Das Unternehmen Invent war mit zwei Projekten an der Entwicklung und Herstellung von Schlüsselkomponenten der Satellitenmission EUCLID beteiligt. Zum einen an der beweglichen Ka-Band Antenne, die die wissenschaftlichen Messungen der Instrumente an die Erde überträgt und zum anderen an Tragstrukturen, die die Instrumente thermisch vom Satelliten entkoppeln und somit deren Messgenauigkeit sicherstellen.
Am 01.07.2023 ist der Europäische Forschungssatellit EUCLID an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete von Cape Canaveral in Florida ins All gestartet. Ziel der Mission ist die Erforschung der dunklen Materie. Dazu kartographiert EUCLID ca. ein Drittel des gesamten Himmels und untersucht dabei den Zusammenhang zwischen Rotverschiebung und den Entwicklungen von kosmischen Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen. Wer sich für die Mission interessiert findet hier ein Video bei youtube. Nach etwa 30 Tagen wird er seinen Zielort, den zweiten Lagrange-Punkt im Erde-Sonne-System, erreichen. Dort angekommen wird der Satellit etwa sechs Jahre lang den Weltraum erkunden. Dazu verwendet EUCLID zwei unterschiedliche Instrumente. Das „Visual Imager Instrument (VIS)“, welches sichtbares Licht mit Wellenlängen zwischen 550 nm und 900 nm erfasst und das „Near Infrared Spectrometer and Photometer Instrument (NISP)“, das im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen 900 nm und 2000 nm arbeitet.
Im Unterauftrag des Weltraumantennenspezialisten HPS hat das Unternehmen den Antennenreflektor und dessen Tragstruktur für den EUCLID-Satelliten gefertigt. Der Reflektor ist die zentrale Strukturkomponente der Antenne, die wissenschaftliche Daten vom Satelliten zur Erde überträgt. Dabei werden die Messergebnisse im K-Band (26GHz) gesendet, wodurch bei einer Sendedauer von vier Stunden pro Tag ca. 850 GB an Daten übertragen werden können.
Die zentrale Anforderung an die Reflektorstruktur ist ein sehr geringes Gewicht bei einer gleichzeitig hohen Stabilität sowie die extremen Servicetemperaturen zwischen -150°C und +150°C. Außerdem waren minimale Toleranzen in der Fertigung einzuhalten. Dazu wurde der Reflektor in einer extremen Leichtbauweise hergestellt, bei der neben Aluminiumwaben ultra-hochmodulige kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe als Materialien verwendet wurden. Um die geforderte hohe Genauigkeit zu erreichen, wurden spezifische Fertigungsprozesse und eine Reihe hochpräziser Werkzeuge und Vorrichtungen entwickelt und speziell für dieses Projekt gebaut. Nach einer ca. 3-jährigen Entwicklungs- und Herstellungszeit, inklusive der Produktion des Thermal-Strukturmodels zur thermo-elastischen Charakterisierung des Reflektors, wurde das Flugmodel im Frühjahr 2019 an HPS übergeben.
Im Unterauftrag für Airbus DS Toulouse hat Invent außerdem drei verschiedene glasfaserverstärkte Streben im Satelliten gefertigt:
- PLM („Pay Load Module“) Struts: Die PLM Struts sind als Bi-Pods konzipiert und dienen zur quasi-statischen Lagerung des Nutzlastmoduls auf der Satellitenplattform sowie dessen thermischen Entkopplung.
- VIS („Visible Imager) Struts: Die VIS Struts sind als Satz von je zwei Mono- und Bipods konzipiert und dienen der Lagerung der VIS FPA Elektronikmodulstruktur sowie dessen thermischen Entkopplung.
- NISP („Near-Infrared Spectrograph & Photometer”) Radiator Struts: Die NISP Struts sind als Mono- und Bipods konzipiert und dienen als Lagerung und zur thermischen Entkopplung der NISP Radiatoren vom Nutzlastmodul.
Die Anbindungspunkte an den Enden der Streben bestehen aus komplexen metallischen Bauteilen, die eine definierte und präzise Montage an die Verbindungselemente des Satelliten gewährleisten. Die zentrale Herausforderung hier war, das Integrieren der Glasfaserstreben mit den metallischen Verbindungselementen. Das Projekt startete 2017 mit einem Qualifikationsprogramm zur Verifikation der Komponenten bei Temperaturen zwischen 70K und 333K. Ziel war, neben des Nachweises der mechanischen Performance, die Verifikation des Thermo-elastischen Verhaltens und der Wärmeleitung unter Berücksichtigung der extrem niedrigen Anwendungstemperatur. Nach erfolgreicher Qualifikation erfolgte die Herstellung der Bauteile in 2018/2019 und deren Übergabe and Airbus DS im September 2019.
Bild oben: EUCLID Reflektor (Quelle: Invent)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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