitung der Montage auf die Space Launch System-Trägerrakete zurückgeflogen. Damit wird ein neues Kapitel der Weltraumerforschung aufgeschlagen.

Das europäische Servicemodul, das von Airbus im Auftrag der ESA gebaut wird, ist für Antrieb, Energie-, Luft- und Wasserversorgung für die Astronauten sowie die Temperaturkontrolle des gesamten Raumfahrzeugs verantwortlich. „Artemis I“ wird den Mond umrunden und dann zurück zur Erde fliegen. Bei Airbus in Bremen wird bereits das zweite Orion Servicemodul für die Mission „Artemis II“ gebaut, mit dem dann erstmals Astronauten zum Mond und zurück zur Erde fliegen werden.

Über das europäische Servicemodul (European Service Module – ESM)
In das ESM werden mehr als 20.000 Bauteile und Komponenten eingebaut, von elektrischer Ausrüstung bis hin zu Triebwerken, Solarpaneelen, Treibstofftanks und Lebenserhaltungssystemen für die Astronauten sowie rund zwölf Kilometer Kabel. Das erste Servicemodul, das den Thermal-Vakuum-Test absolviert hat, wurde im November 2018 an die NASA geliefert. Das zweite Servicemodul wird derzeit bei Airbus in Bremen integriert und erprobt. In die Entwicklung und den Bau des ESM bringt Airbus seine Erfahrung als Hauptauftragnehmer für das unbemannte Versorgungsfahrzeug ATV der ESA ein, das die Besatzungen der Internationalen Raumstation ISS regelmäßig mit Versuchsausrüstungen, Ersatzteilen, Nahrungsmitteln, Luft und Wasser sowie Treibstoff versorgt hat.

Das ESM ist ein Zylinder mit einer Höhe und einem Durchmesser von etwa vier Metern. Es verfügt über vier Solarpaneele – mit 19 Metern Spannweite nach Entfaltung – die genug Energie liefern, um zwei Haushalte mit Strom zu versorgen. Die 8,6 Tonnen Treibstoff des Servicemoduls versorgen ein Haupttriebwerk und 32 kleinere Antriebe. Das ESM hat ein Gesamtgewicht von etwas mehr als 13 Tonnen. Zusätzlich zu seiner Funktion als Hauptantrieb des Orion-Raumfahrzeugs wird das ESM für Orbitmanöver und Lageregelung zuständig sein. Zudem stellt es die wichtigsten Elemente des Lebenserhaltungssystems wie Wasser und Sauerstoff für die Crew bereit und übernimmt die Temperaturkontrolle, während es am Crewmodul angedockt ist. Darüber hinaus bietet das Servicemodul zusätzliche Nutzlastkapazitäten.

-am- Bild: nasa

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„Bartolomeo“
erfolgreich gestartet

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Die von Airbus gebaute Bartolomeo-Plattform ist erfolgreich von Cape Canaveral (Florida, USA) gestartet. Sie ist auf der Reise zur Internationalen Raumstation ISS (International Space Station) und wird an der Außenseite des Columbus-Labors, dem ebenfalls von Airbus gebauten europäischen ISS-Modul, angebracht werden.

 „Diese einzigartige Plattform bietet neue und erschwingliche Erdbeobachtungsanwendungen und bietet Unternehmen und Forschungseinrichtungen die einzigartige Möglichkeit, ihr Projekt schnell und einfach im Weltraum zu erproben“, so Andreas Hammer, Leiter Space Exploration bei Airbus. „Bartolomeo“, benannt nach dem jüngeren Bruder von Christoph Kolumbus, wird von Airbus finanziert und mit der Unterstützung der Europäischen Weltraumorganisation ESA (European Space Agency) betrieben. Die Plattform bietet Platz für zwölf verschiedene Nutzlasten, versorgt diese mit Strom und ermöglicht die Datenübertragung zur Erde. Dies eröffnet neben der Erdbeobachtung auch neue Möglichkeiten für Umwelt- und Klimaforschung, Robotik, Materialwissenschaften, Astrophysik oder den Test neuer Technologien im Weltraum auf dem Weg zu deren Kommerzialisierung.

Von seiner einzigartigen Beobachtungsposition 400 Kilometer über der Erde verfügt die Plattform über eine ungestörte Sicht auf unseren Planeten und kann externe Nutzlasten in niedrigen Erdumlaufbahnen aufnehmen. Nutzlasten können bei jeder Wartungsmission zur ISS, also etwa alle drei Monate, in den Weltraum gebracht werden. Dabei können Nutzlasten verschiedener Massen – von vier bis 450 Kilogramm – aufgenommen werden. Ihnen wird ein optischer Daten-Downlink mit einer Übertragungskapazität von bis zu zwei Terabyte pro Tag zur Verfügung stehen. In nur zwölf Monaten kann jede Art von Nutzlast vorbereitet und einsatzbereit sein. Die Nutzlastgrößen, Schnittstellen und Vorbereitungsprozesse für Start und Integration sind weitestgehend standardisiert. So können die Vorlaufzeiten reduziert und die Kosten gegenüber denen für traditionelle Missionen erheblich gesenkt werden. Als ein „All-in-One“ Missionsservice ist „Bartolomeo“ ein Vorreiter nachhaltiger Raumfahrt für eine sichere und vereinte Welt.

-ab- Bild: nasa

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„Solar Orbiter“
auf der Reise zur Sonne

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Vom Raketenstartplatz Cape Canaveral aus ist der „Solar Orbiter“ seit 9. Februar 2020 auf dem Weg zur Sonne. Die Raumsonde wird die Sonne erst wieder „sehen“, wenn sie sich auf ihrer Reise in das Zentrum des Sonnensystems befindet. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA soll bahnbrechende Erkenntnisse darüber liefern, wie die Sonne die sie umgebende gigantische Plasmablase erzeugt und beeinflusst und welche Auswirkungen dies auf die Planeten unseres Sonnensystems hat.

„Solar Orbiter“ verfügt über zehn In-Situ- und Fernerkundungsinstrumente, mit denen die Sonde Bilder anfertigen, Spektren beobachten, die Eigenschaften des Sonnenwinds erforschen sowie elektrische und magnetische Felder, Lichtwellen und hochenergetische Teilchen in unmittelbarer Nähe der Sonne vermessen kann. Die von Airbus in Großbritannien gebaute Raumsonde wird sich der Sonne alle fünf Monate stark annähern; am sonnennächsten Punkt seiner Bahn wird der „Solar Orbiter“ nur 42 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt sein; dies ist weniger als die Entfernung des Planeten Merkur zur Sonne. In diesen Zeitfenstern wird die Sonde für mehrere Tage über etwa demselben Abschnitt der Sonnenoberfläche positioniert sein, da die Sonne um ihre Achse rotiert. Damit lässt sich die magnetische Aktivität in der Sonnenatmosphäre, die zu enormen Eruptionen und Sonnenfackeln führen kann, auf völlig neue Art und Weise untersuchen.

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Die Raumsonde wird die Gravitationskraft der Venus nutzen, um in ihre elliptische Flugbahn einzuschwenken und ändert durch weitere Vorbeiflugmanöver ihre Neigung so, dass die noch unerforschten Polarregionen der Sonne beobachtet werden können. „Solar Orbiter“ muss Temperaturen von über 500 Grad Celsius standhalten, die Metall normal zum Schmelzen bringen würden. Daher wird die Sonde immer mit der als Hitzeschild ausgeführten Seite zur Sonne ausgerichtet sein. Die sogenannte SolarBlack-Beschichtung des Schilds schützt die empfindlichen Instrumente, die wiederum zum Teil über Heizelemente verfügen, um sie auf optimaler Betriebstemperatur zu halten.

Ian Walters, Airbus Programme Manager für den „Solar Orbiter“, betonte: „Nach achtjähriger Entwicklungs- und Bauphase ist der Solar Orbiter nun bereit für eine zuvor noch nie dagewesene Erforschung der Sonne.

Die ESA entschied sich 2012, den „Solar Orbiter“ von Airbus Defence and Space am Airbus-Standort Stevenage bauen zu lassen. Die Mission wird bis zu zehn Jahre dauern. „Solar Orbiter“ baut auf den enormen Erfolgen der von Airbus gebauten Sonden SOHO und Ulysses auf, die bemerkenswerte Einblicke in die Vorgänge auf der Sonne geliefert haben.

-ab- Bilder: airbus

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„Bartolomeo“
auf dem Weg zur Internationalen Raumstation
Premiere für kommerzielle ISS-Forschungsplattform

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Die von Airbus für die Internationalen Raumstation ISS entwickelte Forschungsplattform „Bartolomeo“ ist zum Kennedy Space Center in Florida, USA, geliefert worden. Damit rückt eine Premiere im Weltall immer näher: Im März 2020 soll mit „Bartolomeo“ zum ersten Mal eine kommerziell entwickelte Forschungsplattform außen an der ISS angebracht werden.

„Bartolomeo“ ist ein Eigeninvestment von Airbus und wird in einer Partnerschaft mit der europäischen Weltraumorganisation ESA betrieben. Die in Europa gebaute Plattform kann bis zu zwölf verschiedene Module mit Nutzlasten aufnehmen, versorgt sie mit Energie und stellt die Datenübertragung zur Erde her. Mit „Bartolomeo“ bietet Airbus fortan einen schnellen und kostengünstigen Zugang zur Weltraumforschung an. Dieser kann auch von privaten Datendienstleistern verwendet werden. Durch die einzigartige Position der Plattform mit direkter Sicht auf die Erde aus 400 Kilometern Höhe bieten sich Erdbeobachtungen oder auch Messungen für die Umwelt- und Klimaforschung – wie zum Beispiel von Stickoxiden oder CO 2 -Konzentrationen in der Erdatmosphäre – an. Die Forschungsplattform wird zunächst bei der NASA am Kennedy Space Center weitere Inspektionen und abschließende Funktionstests durchlaufen. Anschließend geht es zur Integration in den Dragon-Raumtransporter. Der Start ist für den 2. März 2020 geplant.

-ab- Bild: airbus

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20 Jahre
Röntgenastronomie
mit „XMM-Newton“

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Das Röntgenobservatorium „XMM-Newton“ im Einsatz

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Eine der erfolgreichsten europäischen Weltraummissionen feiert Geburtstag: Das von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation ESA entwickelte und gebaute Röntgenobservatorium „XMM-Newton“ startete am 10. Dezember 1999 um 15:32 MEZ, um die Wunder des Röntgenuniversums zu erforschen. Seit dem Start, hat „XMM-Newton“ gleichzeitig Röntgenstrahlen, sichtbares und ultraviolettes Licht beobachtet und seine Rolle als eines der wichtigsten astronomischen Observatorien aller Zeiten unter Beweis gestellt.

Der Satellit entdeckte mehr Röntgenquellen als jeder andere Satellit zuvor. Er hilft dabei, kosmische Rätsel zu lösen, von dem, was in und um Schwarze Löcher geschieht, bis zur Bildung von Galaxien im frühen Universum. „XMM-Newton“ hat seine ursprüngliche Einsatzzeit von zehn Jahren verdoppelt. Aufgrund des überwältigenden wissenschaftlichen Erfolgs und des exzellenten Zustands des Teleskops wurde die Mission Jahr um Jahr von der ESA verlängert. So ist ein Betrieb aus technischer Sicht bis über das Jahr 2030 hinaus durchaus möglich.

Das Interesse an Beobachtungen mit dem europäischen Weltraumteleskop ist ungebrochen. So wird jedes Jahr bis zu sieben Mal mehr Beobachtungszeit beantragt, als überhaupt zur Verfügung steht. Mit dieser Überbuchungsrate befindet sich „XMM-Newton“ auf demselben Niveau wie das Weltraumteleskop „Hubble“. Die Ergebnisse von XMM Beobachtungen sind auch Teil zahlreicher Doktorarbeiten. Diese akademischen Arbeiten basieren sowohl auf wissenschaftlichen Ergebnissen – unter Verwendung von XMM-Newton-Beobachtungen und numerischen Vorhersagen – als auch auf „technischer“ Arbeit – Hardware- und Softwareentwicklung, Kalibrierung oder Betrieb.

Seit dem Missionsstart im Jahr 1999 wurden fast 400 Doktorarbeiten mit Ergebnissen oder Erkenntnissen des XMM-Satelliten verfasst. Insgesamt wurden mehr als 6200 wissenschaftliche „XMM-Arbeiten“ veröffentlicht. Aber nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht ist „XMM-Newton“ ein herausragender Erfolg, sondern auch in technologischer Hinsicht und bei der Projektabwicklung, denn: Das Vorhaben wurde in nur 38 Monaten realisiert.

Der „XMM-Newton“-Satellit entstand unter der Leitung von Airbus in Friedrichshafen, wobei das Bahn- und Lageregelungssystem (AOCS) von Airbus UK entwickelt wurde und Airbus in Spanien die Strukturen des Service-Moduls, das Focal Plane Assembly (FPA), das Thermalkontrollsystem und den Kabelbaum (Harness) beisteuerte. Insgesamt gehörten 45 europäische Firmen und eine US-amerikanische zum Industriekonsortium.

„XMM-Newton“, aufgrund der schwarzen Thermalschutzfolie von seinen Erbauern auch liebevoll „Schwarze Schönheit“ genannt, besteht aus drei parallel zueinander montierten zylindrischen Spiegelsystemen, welche die Röntgenstrahlung in die drei Brennebenen bündeln. Das ermöglicht es Himmelskörper gleichzeitig mit drei Kameras sowie zwei Spektrometern zu beobachten. Letztere zerlegen Röntgenstrahlung auf ähnliche Weise wie Glas-Prismen das Sonnenlicht in seine Spektralfarben auffächert. Aus den Röntgen-„Farben“ können die Astronomen wichtige physikalische Größen, wie Temperatur, Dichte, relative Bewegung entnehmen oder die chemische Zusammensetzung der Materie ermitteln. Röntgenstrahlung ist, genau wie Licht, eine Form von elektromagnetischer Strahlung, jedoch hunderte bis tausende Male energiereicher. Sie wird von Körpern oder Gasen abgestrahlt, die zwischen einer Million und hundert Millionen Grad Celsius heiß sind. Mit „XMM-Newton“ beobachten Astronomen also den heißen Teil des Universums.

„XMM-Newton“ legt in seiner 48-Stunden-Umlaufbahn fast ein Drittel der Entfernung zum Mond zurück. Am äußersten Punkt (Apogäum) von 114.000 Kilometern Entfernung von der Erde bewegt sich der Satellit sehr langsam. Den erdnähesten Punkt (Perigäum) passiert es 7000 Kilometer über der Erde mit 24.120 Stundenkilometern viel schneller. Die hochexzentrische Umlaufbahn von „XMM-Newton“ wurde so gewählt, dass seine Instrumente außerhalb der die Erde umgebenden Strahlungsgürtel arbeiten können. Da die Erdatmosphäre alle Röntgenstrahlen blockiert, kann nur ein Teleskop im Weltraum himmlische Röntgenquellen erkennen und untersuchen.

„XMM-Newton“ ‚zielt‘ über lange Zeiträume – oft mehr als zehn Stunden – auf entfernte Röntgenquellen. Eine der Hauptanforderungen des Satelliten war deshalb seine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit und -stabilität. „XMM-Newton“ kann seine Ausrichtung äußerst präzise steuern, und zwar mit Hilfe von zwei Sätzen von vier kleinen Triebwerken und vier auf dem Satelliten montierten Schwungrädern. Die Zielgenauigkeit des zehn Meter langen „XMM-Newton“ beträgt 0,25 Bogensekunden über einen Zeitraum von zehn Sekunden. Dies entspräche dem Anschauen einer Melone – mit einem in der Hand gehaltenen Fernglas – aus einer Entfernung von 300 Kilometern und das ohne das geringste Wackeln!

-ab- Bild: airbus

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Startschuss
für Test
des ExoMars Rovers

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Die Erprobung des ExoMars Rovers geht mit dem Beginn des Thermal-Vakuum-Tests (TVAC), in die nächste Phase. Der Rover wird einer Reihe von Vorbereitungstests für den Flug zum Roten Planeten im Jahr 2020 unterzogen. Der erste europäische Rover, der auf dem Mars nach Spuren von Leben suchen soll, ist Teil des ExoMars-Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA.

Während des TVAC-Tests wird der Rover aufgeheizt und abgekühlt, um die großen Temperaturschwankungen auf seiner Reise durch das Weltall und auf der Marsoberfläche zu simulieren. Der Rover wird dabei zwei „heißen“ und zwei „kalten“ Marstagen (Sols) ausgesetzt – ein Sol ist 24 Stunden, 39 Minuten und 35 Sekunden lang. Das Testteam arbeitet Hand in Hand, um sicherzustellen, dass der Rover für die nächste Phase seiner Reise bereit ist. Im Juli/August 2020 gäbe es ein passendes Startfenster.

ExoMars ist ein Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Zusammenarbeit mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos unter Beteiligung der NASA. Thales Alenia Space trägt die Hauptverantwortung für die ExoMars-Mission; weitere Industriepartner sind OHB (Trägermodul) und Lawotschkin (Landemodul). Die Integration der Rover-Systeme erfolgte bei Airbus in Großbritannien, wobei Thales Alenia Space die Analytical Laboratory Drawer, OHB die komplexen Labormechanismen, Leonardo den Bohrer und neun weitere Teams aus den ESA-Mitgliedsstaaten sowie NASA/JPL und IKI/Roskosmos die Pasteur-Nutzlast beigesteuert haben.

-ab- Bild: airbus

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Astronauten-
assistent
„CIMON-2“

auf dem Weg zur Internationalen Raumstation ISS

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Ein neuer CIMON für die Internationale Raumstation ISS: Mit CIMON-2 (Crew Interactive MObile companioN) startete am 05. Dezember 2019 der modifizierte und mit neuen Aufgaben ausgestattete, in Deutschland entwickelte und gebaute Astronautenassistent ins Weltall. CIMON-2 wird, wie sein Vorgänger, im europäischen Forschungsmodul Columbus eingesetzt werden. CIMON ist ein ballförmiger, freifliegender, mit künstlicher Intelligenz ausgestatteter Technologie-Demonstrator zur Mensch-Maschine Interaktion.

„CIMON-1 – der Prototyp – ist am 27. August 2019 nach 14 Monaten auf der ISS wieder auf der Erde gelandet und mittlerweile bei Airbus in Friedrichshafen angekommen“, berichtet Dr. Christian Karrasch, CIMON-Projetleiter im DLR Raumfahrtmanagement in Bonn. Das Raumfahrtmanagement hatte das Technologie-Experiment mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie bei Airbus in Friedrichshafen und Bremen beauftragt. Die künstliche Intelligenz (KI) basiert auf der Watson Technologie von IBM; Mediziner der Ludwig-Maximilians-Universität München sind für die wissenschaftlichen Fragestellungen verantwortlich. CIMON-1 war am 15. November 2018 mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst als weltweit erste KI auf der ISS im Einsatz.

„Mit CIMON-2 wollen wir an die erfolgreiche Demonstration mit CIMON anknüpfen“, betonte Christian Karrasch. Der erste CIMON habe bei seiner Premiere eindrucksvoll gezeigt, dass eine KI-basierte mobile Anwendung auf der Raumstation funktioniert. CIMON hatte 90 Minuten mit Alexander Gerst gearbeitet. „CIMON-2 soll bis zu drei Jahre auf der Raumstation bleiben und die Besatzung unterstützen“, erläuterte Till Eisenberg, CIMON-Projektleiter bei Airbus, und ergänzt: „CIMON-2 verfügt über sensiblere Mikrophone und einen weiterentwickelten Orientierungssinn. Auch die KI-Fähigkeiten und die Stabilität der komplexen Softwareanwendungen wurden deutlich verbessert. “Ein wichtiger Punkt in der Evolution von CIMON sei auch die erweitere Lebenslaufzeit: „Innerhalb dieser Einsatzdauer denken wir an weitere Schritte wie z.B. die KI auf eine Cloud der ISS zu bringen.“

Dies wäre ein Meilenstein der Entwicklung hin zu einem völlig autonomen Assistenzsystem. DLR-Projektleiter Christian Karrasch: „Auf dem Weg zum Mond oder Mars könnte sich die Crew dann auch ohne eine permanente Datenverbindung zur Erde auf einen KI-basierten Assistenz-Service verlassen. Ein Anwendungsfall für die Erde wäre zum Beispiel die Unterstützung von Menschen bei komplexen Aufgaben in Gegenden mit schwacher Infrastruktur.“

IBM ist bei CIMON für die Implementierung der künstlichen Intelligenz verantwortlich. „Bei seinem ersten Einsatz auf der ISS hat CIMON bewiesen, dass er Inhalte nicht nur in ihrem Kontext verstehen kann, sondern auch die Intention dahinter“, erklärt Matthias Biniok, IBM-Projektleiter für die künstliche Intelligenz Watson. „CIMON-2 geht noch einen Schritt weiter. Mithilfe des IBM Watson Tone Analyzers aus der IBM Cloud in Frankfurt ist er nun in der Lage, die Emotionen der Astronauten auszuwerten und situationsgerecht darauf zu reagieren, wenn die Astronauten es möchten oder die Emotionsanalyse im Rahmen eines Experiments getestet wird. Damit kann sich CIMON-2 bei Bedarf von einem wissenschaftlichen Assistenten in einen einfühlsamen Gesprächspartner verwandeln“, so Biniok.

Die CIMON-„Familie“ Entwicklung und Bau des interaktiven Astronauten-Assistenten CIMON wurden vom Raumfahrtmanagement im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie in Auftrag gegeben und von Airbus in Friedrichshafen und Bremen umgesetzt. Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut.

Ein rund 50-köpfiges Projektteam von DLR, Airbus, IBM und der LMU arbeitete seit August 2016 an der Realisierung von CIMON. Der Prototyp des Technologie-Experiments war vom 2. Juli 2018 bis zum 27. August 2019 auf der ISS und hatte am 15. November 2018 seine 90-minütige Weltpremiere. CIMONs Name erinnert nicht zufällig an „Professor Simon Wright“, den robotischen Assistenten – das „fliegende Gehirn“ – aus der japanischen Science-Fiction-Serie „Captain Future“.

CIMON – die Idee
CIMON ist ein in Deutschland entwickeltes und gebautes Technologie-Experiment zur Unterstützung und Effizienz-Steigerung der Arbeit eines Astronauten. CIMON kann Informationen, Anleitungen zu wissenschaftlichen Experimenten und Reparaturen darstellen und erklären. Ein Vorteil ist, dass der Astronaut beide Hände frei hat durch den sprachgesteuerten Zugriff auf Dokumente und Medien. Weitere Anwendungen sind etwa die Nutzung als mobile Kamera zur Einsparung von Astronauten Crew-Zeit. Vor allem Routineaufgaben könnten durch CIMON erledigt werden, wie etwa die Dokumentierung von Experimenten, Suche nach Objekten und Inventarisierung. CIMON kann auch sehen, hören, verstehen und sprechen. Seine beiden Augen zur Orientierung sind eine Stereo-Kamera, eine hochauflösende Kamera zur Gesichtserkennung und zusätzlich zwei weitere seitliche Kameras für Fotos und Videodokumentation. Ultraschall-Sensoren messen Abstände zur Kollisions-Erkennung. Seine Ohren sind acht Mikrofone zur Richtungserkennung plus ein Richt-Mikrofon für eine gute Spracherkennung. Sein Mund ist ein Lautsprecher, über den er sprechen und Musik abspielen kann. Kernstück der KI für das Verständnis von Sprache ist die IBM Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Selbstständiges Lernen von CIMON wurde ausgeschlossen, er muss aktiv durch einen Menschen trainiert werden. Die KI zur autonomen Navigation stammt von Airbus und dient der Bewegungsplanung und Objekterkennung. Durch zwölf interne Rotoren kann sich CIMON frei in alle Raumrichtungen bewegen und rotieren. Somit kann er sich dem Astronauten zuwenden, wenn er angesprochen wird, Kopfnicken, Kopfschütteln und räumlich selbstständig oder auf Kommando folgen.

-ab- Bild: airbus

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50 Jahre
sichere
Satellitenkommunikation
über Skynet
Der erste Skynet-Satellit startete 1969 in den Orbit

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Airbus feiert ein ganz besonderes Jubiläum: Seit 50 Jahren kann man sich weltweit auf sichere Satellitenkommunikation mit Skynet-Satelliten verlassen. Und es gibt doppelten Anlass zum Feiern – Airbus blickt in diesem Jahr auch auf 50 Jahre Unternehmensgeschichte zurück.

Am 22. November 1969 startete „Skynet 1A“ von Cape Canaveral, Florida, in einen geostationären Orbit. Kaum ein Jahr später folgte „Skynet 1B“, der den Streitkräften die sichere Kommunikation über Sprachverbindungen, Fax und sogar Telegramm ermöglichte. Die ersten Skynet-Satelliten hatten etwa die Größe eines kleinen Kühlschranks und boten nur zwei Sprachkanäle. Dagegen haben die vier Satelliten der heutigen „Skynet-5“-Flotte ein Startgewicht von mehr als sechs Tonnen und erreichen die Größe eines kleinen Lkw. Die durchschnittliche Leistung eines „Skynet-5“-Satelliten beträgt 4,7 kW, was in etwa der eines typischen Haushalts entspricht.

In den 50 Jahren seit dem Start des ersten Skynet-Satelliten hat Airbus 25 militärische Kommunikationssatelliten für Verteidigungsministerien weltweit gebaut. 1974 starteten zwei „Skynet-2″-Satelliten. Einer davon fiel wegen eines Problems mit einem Raketentriebwerk des Satelliten aus, aber „Skynet 2B“ erfüllte seinen Dienst mehr als 20 Jahre lang.

Richard Franklin, Leiter von Secure Communications bei Airbus Defence and Space, betonte: „Dafür zu sorgen, dass man in der sicheren Militärkommunikationstechnologie und den entsprechenden Diensten seine führende Position behält, war in den vergangenen 50 Jahren ein Eckpfeiler des Ansatzes von Airbus. Skynet bietet ein erstklassiges Leistungsvermögen und wir freuen uns darauf, Streitkräfte auch für die nächsten 50 Jahre in schwierigen Einsatzgebieten mit Innovationen für ihre zukünftigen Aufgaben zu unterstützen – mit eigenen Investitionen und gemeinsam mit einem Netzwerk aus kleinen und mittleren Unternehmen sowie anderen Partnern, um die bestmöglichen Lösungen zu entwickeln, die den sich ändernden Kundenanforderungen gerecht werden.“

Die Nachfolgegeneration „Skynet 4“ gewährleistete mit sechs Satelliten sichere Kommunikation weltweit. Ursprünglich für eine Betriebsdauer von 15 Jahren im geostationären Orbit ausgelegt, ist diese Generation nach wie vor im Einsatz. „Skynet 4“ ist mit 29 Jahren die am längsten funktionierende Satellitenkonstellation und erbringt weiterhin wichtige Kommunikationsleistungen. Die aktuelle Satellitenfamilie ist „Skynet 5“. Seit über 16 Jahren gewährleistet die Airbus-Flotte von vier Satelliten, die auch von Airbus betrieben wird, die Kommunikation außerhalb des Sichtkontakts (Beyond Line of Sight). In diesem Zeitraum kam den „Skynet-5“-Satelliten eine zentrale Rolle dabei zu, für die Verbindung der Streitkräfte im Einsatzgebiet untereinander und mit den Stützpunkten zu sorgen. Außerdem sorgen die Satelliten dafür, dass die Soldaten über den WelComE-Dienst mit ihren Familien zu Hause in Verbindung bleiben. Airbus arbeitet mittlerweile an der nächsten Generation, „Skynet 6“, die auch weiterhin wichtige Kommunikationsdienste erbringen wird.

-ab- Bild: airbus

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Bahnbrechende
Technologie

Satellit kann im Orbit rekonfiguriert werden

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Airbus, ESA und Eutelsat haben eine bahnbrechende neue Nutzlast vorgestellt: Die aktive Multibeam-Antenne. Die elektronisch schwenkbare Antenne ELSA+ (ELectronically Steerable Antenna+) von Airbus eröffnet eine neue Dimension der kommerziellen europäischen Satellitenkommunikation. Erstmals kann die Leistung eines Kommunikationssatelliten bei Bedarf per Softwaresteuerung flexibel angepasst werden. Die elektronisch schwenkbare Empfangsantenne arbeitet im Ku-Band mit acht unabhängigen rekonfigurierbaren Beams. Diese inhärente Flexibilität ermöglicht dem Betreiber, die Funkfrequenzstrahlen über dem Abdeckungsgebiet neu auszurichten und bietet damit eine bisher unerreichte Vielseitigkeit bei Multimedia- und Übertragungsdiensten.

Zudem können diese Fähigkeiten entweder separat für jeden Strahl oder simultan umgesetzt werden, mit der Möglichkeit zwischen weit mehr als zehn vordefinierten verschiedenen Konfigurationen pro Strahl zu wechseln („Beam Hopping“). Neu ist auch die Fähigkeit der Antenne, mögliche – beabsichtigte oder unbeabsichtigte – Interferenzen zu reduzieren, da sie jede Störungsquelle lokalisieren und ausblenden kann.

Die neue Antennentechnologie ist die ideale Ergänzung zu den rein digitalen Nutzlasten der neuen Generation, bei denen der Betreiber Orbitposition, Frequenzen und Leistung des Satelliten verändern kann. Airbus Defence and Space in Spanien ist Hauptauftragnehmer für dieses hochmoderne Instrument, das über einen Zeitraum von vier Jahren entwickelt wurde. Unter der Führung von Airbus wurde das Hightech-System von einem Konsortium aus zwölf europäischen Unternehmen gebaut, von denen acht in Spanien ansässig sind.

ELSA+ basiert auf Entwicklungen wie DRA/ELSA für Hispasat 36W1, IRMA (In-orbit Reconfigurable Multibeam Antenna) an Bord von SpainSAT für sichere militärische Kommunikation sowie der aktiven Antenne der Gaia-Mission, über die zur Kartierung von Milliarden von Sternen enorme Datenmengen übertragen werden. Diese Systeme arbeiten alle erfolgreich im Orbit. „Mit ELSA+ begeben wir uns in der Satellitenkommunikation auf völlig neues Terrain. Dies wird der Ausgangs- und Referenzpunkt für künftige Missionen sein. Wir entwickeln die Technologie ständig weiter, und Airbus arbeitet bereits an der künftigen Antennengeneration für das SPAINSAT-NG-Programm“, betonte Fernando Varela, Head of Airbus Space Systems in Spanien.

Mit dieser neuen Entwicklung für „Eutelsat Quantum“ positioniert sich Airbus Spanien als europaweit führender Anbieter aktiver Antennen. Das Projekt wurde durch die Unterstützung von CDTI (Spanish Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial) und europäischer Weltraumorganisation ESA ermöglicht. Quantum ist ein ARTES Partnerprojekt zwischen den Herstellern Airbus und Surrey Satellite Technology Ltd., dem Betreiber Eutelsat und ESA. Die Partnerschaftsprojekte der ESA zielen darauf ab, wirtschaftlichen und wettbewerbsorientierten Fortschritte zu erzielen, indem die Industrie bei großen Programmen zusammenarbeiten.

„Eutelsat Quantum“ stellt mit seinen völlig neuen Individualisierungsmöglichkeiten und seiner bisher unerreichten Flexibilität einen revolutionären Schritt im Bereich der kommerziellen Satelliten dar. Abdeckung, Frequenz und Leistung werden im Orbit weitgehend rekonfigurierbar sein, sodass die Mission einschließlich der Orbitposition völlig neu ausgerichtet werden kann. Der Satellit besitzt ein Startgewicht von 3,5 Tonnen und eine Lebensdauer von 15 Jahren. Der Start von „Eutelsat Quantum“ ist für die zweite Jahreshälfte 2020 geplant.

-ab-

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Ariane 6
befindet sich
auf der Zielgeraden

ArianeGroup weihte neues Ariane 6 Zentrum ein

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ArianeGroup feierte im Beisein von Dr. Andreas Bovenschulte, Bürgermeister der Freien Hansestadt Bremen, Sarah Ryglewski, Parlamentarische Staatssekretärin beim Bundesminister der Finanzen (BMF), Dr. Thomas Reiter, Koordinator der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und Dr. Gerd Kraft, Direktor im Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), offiziell die Einweihung des neuen Ariane 6 Zentrums in Bremen.

In dem 6.000 Quadratmeter großen und 21 Meter hohen Gebäude schließt ArianeGroup derzeit die Integration von zwei Ariane-6-Oberstufen ab, die ab Anfang nächsten Jahres getestet werden sollen. Eine Oberstufe, das sogenannte Hot Firing Model, wird ihre Testzündungen auf dem neuen Prüfstand des DLR in Lampoldshausen absolvieren, während die andere Oberstufe – Combined Test Model – am europäischen Weltraumbahnhof in Kourou mit den anderen Teilen des Trägers zusammengeführt wird. Dort sollen vor dem geplanten Erstflug in der zweiten Jahreshälfte 2020 kombinierte Tests zwischen dem vollständigen Träger und der Startrampe ELA-4 erfolgen.

„Ich freue mich sehr, die Einweihung des Integrationszentrums in Bremen zu feiern. Die Entwicklung der Ariane 6 befindet sich nun auf der Zielgeraden und die Qualifikationsphase für den Erstflug im zweiten Halbjahr 2020 hat begonnen“, so Pierre Godart, Geschäftsführer der ArianeGroup in Deutschland. „Das neue Ariane 6 Zentrum zeigt, dass Bremen ein wichtiges Kompetenzzentrum für die europäische Raumfahrtindustrie ist. Mit der Unterstützung der ESA, den nationalen Raumfahrtagenturen und allen europäischen Partnern im Ariane 6-Programm werden wir mit unserer wettbewerbsfähigen und kontinuierlich verbesserten Trägerrakete alle Missionen in alle Umlaufbahnen ausführen können. Wir sichern damit Europas unabhängigen Zugang zum Weltraum und leisten unseren Beitrag zu Europas Ambition in der Raumfahrt“, betonte Godart.

Die Ariane-6-Oberstufen sind mit dem wiederzündbaren Vinci-Triebwerk ausgestattet, wodurch die künftige europäische Trägerrakete ein breites Spektrum an Einsätzen mit unterschiedlichster Missionsdauer und in mehrere Zielorbits abdecken kann. Insbesondere eignet sie sich auch für den Transport von Satellitenkonstellationen. Das erste Flugmodell des Vinci-Triebwerks für den Erstflug der Ariane 6 befindet sich bereits in der Integrationsphase am ArianeGroup-Standort in Vernon. Derweil arbeitet ArianeGroup in Ottobrunn bereits an den Brennkammern für die weiteren Vinci- und Vulcain 2.1-Triebwerke, die für die Trägerraketen bestimmt sind, die zwischen 2021 und 2023 fliegen sollen.

Nach der Aufnahme der Serienfertigung der ersten 14 Träger am 6. Mai 2019 befindet sich somit die gesamte industrielle Kette für die Produktion der Trägerraketen in Betrieb, deren Einsatz im Einklang mit den Zusagen an die ersten Ariane-6-Kunden ab dem ersten Halbjahr 2021 geplant ist. Derzeit sind am ArianeGroup-Standort Bremen 550 hoch qualifizierte Mitarbeiter beschäftigt, von denen rund hundert im neuen Gebäude tätig sind. Zur kosteneffizienten, schnellen und umweltfreundlichen Produktion wird in der gesamten Produktion und Integration Factory 4.0-Technologie genutzt.

Das neue interne Integrationskonzept FLIC (Future Launcher Integration Concept) vereint Echtzeitinformationen, vernetzte Geräte und intelligente Planungssysteme ebenso wie virtuelle 3D-Modelle, erweiterte Realität und smarte Brillen. Zudem wurde ein hochpräzises Infrarot-Lasersystem zur Oberflächenbehandlung eingeführt. Dieses LST-Verfahren (Laser Surface Treatment) ersetzt bisherige chemische Verfahren zur Reinigung der Aluminiumstruktur kryogener Tanks und ist deutlich umweltfreundlicher. Des Weiteren kommt ETI-Thermalschutz (External Thermal Insulation) zum Einsatz, der als externe Tankisolierung aufgebracht wird. Dies ist ein weltweit einzigartiges Verfahren, das von ArianeGroup, der ESA, dem DLR und anderen spezialisierten Partnern entwickelt wurde.

In Bremen arbeiten ArianeGroup und MT Aerospace, ein Tochterunternehmen von OHB, im wahrsten Sinne des Wortes Seite an Seite. MT Aerospace ist für den Bau der metallischen Teile der Tanks zuständig und fertigt in einem Gebäude direkt neben dem Ariane 6 Zentrum, in dem ArianeGroup die Tanks zusammen mit dem Vinci-Triebwerk und der Avionik für die Oberstufe der Ariane 6 ausstattet und integriert.

Ariane 6 ist ein Programm der ESA, für dessen Konzeption ArianeGroup zuständig ist, wobei diese Hauptauftragnehmer für Entwicklung und Betrieb der Ariane 6 ist.

-am-

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Solar
Orbiter
nimmt zunächst Kurs auf die Sonne von Florida

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Solar Orbiter, die Flaggschiffmission der europäischen Weltraumorganisation ESA zur Erforschung der Sonne, hat alle Tests abgeschlossen und ist bereit für den Transport nach Cape Canaveral, wo die Mission im Februar 2020 starten soll. Der von Airbus in Stevenage gebaute Solar Orbiter wird die Sonne und ihre Wirkung auf das Sonnensystem mit bisher unerreichter Genauigkeit untersuchen. Die Raumsonde verfügt über ein umfangreiches Set an Instrumenten, die Teilchen, Felder und Wellen des Plasmas messen, das sie durchqueren wird. Zugleich wird sie Oberfläche und äußere Atmosphäre der Sonne – Photosphäre und Korona – beobachten.

Der Solar Orbiter wird seit Oktober 2018 im IABG-Testzentrum bei München erprobt. Geprüft wurden unter anderem elektromagnetische Verträglichkeit, Vibration und Thermalvakuum sowie die Entfaltung der Solarpaneele und Schwenkarme an der Raumsonde. Alle Tests wurden erfolgreich abgeschlossen. „Solar Orbiter ist eine der anspruchsvollsten und spannendsten Missionen, die wir in Stevenage bisher in Angriff genommen haben. Die starke Annäherung an die Sonne bedeutet, dass manche Teile der Raumsonde Temperaturen von bis zu 500 Grad Celsius aushalten müssen, während andere im ständigen Schatten eisigen Temperaturen von bis zu minus 180 Grad Celsius ausgesetzt sind. Damit die hochempfindlichen Instrumente Magnetfelder und Teilchen der Sonne messen können, muss die Sonde selbst für die Sensoren unsichtbar sein. Das hat uns an die Grenzen des technisch Machbaren geführt“, betonte Eckard Settelmeyer, Head of Earth Observation, Navigation and Science Institutional Satellite Projects bei Airbus.

Am sonnennächsten Punkt wird Solar Orbiter der Sonne mit einem Abstand von 0,28 Astronomischen Einheiten (AE) – das entspricht etwa einer Entfernung von 42 Millionen Kilometern – näher sein als der Planet Merkur. Im Laufe der Mission wird sich die Raumsonde aus der Ekliptikebene herausbewegen. So sind Langzeitbeobachtungen eines Ausschnitts der Sonnenoberfläche und ein Blick auf die Pole der Sonne möglich. Noch nie ist eine Raumsonde der Sonne so nahegekommen. Hier ist das Sonnenlicht dreizehnmal so intensiv wie für die Satelliten in der Erdumlaufbahn.

Der Solar Orbiter muss intensiver Wärmestrahlung standhalten und den Schutz seiner Instrumente gewährleisten, ohne den Blick auf die Sonne zu versperren. Der Hitzeschild und die neue Hochtemperatur-Solarpaneel-Technologie sind zentrale Faktoren für den Erfolg der Mission. Um sich zu positionieren und den Orbit über den Polen zu erhöhen, wird Solar Orbiter eine Reihe komplexer Vorbeiflugmanöver durchführen und so die Anziehungskräfte von Erde und Venus nutzen.

Die Sonne stößt bei Eruptionen Hochenergieteilchen aus – sog. koronale Massenauswürfe – die Stromverteilungssysteme stören, Computer zum Absturz bringen, Satelliten beschädigen und Astronauten gefährden können. Solar Orbiter wird die Sonne aus einer elliptischen Umlaufbahn um das Gestirn beobachten und wissenschaftliche Daten liefern, die zu einem besseren Verständnis der Abläufe beitragen, die auf der Sonne diese heftigen und gefährlichen Eruptionen auslösen.

Solar Orbiter baut auf den enormen Erfolgen der von Airbus gebauten Sonden SOHO und Ulysses auf, die bemerkenswerte Einblicke in die Vorgänge auf der Sonne geliefert haben. Wie bei diesen Programmen handelt es sich bei Solar Orbiter um eine Kooperation von ESA und NASA. Die Mission wird fast acht Jahre dauern.

-ab- Bild: airbus / Mathias Pikelj

 

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CIMON
nach 14 Monaten
auf der ISS
zurück auf der Erde

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CIMON ist zurück auf der Erde: Der mit künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattete mobile Astronauten-Assistent (Crew Interactive Mobile CompanioN) ist am 27. August 2019 an Bord eines Dragon-Raumschiffs der US-amerikanischen Firma SpaceX zurück auf seinem Heimatplaneten gelangt. Das Abdocken von SpaceX18 von der Internationalen Raumstation ISS erfolgte um 16:59 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit, die Landung der Kapsel im Pazifik – rund 480 Kilometer südwestlich von Los Angeles – und die Bergung der Fracht um 22.21 Uhr MESZ.

„Wir erwarten den ersten CIMON Ende Oktober zurück in Deutschland“, berichtete Dr. Christian Karrasch – CIMON-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement – und blickt auf die vergangenen Monate zurück: „CIMON ist ein Technologie-Experiment, das unsere Erwartungen voll erfüllt hat. Bei seiner Premiere im All – einem 90-minütigen Einsatz mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst auf der ISS im November 2018 – hat er gezeigt, dass er unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit gut funktioniert und erfolgreich mit Astronauten interagieren kann. Wir freuen uns immer noch sehr über den bis heute einzigen Einsatz einer künstlichen Intelligenz auf der Raumstation und arbeiten seit mehreren Monaten an einem verbesserten Nachfolgemodell. Mit dem ersten CIMON konnten wir den Grundstein für soziale Assistenzsysteme im All legen, die Astronauten bei Aufgaben unterstützen und irgendwann vielleicht auch entlasten können.“

Der zweite CIMON wird – wie der Vorgänger – im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagements mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) von Airbus in Friedrichshafen und Bremen gebaut. Airbus in Friedrichshafen hat die neue CIMON-Hardware zusammengesetzt und getestet. Bei Airbus in Bremen wird an der Verbesserung der Software für Flugsteuerung und Lageregelung gearbeitet. IBM implementiert neue Funktionen der „KI“.

Till Eisenberg, CIMON-Projektleiter bei Airbus: „Insgesamt gibt es mehrere Upgrades wie bessere Mikrofone, einen robusteren Computer, eine verbesserte Flug- und Lageregelung, neue Software-Features für die Konversation – zum Beispiel bei der Spracherkennung, dem Gesprächsverlauf und der Intention.“

Matthias Biniok, Projektleiter bei IBM, ergänzte: „Mit CIMON haben wir einen einzigartigen Anwendungsfall in einer extremen Arbeitsumgebung – und wir haben gesehen, dass wir durch den Einsatz einer KI – in unserem Fall IBM Watson – die Arbeit von Astronauten unterstützen können. Bei der Weiterentwicklung von CIMON geht es für uns vor allem um ein noch besseres Sprachverständnis im Kontext und um linguistische Emotionsanalyse.“

Ethische Fragestellungen beim zukünftigen Einsatz von CIMON werden durch Mediziner der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München beleuchtet und evaluiert. Durch die Interaktion zwischen Mensch und Maschine werden Persönlichkeitsrechte berührt, da Bild und Tonmaterial vom Astronauten durch CIMON aufgenommen, verarbeitet und interpretiert werden. Einerseits sind hohe technische Standards im Bereich der Datensicherheit notwendig, andererseits ist bei der Arbeit im Team zwischen Mensch und Maschine das Vertrauen in ein solches System wichtig. Konkret bedeutet dies: Was darf CIMON tun, wissen und sagen?

„Auch der neue CIMON hat einen eingebauten Schalter, mit dem der Datenstrom aller Kameras und Mikrofone von der ISS aus unterbrochen werden kann. So hat der Astronaut jederzeit die Kontrolle über CIMON, dies war uns besonders wichtig“, betonte LMU-Wissenschaftlerin Dr. Judith Buchheim.

Das DLR Raumfahrtmanagement, dass die deutschen Beiträge zur europäischen Weltraumagentur ESA steuert, arbeitet parallel mit der ESA daran, den neuen CIMON im Dezember 2019 auf die ISS zu bringen und Crew-Zeit mit Astronauten zu erhalten. Der erste CIMON war als Technologie-Experiment am 2. Juli 2018 auf der Internationalen Raumstation ISS angekommen. Am 15. November 2018 hatte der robotische Assistent mit dem „smarten Gesicht“ seinen weltweit beachteten Einsatz: 90 Minuten lang „arbeitete“ er erfolgreich mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst zusammen. CIMON stellte seine Basisfunktionen unter Beweis – seine Flugeigenschaften in Schwerelosigkeit mit autonomer Navigation durch mehrere Drehungen und Bewegungen in alle Richtungen, er suchte und erkannte zum Beispiel das Gesicht von Alexander Gerst und nahm Augenkontakt auf, sprach mit ihm, zeigte auf seinem „Gesicht“, einem Display in der Mitte des kugelförmigen Körpers, die Anleitung für ein Experiment und spielte Musik ab. Er nahm mit seinen Kameras ein Video und ein Foto von Alexander Gerst auf.

Das Projekt CIMON hat 2018 den „Popular Science Award“ in der Kategorie „Best of What‘s New in 2018“ im Bereich Luft- und Raumfahrt in den USA gewonnen. Airbus wurde ferner mit dem „Deutschen Innovationspreis 2019“ in der Kategorie Großunternehmen (#dip19) ausgezeichnet.

-ab- Bild: DLR

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ExoMars
Rover
auf dem Weg zum Mars

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Der ExoMars Rover der Europäischen Weltraumorganisation ESA verlässt Großbritannien und tritt seine Reise zum Airbus-Standort in Toulouse an. Dort finden die entscheidenden Tests vor der Auslieferung an Thales Alenia Space statt. Der am Airbus-Standort Stevenage montierte ExoMars Rover „Rosalind Franklin“ ist Europas erster planetarischer Rover. Er soll auf dem Mars nach Spuren von vergangenem oder gegenwärtigem Leben suchen. Ausgestattet mit einem zwei Meter langen Bohrer, kann er unterhalb der Oberfläche Proben entnehmen, die dort vor starker Umgebungsstrahlung geschützt waren.

Der Rover führt neun Instrumente mit sich, mit deren Hilfe Forscher den Mars Schritt für Schritt erkunden sollen. Ausgehend von ersten Übersichtsuntersuchungen werden die Studien nach und nach in den Submillimeter-Bereich bis hin zu molekularen Auswertungen organischen Materials verfeinert. Der ExoMars Rover ist mit einem von Airbus entwickelten autonomen Navigationssystem ausgestattet. Dadurch kann er wesentlich schneller zwischen verschiedenen Forschungsstandpunkten manövrieren als per Fernsteuerung von der Erde aus.

„Rosalind Franklin“ wird in Stevenage in einem speziellen Schutzcontainer für die Reise installiert und anschließend nach Toulouse gebracht, wo die abschließenden Vorbereitungstests stattfinden. Der Rover verließ am 28. August 2019 den Airbus-Standort in Großbritannien. Der Start des Rovers zum Roten Planeten ist für Juli 2020 geplant.

Über ExoMars
ExoMars ist ein Programm der Europäischen Weltraumorganisation in Zusammenarbeit mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos unter Beteiligung der NASA. Bei der Mission im Jahr 2020 trägt Thales Alenia Space in Italien die Hauptverantwortung für die Konstruktion, Entwicklung und Überprüfung des gesamten Systems. Dazu gehören auch die Entwicklung der Trägermodulnavigation, des Leit- und des EDL/GNC-Systems, das Rover-System, einschließlich der Analytical Laboratory Drawer (ALD) sowie die Bereitstellung grundlegender Bestandteile des Landemoduls (DM), inklusive des Radarhöhenmessers.

Zur Entwicklung des Landemoduls (DM) Kasatschok unterhält Thales Alenia Space in Italien zusätzlich eine enge technische Partnerschaft mit Lawotschkin (RUS) unter europäischer Beteiligung. OHB ist für die Entwicklung des Trägermoduls (CM) und einiger ALD-Teilsysteme (SPDS-Mechanismen, Struktur und Kabelbäume) verantwortlich. Der Rover selbst wird von Airbus Defence and Space in Großbritannien bereitgestellt. Leonardo entwickelt den Bohrer des ExoMars, der bis zu zwei Meter in den Marsuntergrund vorstoßen kann sowie die Steuereinheiten und Software für die Bohr- und ALD-Mechanismen. ALTEC – Aerospace Logistics Technology Engineering, ein Unternehmen von Thales Alenia Space in Italien (63,75 %) und der italienischen Raumfahrtagentur ASI (36,25 %) – ist zudem für die Konstruktion, Entwicklung und Wartung des ROCC (Rover Operation Control Center) sowie für die Steuerung des Rovers auf der Marsoberfläche verantwortlich.

-ab- Bild: airbus / Max Alexander

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Glasfasernetz
am Himmel:
Mit dem ‚SpaceDataHighway-System‘
erfolgen künftig Datenverbindungen in ‚Fast-Echtzeit‘

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Der Satellit EDRS-C, der zweite Knoten des ‚SpaceDataHighway‘ – auch als EDRS bekannt – wurde vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana aus von einer Ariane-5-Trägerrakete erfolgreich auf 31° Ost in den geostationären Orbit gebracht. Nach einer Testphase wird er die Übertragungskapazität des Systems auf das Doppelte steigern, um als Relais für die gleichzeitige Weiterleitung der Daten von zwei Beobachtungssatelliten zu fungieren und das ‚SpaceDataHighway-System‘ redundant abzusichern.

Der zweite Satellit ergänzt EDRS-A, der täglich die von den vier Sentinel-Beobachtungssatelliten des Copernicus-Programms erfassten Bilder der Erde übermittelt. Seit der Inbetriebnahme Ende 2016 hat EDRS-A über 20.000 Laserverbindungen hergestellt, über die mehr als 1 Petabyte Daten heruntergeladen wurden. Die Zuverlässigkeit des Systems beträgt 99,5 Prozent. Die volle Leistungsfähigkeit, einschließlich EDRS-C, wird für Ende 2019 erwartet, wenn seine Inter-Satellitenverbindung und sein End-to-end-Service getestet und mit den Sentinel-Satelliten in Betrieb genommen wurden.

Der ‚SpaceDataHighway‘ ist das weltweit erste „Glasfasernetz am Himmel“ und basiert auf hochmoderner Lasertechnologie. Das einzigartige System geostationärer Satelliten ist permanent über einem Netz von Bodenstationen positioniert und übermittelt mit einer Geschwindigkeit von 1,8 Gbit/s Daten zur Erde. Es wird eine Schlüsselkomponente des Airbus-Netzwerks für das NFTS-Programm (Network for the Sky) sein. NFTS kombiniert verschiedene Technologien – Satelliten- und Bodenkommunikation, taktische Luft-Boden-, Boden-Luft- und Luft-zu-Luft-Verbindungen, 5G-Mobiltechnologie und Laserverbindungen – in einem resistenten, einheitlichen, sicheren und äußerst interoperablen Mesh-Netz für Flugzeuge, unbemannte Aufklärungsflugzeuge und Helikopter.

Die Satelliten des ‚SpaceDataHighway‘ können Laserverbindungen zu bis zu 45.000 km entfernten Beobachtungssatelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen, unbemannten Aufklärungs-Flugzeugen oder Missionsflugzeugen herstellen. Aus seiner Position im geostationären Orbit leitet der ‚SpaceDataHighway‘ die von den Erdbeobachtungssatelliten erfassten Daten in ‚Fast-Echtzeit‘ zur Erde weiter. Normalerweise würde dieser Prozess rund 90 Minuten in Anspruch nehmen.

Die Menge der von den Beobachtungssatelliten übermittelten Bild- und Videodaten kann so auf das Dreifache gesteigert werden – und ihre Missionsplanungen lassen sich jederzeit in wenigen Minuten neu programmieren. „Der ‚SpaceDataHighway‘ macht unsere Datenverbindungen sicherer, stabiler, zuverlässiger und bietet eine größere Bandbreite in ‚Fast-Echtzeit‘. Der Start unseres zweiten Satelliten ist erst der Beginn; die Laserkommunikation wird für viele Industrien eine Revolution sein“, betonte Evert Dudok, Head of Communications, Intelligence & Security bei Airbus Defence and Space.

Ein dritter Kommunikationsknoten soll ab ca. 2024 über der Region Asien-Pazifik positioniert werden. EDRS-D wird mit drei Laserkommunikationsterminals ausgestattet sein, durch die sich Kommunikationskapazität und Abdeckungsbereich des Systems nochmals deutlich erhöhen werden. Ab 2021 werden die Pléiades-Neo-Erdbeobachtungssatelliten den ‚SpaceDataHighway‘ ebenfalls nutzen. Ab 2019 wird das System zudem einen rein europäischen Breitband-Kommunikationsdienst für das Columbus-Modul der Internationalen Raumstation ISS bereitstellen.

Der ‚SpaceDataHighway‘ ist eine Public-Private-Partnerschaft (PPP) der Europäischen Weltraumorganisation ESA mit Airbus, wobei die Laserterminals von Tesat-Spacecom und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurden. Airbus ist Eigentümer und Betreiber des ‚SpaceDataHighway‘ und bietet kommerzielle Dienste für dieses Satellitensystem an. Die von der OHB System AG gelieferte Satellitenplattform EDRS-C wird auch eine Nutzlast für Avanti Communications an Bord haben.

-airbus- Photo-Illustration: James Vaughan

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RUBI:
Eine
„Dampfmaschine“
für die ISS

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Eine „Dampfmaschine“ der besonderen Art wird mit dem nächsten Versorgungsflug (CRS-18) von Cape Canaveral, Florida, zur Internationalen Raumstation ISS gebracht. Das Fluid-Science-Experiment RUBI (Reference mUltiscale Boiling Investigation), von Airbus für die europäische Weltraumorganisation ESA entwickelt und gebaut, beschäftigt sich mit den Grundlagen des Siedens von Flüssigkeiten. ESA-Astronaut Luca Parmitano soll RUBI im Rahmen seiner fünfmonatigen „Beyond“-Mission – von Juli bis Dezember 2019 – im Columbus-Modul der ISS installieren. Betrieb und Kontrolle des Fluid-Experiments erfolgen dann vom belgischen Wissenschafts- und Kontrollzentrum B-USOC in Brüssel aus.

RUBI wird die Phänomene des Phasenübergangs und Wärmetransports beim Verdampfen von Flüssigkeiten in mikroskopischen und makroskopischen Dimensionen untersuchen. Kernelement von RUBI ist eine mit Flüssigkeit gefüllte Zelle, die thermoelektrisch beheizt und gekühlt werden kann. Auf einem metalbeschichteten Glasheizer wird dann mit Hilfe eines Lasers der Siedevorgang ausgelöst. Hochauflösende Kameras beobachten das Entstehen und Wachsen der Dampfblasen sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Spektralbereich mit bis zu 500 Bildern pro Sekunde. So entsteht ein dreidimensionales Abbild der Blasengeometrie und der Temperaturverteilung am Heizer, das den Wissenschaftlern die genaue Bestimmung der Verdampfungsbedingungen und Wärmestromdichten ermöglicht.

Der Siedeprozess kann mit Hilfe einer Hochspannungselektrode – bis zu 15.000 Volt – und eines einstellbaren Konvektionsstromes gezielt beeinflusst werden. Auf der Erde – unter Einfluss der Schwerkraft – entstehen nur kleine Blasen, die sich schnell von der Heizfläche ablösen und andere physikalische Effekte stark maskieren. Die Wissenschaftler wollen ihre numerischen Modelle des Siedeprozesses mit Versuchsreihen unter Schwerelosigkeitsbedingungen und entsprechenden Referenztests auf der Erde optimieren. Das könnte dazu beitragen, künftig effizientere und umweltschonendere Hausgeräte (Herde, Heizungen) und Wärmetauscher für industrielle Fertigungsprozesse zu bauen.

Eine besondere Herausforderung für das von Airbus angeführte Industrieteam war es unter anderem, RUBI in einem weltraum-kompatiblen Maß eines „Schuhkartons“ (40 x 28 x 27cm) bei nur 34 Kilogramm Gewicht unterzubringen. Zum Vergleich: Ein irdischer Laboraufbau hätte etwa die Größe eines Kleiderschrankes (2 x 1 x 1m) und würde rund 300 Kilogramm wiegen.

-ab- Bild: airbus

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Photo-
bioreaktor:
Sauerstoff und
Nahrung für Astronauten
Airbus bringt neues Technologie-Experiment zur Internationalen Raumstation

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Mit dem Photobioreaktor (PBR) bringt Airbus eine weitere Experimentieranlage auf die Internationale Raumstation ISS. Dieser im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) von der Universität Stuttgart entwickelte und von Airbus gebaute PBR, soll einen Teil des vom Lebenserhaltungssystem „LSR“ an Bord der ISS gesammelten Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff und Biomasse umwandeln. So könnten bei zukünftigen Langzeitmissionen im Weltall wertvolle Ressourcen eingespart werden.

Der PBR soll vom italienischen ESA-Astronauten Luca Parmitano während seiner „Beyond“-Mission installiert werden. Künftige astronautische Forschungsmissionen sollen Menschen zu Mond und Mars bringen. Ein entscheidender Faktor dafür ist, die Mitnahmen von Ressourcen auf ein Minimum zu beschränken. Da Nachschubversorgungen von der Erde schwierig und teuer sind, müssen die relevanten Stoffkreisläufe für Wasser, Sauerstoff und Nahrung größtmöglich geschlossen werden.

Schmutzwasser wird bereits heute schon auf der ISS zu großen Teilen zu Frischwasser wiederaufbereitet. Seit Oktober 2018 ist außerdem das Life Support Rack (LSR) der Europäischen Weltraumorganisation ESA auf der ISS installiert. Das von Airbus gebaute Rack, früher auch bekannt unter dem Namen ACLS (Advanced Closed Loop System) sammelt von den Astronauten ausgeatmetes Kohlenstoffdioxid (CO 2) und wandelt dieses über einen Sabatier-Prozess mittels Elektrolyse wieder in Sauerstoff um.

Das ISS-Experiment „PBR@LSR“ stellt eine Technologie-Demonstration dar, um CO 2 in Sauerstoff und Biomasse umzuwandeln. Der PBR wird dazu an das physikochemisches System LSR angeschlossen (Hybrid-Ansatz) und bis zu 180 Tage betrieben. Dabei werden die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Anlage ebenso wie die der Algenkultur aufgezeichnet und bewertet.

Als Photosynthese-Lieferant wurde die Mikroalge Chlorella vulgaris ausgewählt, die bereits heute vielseitig als Lebensmittel(-Ergänzung) genutzt wird. Sie ist sehr proteinhaltig. Etwa 30 Prozent der Astronautennahrung könnte künftig durch diese Algen-Biomasse ersetzt werden. Die CO 2 – Versorgung soll überwiegend aus dem LSR erfolgen. Sollte einmal kein CO 2 verfügbar sein, können die Mikroalgen auch aus einer mitgeführten CO 2 – Flasche versorgt werden. Alle 14 Tage werden die Algen mit einer Nährlösung gefüttert und gleichzeitig verdünnt, um so dem Algennachwuchs Platz zum Wachsen zu verschaffen.

Nach Experiment-Ende erfolgt die Auswertung der Leistungsfähigkeit und Lebenszyklen der Kultur. Mehrere Proben werden dafür zur gentechnischen Analyse auf die Erde zurückgeholt. Der Hybrid-Ansatz wie bei „PBR@LSR“ hilft nicht nur bei Langzeitmissionen im All. Auf diese Weise können generell Ressourcen eingespart und damit auch nachhaltiges Wirtschaften auf der Erde gesteigert werden.

Der nächste technologisch wichtige Entwicklungsschritt wäre die Verarbeitung der geernteten Biomasse zu Nahrung. Bereits heute findet sich Chlorella vulgaris als Proteinquelle in zahlreichen Lebensmitteln. Im Gegensatz zur Verarbeitung am Boden müssen für die Raumfahrt noch geeignete und hocheffiziente Methoden entwickelt werden, die wenig Platz und Energie brauchen und dabei noch leicht sind.

-ab- Bild: airbus

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Satellitenbau
in neuen
Dimensionen:
Airbus Friedrichshafen verdreifacht Integrationsflächen
Europas modernstes Satelliten- und Raumfahrt-Technikzentrum in Betrieb

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Region Bodensee – Der Airbus-Standort Friedrichshafen nimmt Europas modernstes Satelliten-Integrations- und Raumfahrt-Technikzentrum, das sogenannte Integrated Technology Centre (ITC), offiziell in Betrieb und verdreifacht damit seine Reinraumflächen zum Bau von Satelliten, Sonden, Raumfahrt-Instrumenten und -experimentieranlagen auf 4.200 Quadratmeter. Das hochkomplexe Zentrum ist für rund 45 Millionen Euro in nur zwei Jahren Bauzeit errichtet worden.

„Die große Investition von Airbus in dieses Gebäude ist zugleich eine Investition in die Zukunft: Für den Airbus-Standort am Bodensee und für den Raumfahrtstandort Baden-Württemberg. In der Raumfahrttechnik haben wir jetzt schon deutschlandweit die Nase vorn – bei der Forschung und Wissenschaft, der Entwicklung und Technik und bei der Begeisterung für die Luft- und Raumfahrt“, so Baden-Württembergs Ministerpräsident Winfried Kretschmann.

„Mit diesem Technologie-Zentrum wagt Airbus den Sprung in ein neues Zeitalter noch besserer Satelliten, auch für wissenschaftliche Zwecke. Satelliten können etwa Veränderungen des Meeresspiegels und selbst kleine Quellen von Treibhausgas-Emissionen präzise erfassen. Dank solcher Satelliten wächst die Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse, um dem Klimawandel zu begegnen. Die Raumfahrt hat in den vergangenen Jahren eine enorm positive Entwicklung genommen. Neben Wissenschaftsmissionen zur Erkundung unseres Sonnensystems und fundamentaler physikalischer Gesetze, tragen wir als Raumfahrtunternehmen einem schnell steigenden Bedarf an höchst leistungsfähigen und top zuverlässigen Erdbeobachtungs-, Wetter- und Navigationssatelliten Rechnung. Dank des neuen Satelliten-Hub ist die Produktion am Airbus-Standort Friedrichshafen sowohl bei Qualität wie auch bei der Quantität gegenüber unseren Wettbewerbern bestens aufgestellt“, betonte Nicolas Chamussy, Leiter von Space Systems bei Airbus.

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Herzstück des ITC: Der große „Cleanroom“

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Das ITC-Gebäude mit Abmessungen von rund 70 x 60 Metern und einer Deckenhöhe von bis zu 18,50 Metern wurde als Erweiterung der heutigen Satellitenintegrations-Halle verwirklicht. Der neue „Doppel“-Komplex ermöglicht deshalb eine effizientere und ökonomischere Abwicklung von Projekten und bietet durch modernste Technik und neuer „Dimensionen“ auch neue Möglichkeiten bei der Akquise von künftigen Raumfahrtprojekten – wie zum Beispiel bei großen Weltraumteleskopen.

Herzstück des ITC ist der große „Cleanroom“. Unter Reinraumbedingungen verschiedener „Sauberkeitsklassen“ – von ISO 8 bis ISO 5 – findet die Schlussintegration der Satelliten auf einer Grundfläche von rund ISO 5. Aufwändige Klima-Kubikmetern wälzen ein Luftvolumen von 900.000 Kubikmetern bis zu 60 mal pro Stunde um und sorgen so nicht nur für die geforderte Reinheit, sondern auch für konstant erhöhten Luftdruck und regeln Feuchtigkeit sowie Temperatur.

Vier so genannte seismische Blöcke, jeder 150 Tonnen schwer, „entkoppeln“ spezielle Integrationstische vom Gebäude und sorgen für eine absolut erschütterungsfreie Umgebung für die Montage optischer Instrumente. Eine computergesteuerte Ventilator- und Filtermatrix an der Südseite des Reinraums, erzeugt Luftströmungsprofile, die adaptiv auf die Belegung des Raumes eingestellt werden können. Dieses Konzept ermöglicht erstmalig in Europa die Realisierung unterschiedlicher Reinraumklassen in einer einzigen Halle – ohne störende Zwischenwände oder Vorhänge.

Von den direkt angrenzenden Check-Out-Räumen können Mitarbeiter eine Vielzahl von elektrischen Funktionsüberprüfungen steuern, ohne selbst den Reinraumbereich betreten zu müssen. Alle Rechneranlagen sind in eigenen, klimatisierten und geräuschgedämmten Racks untergebracht. In den beiden Seitenflügeln des ITC sind weitere 1.100 Quadratmeter Integrations- und Laborflächen für die Komponentenfertigung und Technikflächen eingerichtet. Im Westflügel des Gebäudes befinden sich im ersten Stock eine Konferenzzone und ein multifunktionaler Show- und Informationsraum. Große Panoramafenster ermöglichen einen Blick auf die Fertigung der Flughardware. Gegenwärtig sind die ersten Projekte mit vier Sentinel-Satelliten für das europäische Umwelt- und Sicherheitsprogramms „Copernicus“, dem europäisch-japanischen Erdbeobachtungssatelliten EarthCARE sowie zwei jeweils 12,30 Meter langen planaren Radarantennen in das neue Zentrum eingezogen. Noch im ersten Halbjahr soll mit den Integrationsarbeiten für JUICE, einer Mission zu den Eismonden des Jupiters (Start 2022), begonnen werden.

-ab- Bilder airbus

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Autonome
menschliche Präsenz
auf dem Mond?

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Die Europäische Weltraumorganisation ESA und ArianeGroup haben einen Einjahresvertrag unterzeichnet, um einen Flug zum Mond zu prüfen und vorzubereiten. Im Mittelpunkt der ESA-Mission steht die Nutzung des Minerals Regolith. Da aus Regolith Wasser und Sauerstoff gewonnen werden können, wäre eine autonome menschliche Präsenz auf dem Mond denkbar. Zudem könnte so der notwendige Treibstoff für Forschungsmissionen in noch größerer Entfernung erzeugt werden.

Für die Durchführung dieser Studie haben sich die ArianeGroup und ihre Tochtergesellschaft Arianespace mit dem deutschen Start-up PTScientists, das den Lander liefern soll und dem belgischen Unternehmen Space Applications Services zusammengeschlossen, das die Bodenkontrollstation, die Kommunikation und die zugehörigen Dienste übernehmen wird. Das zu einhundert Prozent europäische Konsortium kann die Serviceleistungen für die gesamte Mission gewährleisten, vom Start bis zum Transport der für die ESA-Mission erforderlichen Nutzlasten zum Mond, der Landung auf der Mondoberfläche und der Kommunikation.

„Dieser erste Auftrag stellt für die ArianeGroup eine wichtige Etappe dar. Schließlich arbeiten wir seit Jahren an Technologieangeboten für Raumfahrtlogistikdienste“, erklärte André Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup. „Bei dieser Gelegenheit möchten wir auch darauf hinweisen, dass die Ariane 64 Nutzlasten von bis zu 8,5 Tonnen befördern kann und damit bestens für Mondmissionen institutioneller Kunden geeignet ist. In diesem Jubiläumsjahr – vor fünfzig Jahren landete der erste Mensch auf dem Mond – wird die ArianeGroup alle aktuellen und künftigen europäischen Projekte begleiten und damit ihrem Auftrag treu bleiben, den unabhängigen Zugang Europas zum Weltraum zu sichern“, ergänzte er.

„Die Nutzung der Ressourcen des Weltraums könnte bei der nachhaltigen Erforschung des Mondes eine zentrale Rolle spielen. Diese Studie ist Teil des umfassenden Plans der ESA, sicherzustellen, dass Europa im nächsten Jahrzehnt ein wesentlicher Partner der weltweiten Forschungstätigkeit ist. Diesen Plan werden wir unseren Ministern später im Jahr auf der Ministerratskonferenz Space19+ zur Entscheidung vorlegen“, betonte Dr. David Parker, Director Human and Robotic Exploration bei der ESA.

Als europäischer Akteur des neuen Wettlaufs um die Erschließung des Mondes gehört die ArianeGroup zu den Sponsoren der Ausstellung „Der Mond“, die vom 3. April bis zum 22. Juli 2019 im Grand Palais in Paris präsentiert wird. Die Austellung zeigt im Rahmen einer Zeitreise die ganz besondere Sichtweise von Künstlern und Wissenschaftlern auf dieses uns so nahe und doch so ferne Gestirn.

-ag- Bild: am

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Auf zum Mond:
Airbus gewinnt ESA-Studien
für zukünftige bemannte Basis im Mondorbit
Gateway als Zwischenstation und Knotenpunkt für bemannte Missionen zum Mond oder zum Mars

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Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat Airbus mit zwei Studien für eine mögliche europäische Beteiligung an der zukünftigen bemannten Basis im Mondorbit beauftragt. Das Gateway früher als Deep Space Gateway (DSG) oder Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) bezeichnet, ist ein Projekt der amerikanischen, russischen, kanadischen, japanischen und europäischen Raumfahrtagenturen (NASA, Roscosmos, CSA, JAXA und ESA).

In einer ersten Studie entwickelt Airbus ein Konzept für ein Wohn- und Forschungsmodul (Habitat, ca. 6.5 x 4.5 Meter, Gewicht ca. 9 Tonnen). In der zweiten entwirft das Unternehmen ein Konzept für ein Infrastrukturelement zum Auftanken, Docken und zur Telekommunikation, das auch als Schleuse für wissenschaftliche Geräte (Esprit genannt, Größe ca. 3 x 3 Meter, Gewicht ca. 4 Tonnen) fungieren soll. Beide Studien werden im Zuge weitgehender europäischer Partnerschaften erarbeitet.

Unter der Leitung der NASA für das Gesamtdesign werden weitere Elemente – wie ein zweites Habitat, eine Luftschleuse für wissenschaftliche Nutzlasten und ein Logistikmodul – durch internationale und kommerzielle Partner definiert. Die NASA plant das erste Modul – das zentrale Power Propulsion Element (PPE) – bereits Anfang der 2020er Jahre in eine Mondumlaufbahn zu starten.

„Die Erfahrungen und das Know-how der ESA und Airbus bei den Leuchtturmprojekten des Weltraumlabors Columbus, des Raumtransporters ATV und dem Europäischen Servicemodul für Orion bilden die Grundlage für die Studien“, sagte Oliver Juckenhöfel, Leiter von On-Orbit Services and Exploration bei Airbus. „Bei den nun zu entwickelnden lunaren Plattformen gehen robotische und astronautische Weltraumerforschung Hand in Hand. Europa verfügt in beiden Bereichen über eine fantastische Erfolgsbilanz, die durch diese beiden Studien eine starke europäische Rolle in der zukünftigen Erkundung des Weltraums sichern kann“, betonte Juckenhöfel.

David Parker, Direktor Human and Robotic Exploration bei der ESA, sagte: „Mit diesen Studien und weiteren Vorbereitungen möchte die ESA auch künftig im Zentrum der bemannten Weltraumerkundung stehen. Das Gateway wird der am weitesten entfernte Forschungs-Außenposten der Menschheit sein und wir hoffen, dass Europa von den vor uns liegenden Innovationen, Entdeckungen und spannenden Erfahrungen profitieren wird.“

Das Gateway soll anders als die Internationale Raumstation (ISS) nicht durchgängig bemannt sein. Es ist geplant, dass die Mond-Plattform als Zwischenstation für bemannte Missionen zum Mond oder zum Mars dienen soll und auf ihr eine Reihe von dafür erforderlichen Technologien sowie Verfahren erprobt werden sollen.

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-ab- Bild: nasa

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„CIMON“ im Small Talk mit Alexander Gerst an Bord der ISS schreibt Raumfahrt-Geschichte

Crew-Assistent
hat seine Feuertaufe im All bestanden

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Der von Airbus im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte und gebaute Astronauten-Assistent ‚CIMON‘ (Crew Interactive Mobile Companion) hat seine Feuertaufe im All bestanden. Er und der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst arbeiteten rund 90 Minuten im Columbus-Modul der Internationalen Raumstation ISS miteinander.

Alexander Gerst lebt und arbeitet seit dem 8. Juni 2018 auf der Internationalen Raumstation ISS. Teil seiner aktuellen, sechsmonatigen Horizons-Mission ist auch eine Versuchsreihe mit ‚CIMON‘. Die medizinballgroße, fünf Kilogramm schwere, 3D-gedruckte Kunststoffkugel, ist der erste mit KI ausgestattete Astronauten-Assistent im Weltraum, ein Technologie-Experiment für die Mensch-Maschine-Interaktion im All.

Am 15. November 2018 um 11:40 Uhr MEZ hielt das deutsch-schweizerische ‚CIMON‘-Missionsteam im Bodenkontrollzentrum BIOTESC an der Hochschule Luzern den Atem an. Nach zweieinhalb Jahren intensivster Vorbereitungen und unzähliger Trainingsstunden konnte man eine Stecknadel zu Boden fallen hören – höchste Konzentration und freudige Anspannung lagen in der Luft: Nach dem Software-Upload zur ISS und einem Software-Update von ‚CIMON‘ selbst, einem Audio-Check und einem Test der Navigations-Kamera, nahm Alexander Gerst seinen neuen künstlichen Mitbewohner auf der Raumstation nicht nur in Augenschein, sondern endlich auch „in Betrieb“.

90 Minuten lang dauerte die Weltpremiere, das erste „Rendezvous“ zwischen dem deutschen ESA-Astronauten und dem sich autonom fortbewegenden robotischen Crew-Assistenten. Es folgte die autonome Navigation mit mehreren Drehungen und Bewegungen in alle Richtungen und „CIMON“ war in der Lage, das Gesicht von Alexander Gerst zu suchen und Augenkontakt aufzunehmen. Als Demonstration seiner Assistenzfähigkeiten zeigte ‚CIMON‘ auf seinem Display in der Mitte der Kugel, die Anleitung für ein Schüler-Experiment zur Kristallisation, ein Video mit dem Rubik-Zauberwürfel und spielte einen Musiktitel ab. Er testete seine Ultraschallsensoren, die bei ihm eine ähnliche Funktion wie die Einparkhilfe beim Auto haben und nahm mit seinen integrierten Kameras ein Video und ein Foto von Alexander Gerst auf. Zum Abschluss brachte Alexander Gerst seinen Crew-Assistenten wieder an seinen Platz im Columbus-Modul zurück.

„Mit ‚CIMON‘ haben wir eine Airbus-Vision in die Realität umgesetzt. Es ist ein sehr großer Schritt für die bemannte Raumfahrt, den wir hier gemeinsam gehen konnten. Durch ‚CIMON‘ haben wir den Grundstein für soziale Assistenzsysteme gelegt, die unter extremen Bedingungen zum Einsatz kommen sollen“, erläuterte Till Eisenberg, ‚CIMON‘-Projektleiter bei Airbus.

„Es ist ein unglaubliches Gefühl und eine wahnsinnige Freude, zu erleben dass ‚CIMON‘ wirklich sieht, hört, versteht und spricht. Dieser erste echte Einsatz im All bedeutet für uns ein Stück Raumfahrtgeschichte und stellt den Beginn für einen hoffentlich langen Einsatz auf der ISS“, resümierte Dr. Christian Karrasch, ‚CIMON‘-Projektleiter in der deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Die Interaktion mit einer Künstlichen Intelligenz fasziniert mich. Das System ‚CIMON‘ ist in dieser Form weltweit einzigartig und speziell für den Einsatz auf der Internationalen Raumstation konzipiert. Wir betreten hier Neuland und erweitern den technologischen Horizont in Deutschland“, ergänzte er.

Zur Datenübertragung nutzt ‚CIMON‘ das WLAN auf der Internationalen Raumstation und stellt über Satellitenverbindung per Bodenstationen eine Internetverbindung zur IBM Cloud her. Was dann in CIMONs Gehirn abläuft, erklärte Matthias Biniok, IBM-Projektleiter: „Wird ‚CIMON‘ eine Frage gestellt oder mit ihm gesprochen, wandelt die Watson KI dieses Audiosignal zunächst in Text um, der von der KI verstanden bzw. interpretiert wird. Dabei kann IBM Watson die Inhalte nicht nur in ihrem Kontext verstehen, sondern ebenso die damit verbundene Intention. Das Resultat ist eine passgenaue Antwort, die wiederum in Sprache umgewandelt und wieder an die ISS zurückgeschickt wird. So ist ein natürlicher, dynamischer Sprach-Dialog möglich.“

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Bernd Rattenbacher, Teamleiter beim Bodenkontrollzentrum an der Hochschule Luzern betonte: „Die Datenverbindung zur Erde läuft via Satellit zur NASA/ESA und zum Columbus Kontrollzentrum beim DLR in Oberpfaffenhofen. Von dort aus geht das Signal zu uns, der ‚CIMON‘-Bodenstation ‚BIOTESC‘ in Luzern, dem User Support und Operations Center, das per Internet mit der IBM-Cloud in Frankfurt verbunden ist. Die reine Signallaufzeit über die Satelliten beträgt 0,4 Sekunden in eine Richtung. Zur Datensicherheit sind viele Firewalls und VPN Tunnel aktiv.“

‚CIMON‘ hat auch einen wissenschaftlichen Hintergrund: Berater sind Dr. Judith-Irina Buchheim und Prof. Alexander Choukèr von der Klinik für Anästhesiologie am Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Judith Buchheim: „‚CIMON‘ könnte als KI-Partner und Begleiter Astronauten bei ihrem hohen Pensum an Experimenten, Instandhaltungs- und Reparaturarbeiten unterstützen und dadurch deren Stressexposition reduzieren.“

-ab- Bilder: airbus

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Airbus
baut Fernseh-Satelliten
zur Erneuerung der Eutelsat „HOTBIRD-Flotte“

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Airbus soll im Auftrag von Eutelsat, einem der weltweit führenden Satellitenbetreiber, zwei HOTBIRD-Telekommunikationssatelliten der neuen Generation bauen. Diese sollen die aktuellen Satelliten ersetzen und die Kapazität der „Premium-TV-Position 13° Ost“ von Eutelsat ausbauen. Die beiden Satelliten werden – durch den „Superbeam“ – zu einer Verbesserung der Leistungen in Europa und im Nahen Osten führen. Die Satelliten werden über die 102 Ku-Band-Transponder/Frequenzen volle Service-Kontinuität, sichere Implementierung und Kapazitätsredundanz an der HOTBIRD-Position sicherstellen.

Die HOTBIRD-Flotte bildet eine der größten Rundfunksysteme in Europa und versorgt mehr als 135 Millionen TV-Haushalte in Europa, Nordafrika und dem Nahen Osten mit 1000 TV-Kanälen. Die neuen Satelliten werden auf der Plattform Eurostar Neo basieren, dem neuen Standarddesign für geostationäre Telekommunikationssatelliten von Airbus – eine maßgebliche Weiterentwicklung der hochzuverlässigen und erfolgreichen Eurostar-Serie mit einer ganzen Reihe bedeutender Innovationen. Eurostar Neo verbindet eine höhere Nutzlastkapazität sowie effizientere Energie- und Thermalregelungssysteme mit einer verkürzten Produktionszeit und optimierten Kosten.

Die Satelliten verfügen bei einer Startmasse von nur 4500 Kilogramm über eine elektrische Leistung von 22 Kilowatt und basieren auf der Satellitenplattform Eurostar Neo mit elektrischer Orbiterhöhung (Electric Orbit Raising – EOR). Start des ersten und zweiten vollelektrisch angetriebenen Hochleistungssatelliten Eurostar Neo – der neunte und zehnte vollelektrisch angetriebene Eurostar-Hochleistungssatellit – ist für 2021 geplant. Zudem werden sie mehrere Elektrotriebwerke für eine schnellere Orbiterhöhung und schnellere Manöver im Zielorbit nutzen.

Nicolas Chamussy, Leiter von Space Systems bei Airbus, erläuterte bei der Vertrasgunterzeichnung: „Durch das anhaltende Vertrauen in unsere Produkte wird Eutelsat nun Erstkunde von Eurostar Neo, unserem neuen Flaggschiff-Telekommunikationssatelliten. Eutelsat war unser zentraler Partner für die meisten unserer Neuheiten, darunter Eurostar E2000+ und Eurostar E3000 sowie die elektrische Orbiterhöhung.

Rodolphe Belmer, CEO von Eutelsat, betonte: „Wir freuen uns sehr, diesen Vertrag mit unserem langjährigen Partner Airbus zu unterzeichnen. Dies ist ein weiterer Meilenstein für unsere Ziele, unseren Kunden Premium-Satellitentechnologie auf dem höchsten Leistungsstandard zur Verfügung zu stellen sowie Zuverlässigkeit und Servicesicherheit auf der Orbitalposition 13°, unserer seit mehr als 20 Jahren führenden TV-Position für Europa, den Nahen Osten und Nordafrika, auszubauen.“

Nicolas Chamussy ergänzte: „Eurostar Neo vereint Innovation und bewährte Technologien und bringt eine Produktlinie hervor, die gewohnte Zuverlässigkeit in Kombination mit der besten am Markt verfügbaren Leistung bietet. Eurostar Neo wird in der ‚digitalen Fabrik 4.0‘ produziert, eine völlig neue Art der Fertigung, die eine durchgängige Datenkontinuität bis zu den endgültigen In-Orbit-Testergebnissen garantiert.“

Die Entwicklung der Plattform Eurostar Neo von Airbus wurde durch die Europäische Weltraumorganisation ESA und Weltraumagenturen in ganz Europa im Rahmen der ARTES-14-Programmlinie unter der Leitung der ESA und der französischen Raumfahrtbehörde CNES unterstützt. Maßgebliche Unterstützung leistete ferner die britische Raumfahrtbehörde (UK Space Agency).

-ab- Bild: airbus

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Neue Ära der bemannten Raumfahrt wird eingeläutet

Airbus liefert erstes
Europäisches Servicemodul
für das NASA-Raumschiff Orion

Europa stellt Antrieb und Lebenserhaltungssysteme für bemannte Missionen über den Mond hinaus bereit
Airbus führt im Auftrag der ESA europäisches Projektteam

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Airbus wurde am 5. November 2018 das erste Europäische Servicemodul (ESM) für das NASA-Raumschiff Orion von seinem deutschen Raumfahrtstandort Bremen ausgeliefert. Das ESM wurde mit einer Antonov-Frachtmaschine zur NASA ins Kennedy Space Center, Florida/USA, geflogen. Damit wurde nach vier Jahren Entwicklungs- und Bauzeit ein wichtiger Meilenstein des Projektes erreicht. Die ESA hat Airbus als Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und Fertigung des ersten ESM im November 2014 ausgewählt.

Das ESM ist ein Schlüsselelement von Orion, dem Raumfahrzeug der nächsten Generation, das erstmals seit dem Ende des Apollo-Programms in den 70er-Jahren des letzten Jahrhunderts Astronauten über die erdnahe Umlaufbahn hinaus befördern wird. Das Modul ist für Antrieb, Energie und Thermalkontrolle zuständig und wird künftig Astronauten auf ihren Missionen mit Wasser und Sauerstoff versorgen.

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„Die Auslieferung des ersten Europäischen Servicemoduls für das NASA-Raumfahrzeug Orion ist ein herausragender Moment und die bahnbrechende NASA-Mission in die Tiefen des Alls nimmt nachhaltig Fahrt auf. In Kürze treffen das Crew-Modul und das Service-Modul zum ersten Mal im Kennedy Space Center in Florida aufeinander und die Integration sowie die Testkampagne können dann starten“, erläuterte Oliver Juckenhöfel, Leiter von On-Orbit Services and Exploration bei Airbus. „Mit unseren Auftraggebern ESA und NASA sowie unserem Industriepartner Lockheed Martin Space haben wir im Rahmen des Orion-Projekts eine außergewöhnliche, effiziente und sehr direkte Kooperation aufbauen können. Wir werden das Vertrauen in unser Know-how und unsere Kompetenz, das ESA und NASA bereits für die Entwicklung und den Bau des ersten Europäischen Servicemoduls in uns gesetzt haben, mit hoher Motivation weiter stärken: Die Integration des zweiten Servicemoduls in unseren Reinräumen hat bereits begonnen“, betonte Juckenhöfel.

Der Start des Orion-Raumfahrzeugs mit der neuen „Space Launch System“-Rakete der NASA ist die Exploration Mission-1, welche für 2020 vorgesehen ist. Diese Mission wird unbemannt sein und das Raumfahrzeug auf eine Entfernung von mehr als 64.000 Kilometern über den Mond hinaus bringen, um die Leistungsfähigkeit des Raumfahrzeugs zu demonstrieren. Die erste Mission mit Astronauten an Bord – Exploration Mission-2 – ist für das Jahr 2022 geplant. Das Design des Orion-Raumfahrzeugs ermöglicht es, Astronauten weiter als je zuvor in den Weltraum zu befördern.

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Das Raumfahrzeug transportiert vier Astronauten in den Weltraum, gewährleistet die Lebenserhaltung der Besatzung während des Flugs und die sichere Rückkehr in die Erdatmosphäre, auch bei extrem hohen Wiedereintrittsgeschwindigkeiten aus dem tiefen Weltall. Mit den geplanten Missionen über den Mond hinaus, baut die NASA die Fähigkeiten auf, Menschen zum Mars zu bringen – und läutet damit eine neue Ära der Weltraumforschung ein.

In das ESM sind mehr als 20.000 Bauteile und Komponenten eingebaut, von elektrischer Ausrüstung bis zu Triebwerken, Solarpaneelen, Tanks für Treibstoff und Lebenserhaltungssystemen sowie mehrere Kilometer Kabel und Rohrleitungen. Das ESM ist ein Zylinder mit einer Höhe und einem Durchmesser von je etwa vier Metern. Es verfügt, wie schon das ebenfalls von Airbus gebaute „Automated Transfer Vehicle“ (ATV 2008-2015), über einen markanten, vierflügeligen Solargenerator (mit 19 Metern Spannweite nach Entfaltung), der genug Energie liefert, um zwei Haushalte mit Strom zu versorgen. Die 8,6 Tonnen Treibstoff des Servicemoduls versorgen ein Haupttriebwerk und 32 kleinere Antriebe.

Das ESM hat ein Gesamtgewicht beim Start von etwas mehr als 13 Tonnen. Zusätzlich zu seiner Funktion als Hauptantrieb des Orion-Raumfahrzeugs wird das ESM für Orbitmanöver und Lageregelung zuständig sein. Zudem stellt es die wichtigsten Elemente des Lebenserhaltungssystems wie Wasser und Sauerstoff für die Crew bereit und übernimmt die Thermalkontrolle, während es am Crewmodul angedockt ist. Das drucklose Servicemodul bietet zudem zusätzliche Nutzlastkapazitäten.

In die Entwicklung und den Bau des ESM bringt Airbus seine großen Erfahrungen als Hauptauftragnehmer für das unbemannte Versorgungsfahrzeug ATV der ESA ein, das die Besatzungen der Internationalen Raumstation ISS regelmäßig mit Versuchsausrüstungen, Ersatzteilen, Nahrungsmitteln, Luft und Wasser sowie Treibstoff versorgte.

-ab- Bilder: nasa & airbus

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Ariane 5
erfolgreich
von Kourou
gestartet:
BepiColombo ist nun auf seinem langen „Bremsweg“ zum Merkur

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Kourou – Die europäisch-japanische Merkur-Mission BepiColombo ist am Samstag, 20. Oktober, 03:45 Uhr (MESZ) erfolgreich vom Weltraumbahnhof Kourou (Französisch-Guayana) von einer Ariane-5-Trägerrakete auf ihre lange Reise durchs innere Sonnensystem gebracht worden. In sieben Jahren und nach rund 8,5 Milliarden Reisekilometern soll der von Airbus für die europäische Weltraumorganisation ESA und die japanische Weltraumagentur JAXA gebaute Satellitenverband den innersten Planeten erreichen.

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BepiColombo auf seiner Merkur-Mission

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Ab 2025 werden damit erstmals zwei Raumsonden gleichzeitig den Merkur und seine Umgebung erforschen. Unter anderem sollen Kameras die Oberfläche genauer als bisher kartographieren. Daten der insgesamt 16 wissenschaftlichen Instrumente sollen Aufschlüsse über die geologische und chemische Zusammensetzung, den Aufbau des Planeten und über die Eigenschaften des Magnetfeldes und seine Interaktion mit dem Sonnenwind geben.

„Diese sehr komplexe Mission ist das Ergebnis einer wirklich inspirierenden internationalen Zusammenarbeit von 83 Unternehmen aus 16 europäischen Ländern und Japan“, betonte Nicolas Chamussy, Leiter von Space Systems. „Dieses internationale Vorhaben, das Airbus-Teams aus fünf Ländern einschließt, ist das Ergebnis des Wunsches, mehr über diesen wenig bekannten Planeten und die Ursprünge unseres Sonnensystems zu erfahren. Alle großen Missionen sind mit Herausforderungen verbunden: Airbus musste eine ausgeklügelten Thermalschutzlösung und sogar „spezielle“ Solar-Arrays entwickeln, die um 75 Grad von der Sonne weg geneigt werden können, um die Temperatur zu begrenzen. Jetzt besteht die Herausforderung erst einmal darin, die Reise sicher abzuschließen, um dann die Wissenschaft liefern zu können, auf die wir alle warten“, ergänzte Chamussy.

Die Ariane 5 beschleunigt „Bepi“ über die sogenannte Fluchtgeschwindigkeit hinaus, die man benötigt, um der Anziehungskraft der Erde zu entkommen, so dass sich die Raumsonde auf einer erdähnlichen Umlaufbahn um die Sonne mit einer Reisegeschwindigkeit von rund 120.000 km/h wiederfindet. Auf seinem Weg zum Merkur muss BepiColombo dann seine Umlaufbahn durch Bremsmanöver anpassen, um sich dem Planeten langsam zu nähern. Deshalb steuert die Flugleitstelle, das europäische Raumfahrtkontrollzentrum ESOC in Darmstadt, einen ausgeklügelten Kurs durch das innere Sonnensystem und tritt bereits 60 Tage nach dem Start auf die Bremse, um die Geschwindigkeit zu reduzieren: Mit dem Einsatz eines elektrischen Antriebssystems und insgesamt neun so genannten Swingby-Manövern (1 x Erde im April 2020, 2 x Venus und 6 x Merkur) kann BepiColombo genug „Brems“-Energie aufbringen. Von den vier Xenon-betriebenen Ionentriebwerken werden auf der langen Reise maximal zwei gleichzeitig arbeiten; insgesamt an mehr als 700 Tagen, davon bis zu vier Monate ununterbrochen. Strom beziehen die Triebwerke von zwei Solargeneratoren, jedes 1,80 Meter breit und 14 Meter lang. Der Ionen-Antrieb sowie ein weiteres chemisches Antriebssystem und die Solargeneratoren befinden sich auf dem so genannten Mercury Transfer Module (MTM), dem Antriebsmodul für die interplanetare Reise zum Merkur.

Mit 8,5 Milliarden Wegstrecke – das entspricht der Entfernung Erde-Neptun und zurück – muss „Bepi“ die 38-fache Strecke der größten Distanz zwischen Erde und Merkur zurücklegen. Nach einer Reise von sieben Jahren und 18 Sonnenumrundungen wird das MTM 2025 abgeworfen. Dann versorgen sich die Orbiter selbst mit Solarenergie sowie einem eigenen Antriebssystem. Bepi wird in eine Umlaufbahn um den Merkur einschwenken – und die beiden Orbiter können ihren jeweils eigenen Orbit um den Merkur erreichen, um mit der eigentlichen wissenschaftlichen Erkundung des Merkurs zu beginnen.

Über BepiColombo
Auftraggeber des Projekts sind die Europäische Weltraumorganisation ESA und die japanische Raumfahrtagentur JAXA. Airbus leitet als industrieller Hauptauftragnehmer ein Konsortium von 83 Unternehmen aus 16 Ländern. ESA, JAXA und Airbus haben zusammen die wissenschaftlichen Ziele der Mission formuliert und dafür den Forschungssatelliten BepiColombo entwickelt. Die eindrucksvolle Raumsonde besteht aus vier Elementen, dem von der europäischen Weltraumorganisation ESA bereitgestellten Mercury Planetary Orbiter (MPO) und dem Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA, einem Sonnenschutzschild (MOSIF) für den MMO und dem Transfermodul (MTM).

BepiColombo ist 6,4 Meter hoch und wiegt vier Tonnen. Namensgeber für die Mission ist der italienische Mathematiker und Ingenieur Prof. Giuseppe „Bepi“ Colombo (1920 – 1984). Er war maßgeblich für den Erfolg der Merkurmission Mariner 10, die 1974/75 dreimal am Merkur vorbei flog.

-ab- Bild: airbus

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Ariane 6
im Zentrum
des 69. Internationalen Weltraumkongresses IAC

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Der IAC (International Astronautical Congress) findet vom 1. bis 5. Oktober 2018 im Kongresszentrum in Bremen statt. Der von der International Astronautical Federation (IAF) organisierte, jährlich stattfindende Kongress ist die wichtigste Veranstaltung in der Raumfahrtbranche. Um der Bedeutung der zukünftigen Ariane 6 für den weltweiten Raumfahrtmarkt und dem Interesse, das die Rakete dort weckt, Rechnung zu tragen, wurde zwei Wochen vor Beginn des IAC ein Modell im Maßstab 1:4 auf dem Veranstaltungsgelände ausgestellt.

Keynotes, Plenumsveranstaltungen, Technikgespräche, interaktive Präsentationen – viele Mitarbeiter der ArianeGroup sind in die Programmpunkte der 69. Auflage eingebunden. Im Laufe des einwöchigen Austauschs werden zahlreiche Themen erörtert. Zu den wichtigsten Veranstaltungen gehören zwei Diskussionsrunden, bei denen sich Sprecher der ArianeGroup zu Themen äußern werden, welche insbesondere die Herausforderungen betreffen, mit denen die Raumfahrtbranche konfrontiert ist: „The
role of industry in Lunar Exploration“, am Dienstag, den 2. Oktober von 9:40 Uhr bis 10:40 Uhr – sowie „What will shape the future of European launchers“, am Mittwoch, den 3. Oktober, zur gleichen Zeit.

Mit Bremen als Gastgeber bietet sich für die europäische Raumfahrt die einmalige Gelegenheit, alle in dieser Branche erzielten wichtigen Fortschritte zu präsentieren. Dies gilt insbesondere für die ArianeGroup, für die das Event an ihrem Exzellenz-Standort Bremen sozusagen ein Heimspiel ist. Das Unternehmen wird in der Veranstaltung stark vertreten sein und an zahlreichen Diskussionsrunden und Präsentationen der 69. Auflage teilnehmen. Bremen ist fest mit der Geschichte der Raumfahrt verbunden, da der Standort seit Beginn des Programms auf die Entwicklung der Ariane-Trägerraketen spezialisiert ist. Die ArianeGroup fertigt hier die Oberstufe der Ariane 5. Auch die Zukunft der Raumfahrt wird in Bremen stattfinden, wo die ArianeGroup die Oberstufe der Ariane 6 konzipiert und entwickelt. Die Vorbereitungen zur Integration der Oberstufe fanden übrigens seit dem 17. September statt. Der Erstflug soll 2020 erfolgen.

Das multidisziplinäre Event IAC vermittelt ein umfangreiches Bild der Branche und ermöglicht der gesamten Community, sich auszutauschen und die neuesten Trends und
Entwicklungen vorzustellen. Mit dem Motto „Involving Everyone“ möchte die Veranstaltung in diesem Jahr die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen den Akteuren der Raumfahrt und die Notwendigkeit einer Sensibilisierung der jungen Generation für die Herausforderungen in diesem Bereich hervorheben. Der IAC richtet sich an alle und bringt Wissenschaftler, Vertreter der Industrie sowie Raumfahrtbehörden, Astronauten, politische Entscheidungsträger und Journalisten zusammen, aber auch die breite Öffentlichkeit, deren Interesse an der Raumfahrt von Jahr zu Jahr zunimmt.

-ag-

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… the air
that I breathe
Von Airbus gebautes Lebenserhaltungssystem ACLS ist bereit zum Start von Tanegashima
Alexander Gerst wird den neuen Technologiedemonstrator der ESA auf der ISS installieren

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Airbus schickt in Kürze ein neues Lebenserhaltungssystem zur internationalen Raumstation ISS. Das auch als „Advanced Closed Loop System“ (ACLS) bekannte System wurde von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation ESA als Technologiedemonstrator zur Reinigung von Luft und zur Erzeugung von Sauerstoff für die ISS entwickelt. Das Rack mit dem Lebenserhaltungssystem ist gegenwärtig in der Druckkabine des japanischen HTV-7 untergebracht, einem unbemannten Raumtransporter zur Versorgung der ISS, der zur Zeit auf den Start am 11. September 2018 vom japanischen Raumfahrtzentrum Tanegashima vorbereitet wird. Am 2. November 2018 wird das System von ESA-Astronaut und ISS-Commander Alexander Gerst in das US-Labormodul Destiny eingebaut werden. Die Technologie des Systems ist ein wichtiger Schritt in Richtung geschlossener Lebenserhaltungssysteme, die für die bemannte Raumfahrt jenseits des niedrigen Erdorbits notwendig sind.

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Der Kohlenstoffdioxidgehalt in der Luft ist auf der ISS um etwa 0,4 Prozent höher als auf der Erde. Das ACLS soll dem aktuellen Lebenserhaltungssystem auf der ISS eine zusätzliche Kapazität zur Senkung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Kabine bereitstellen. Zur CO 2-Adsorption werden zwei Komponenten eingesetzt: Astrine (ein festes Aminharz) und ein Sabatier-Reaktor (Kohlenstoffdioxid wird mit Wasserstoff in Methan und Wasser umgewandelt). Die dritte Komponente des neuen ESA-Systems ist ein Elektrolyseur, mit dem Sauerstoff und Wasserstoff aus Wasser produziert werden. Durch den erzeugten Sauerstoff wird die Kabinenluft wieder aufgefüllt und der Wasserstoff dem Sabatier-Reaktor zugeführt.

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Ein kürzlich aufgestelltes ACLS-Operations-Team (OPS), das bei Airbus in Friedrichshafen angesiedelt ist,
wird das ACLS während der gesamten Mission betreiben. Das ACLS-OPS-Team ist Teil des ISS-Bodennetzwerks
und arbeitet direkt mit dem ESA-Kontrollzentrum für Columbus in Oberpfaffenhofen zusammen

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Nach dem Einbau beginnt für das ACLS-OPS-Team eine sechswöchige Inbetriebnahme-Phase zur Überprüfung des neuen Systems. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme wird die ISS bis Ende 2019 im Einsatz sein. Das ACLS sorgt währenddessen für die Absorption von Kohlenstoffdioxid und die Erzeugung von Sauerstoff für die Astronauten an Bord.

-ab- Bilder: airbus/mathias pikelj

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