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Lokales „Morpheus“ will in Dresden Satelliten-Antriebe produzieren
Dresden Lokales „Morpheus“ will in Dresden Satelliten-Antriebe produzieren
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13:07 20.03.2019
Die „Morpheus“-Ionenantriebe aus Dresden steuern nun den Nanosatelliten „Uwe 4“ der Uni Würzburg. Quelle: Uni Würzburg
Dresden

Der junge Raumfahrt-Zulieferer „Morpheus“ will in Dresden eine Produktionsstätte für innovative Satelliten-Antriebe einrichten. Das hat „Morpheus“-Chef Daniel Bock angekündigt. Herstellen will die Ausgründung der Technischen Universität Dresden (TU) dort das laut eigenen Angaben weltweit kleinste elektrische Ionen-Triebwerk. „Wir wollen in Dresden auch Arbeitsplätze schaffen“, betonte Bock. In etwa drei Jahren soll das Unternehmen auf eine Belegschaft von 20 bis 30 Mitarbeitern kommen. Und hinter dem „Morpheus“-Projekt stehe ein noch größerer Traum: „Womöglich gelingt es uns, ein industrielles Raumfahrt-Zentrum in Sachsen zu schaffen.“

Erst vor wenigen Tagen war dem „Morpheus“-Team ein wichtiger technologischer Fortschritt im Kampf gegen den wachsenden Weltraumschrott im Erdorbit gelungen: Die Dresdner Ingenieure zündeten an Bord des Nanosatelliten „Uwe 4“ der Uni Würzburg ihre innovativen Miniatur-Ionenantriebe und bewiesen ihre Funktionsfähigkeit. „Das ist ein Weltrekord“, erklärte „Morpheus“-Chef Daniel Bock. „Damit sind wir der Konkurrenz Jahre voraus.“

Groß wie ein Fingerhut

Die kleinsten dieser Triebwerke sind nämlich kaum so groß wie ein Näh-Fingerhut. Sie machen bisher antriebslose Kleinst-Satelliten endlich steuerbar. Dadurch kann der jeweilige Betreiber die künstlichen Erdtrabanten nach dem Missionsende kontrolliert dazu bringen, in der Erdatmosphäre zu verglühen – um zu vermeiden, dass sie noch jahrzehntelang als toter Schrott die Umlaufbahnen vermüllen.

„Morpheus“-Chef Daniel Bock mit dem Mini-Ionentriebwerk. Quelle: Dietrich Flechtner

Den Bedarf für solch eine Technologie schätzt Bock als erheblich ein. „Allein 2018 wurden fast 300 Nanosatelliten in den Orbit geschossen. Und wenn man sich die bisherigen Ankündigungen so ansieht, werden in den nächsten Jahren mehrere Tausend dazukommen.“

Die Nanosatelliten sind eine noch junge Klasse künstlicher Erdtrabanten, die vor etwa 20 Jahren entstand. Oft handelt es sich dabei um sogenannte Cubesats: Würfel mit etwa zehn Zentimetern Kantenlänge und ein bis zwei Kilogramm Masse. Anders als in die tonnenschweren Satelliten von TV-Netzen, Geheimdiensten & Co. passt in solche Würfel allerdings kein herkömmlicher Kaltgas- oder Ionenantrieb: Die Mini-Satelliten sind dafür zu klein und zu energiearm. Einmal von einer Rakete ausgeworfen, kreisen sie stur in ihrer Umlaufbahn, bis die natürliche Schwerkraft sie Jahrzehnte später in die Erdatmosphäre zerrt.

„Das wird zu einem Riesenproblem“, betonte „Morpheus“-Geschäftsführer Bock: Schon bald könnten die niedrigen Umlaufbahnen durch Tausende aufgegebener Nano-Satelliten unbrauchbar werden. Im schlimmsten Falle werden deren Trümmer einen Schrottmantel um die Erde legen, durch den Raketen dann auch nicht mehr in höhere Orbits durchdringen können. Dies würde die gesamte Raumfahrt gefährden – mit gravierenden Folgen für Navi-Systeme, Satelliten-Telefonie, Fernsehen, Umweltbeobachtung und Wetterprognosen.

Mit diesen Problemen beschäftigt sich Bock bereits seit sieben Jahren, seit seinem Studium am TU-Lehrstuhl für Raumfahrtsysteme. Schließlich fand er eine Lösung. Seine Winzig-Triebwerke bestehen aus einem Verbund verschiedener Metalle. Herzstück ist eine Nadel, die mit wenigen Gramm Gallium beschichtet ist. Eingebaut ist auch eine Hochspannungsquelle, die mit mehreren Tausend Volt ein starkes elektrisches Feld erzeugt. Dieses Feld reißt aus den Gallium-Atomen die Elektronen und schleudert die verbleibenden Rumpfatome („Ionen“) mit etwa 360 000 Stundenkilometern ins All.

Idee für nachhaltigere Raumfahrt

Durch die reaktionsschnelle elektrische Steuerung kann ein solcherart ausgerüsteter Nanosatellit schnell Trümmern in seiner Bahn ausweichen, ja sogar noch einige Hundert Kilometer höher steigen, braucht also nicht ganz so teure und starke Raketen für den Start. Und: Hat der Würfel nach zwei, drei Jahren seine Mission beendet, schickt der Antrieb den Satelliten zur Selbstzerstörung in die Erdatmosphäre.

„Unser Triebwerk deckt mit seinen paar Gramm metallischem Treibstoff einen ganzen Satelliten-Lebenszyklus ab – und sorgt für eine nachhaltigere Raumfahrt“, betont Daniel Bock.

Von Heiko Weckbrodt

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