06/05/2019 - Forscher an der Polytechnischen Universität Madrid patentieren einen Plasmamotor für den Antrieb von Satelliten im Weltraum

Menéame

Als ALPHIE (Alternative Low Power Hybrid Ion Engine) getauft, wurde dieser Ionenantrieb in der Plasmalabor von der Abteilung für Physik für die Luft- und Schifffahrtstechnik der Technische Hochschule für Luft- und Raumfahrttechnik (ETSIAE) Polytechnische Universität Madrid (UPM).

Der elektrische Antrieb ermöglicht erhebliche Kostensenkungen und ist entscheidend für die Entwicklung kommerzieller Anwendungen unter Verwendung von Satelliten in niedriger Umlaufbahn zwischen 200 km und 2000 km Höhe über der Erdoberfläche (im Englischen Low Earth Orbit); LEO). Die Antriebskraft wird durch eine elektrische Energiequelle erzeugt, die geladene Partikel (Ionen) bei deutlich höheren Geschwindigkeiten als bei den traditionellen Raummotoren beschleunigt.

Die Originalität von ALPHIE, die von der Gruppe unter der Leitung von Professor Luis Conde entwickelt wurde, besteht darin, dass ihre neue Technologie einfacher und effizienter ist als die anderer Modelle. Dieser Antrieb ist das Ergebnis mehrerer Projekte über die Physik der Beschleunigung der Ionen- und Elektronenströme (Plasma) bei hohen Geschwindigkeiten, an denen die UPM-Gruppe in den letzten sechs Jahren durch verschiedene öffentliche Ausschreibungen und auch in Zusammenarbeit mit dem spanischen multinationalen Konzern gearbeitet hat. Aernnova Aerospace.

Beide Akteure setzen gemeinsam darauf, dass dieser innovative Plasmamotor, der von Forschern der UPM im Rahmen eines Vertrags über Mitinhaberschaft und Ausbeutung entwickelt wurde, auf den Markt für Minisatelliten gebracht wird. Der erste Schritt war die Einreichung einer Patentanmeldung, die gerade vom US-Patentamt erteilt wurde und die vom Europäischen Patentamt abschließend bearbeitet wird, das voraussichtlich auch in den kommenden Monaten positiv enden wird.

Alphie Prototyp Labor (Quelle: UPM)

Handelliche Anwendung auf Satellitenkonstellationen

Dienstleistungen wie interaktives Fernsehen, automatisches Autofahren oder Internetzugang von Schiffen auf hoher See erfordern eine qualitativ hochwertige Verbindung mit einer planetarischen Reichweite. Dieses Ziel kann nur durch Konstellationen kleiner Satelliten in der Erdumlaufbahn effizient und wirtschaftlich erreicht werden. Beispiel für diese kommerziellen Projekte sind OneWeb, O3b oder Starlink der Firma SpaceX, die Satellitengruppen mit bis zu 1000 Einheiten ausgeben.

Um den Kunden auf der Erdoberfläche zu bedienen, beschreiben diese Satelliten in präzisen niedrigen Bahnen, die gleichzeitig und miteinander verbunden sind. Manchmal werden die Umlaufbahnen jedoch durch Abweichungen unterbrochen, die Ausbildung unterbrochen und der Datenverkehr unterbrochen.

"ALPHIE würde dazu dienen, die notwendigen Korrekturen vorzunehmen, um ihre Umlaufbahn anzupassen und die Ausbildung zu erhalten, und würde dies effizienter machen als andere Modelle, die heute auf dem Markt existieren," erklärt Professor Luis Conde. "Außerdem wäre dieses Antriebssystem auch nützlich, um diese Fahrzeuge am Ende ihrer Lebensdauer aus ihrem Weg zu vertreiben und so den Anstieg des Weltraummülls in der Erdumlaufbahn zu kontrollieren," so die Kommission abschließend.

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Polytechnische Universität Madrid

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