25.03.2014 - INVENT GmbH hat das Kernmodul für die Marssonde Exomars fertiggestellt

Die ExoMars Mission zählt zu einer der ambitioniertesten Unternehmungen, der sich die europäische Raumfahrt bisher gestellt hat. Erstmals soll ein von der ESA entwickelter Rover auf einem anderen Planeten abgesetzt werden, um vor Ort früheres oder sogar gegenwärtiges extraterrestrisches Leben aufzuspüren.

Zur Umsetzung dieses Vorhabens wird nach ca. 15-jähriger Planungs- und Entwicklungsphase im Jahr 2016 zunächst ein Orbiter mit einem Abstiegs- und Landedemonstrator zum Mars gesendet. Dieser sogenannte „Trace Gas Orbiter" (TGO) wird den roten Planeten zum einen auf Spurengase untersuchen. Zum anderen stellt der TGO die Kommunikationsschnittstelle zwischen der Erde und dem folgenden Rover auf der Marsoberfläche dar, der in der nächsten günstigen Planetenkonstellation im Jahr 2018 gestartet wird.

Die INVENT GmbH trägt im Rahmen dieses Vorhabens die Verantwortung für die Entwicklung, Qualifikation und Herstellung entscheidender Elemente der Primär- und Tertiärstruktur des „Trace Gas Orbiters“.

Das maximale Gewicht des Raumfahrzeuges für einen Flug zum ca. 230 Mio. km entfernten Mars ist sehr begrenzt. Vor diesem Hintergrund fanden bei der Herstellung der Orbiterstrukturen ausschließlich hochwertige Materialien und spezielle Leichtbauweisen Anwendung. Die tragende Struktur des Orbiters besteht vornehmlich aus Strukturpaneelen in CFK/Aluminium und Aluminium/Aluminium Sandwichbauweise.

Für die Fertigung der anspruchsvollen Strukturpaneele durch Faserverbundspezialist INVENT wurden eigens neue Verfahren entwickelt und qualifiziert, um beispielsweise die nur 0,3 mm starken, quasi-isotropen CFK-Deckschichten aus M55J Fasern und Cyanat Ester Harz herstellen zu können. Jedes dieser individuellen Bauteile wurde durch gezielte Aussparungen, lokale Verstärkungen mit verschiedenen Kerndichten sowie CFK-Strukturdoppler unterschiedlicher Stärke zu einem gewichtsoptimierten Unikat. Als mechanische Schnittstellen zu den Struktur-, Service- und Nutzlastkomponenten des Orbiters wurden über 5300 Metalleinsätze in mehr als 70 verschiedenen Konfigurationen in den Strukturpaneelen verbaut. Jede dieser Schnittstellen muss dabei den an sie gestellten mechanischen Anforderungen insbesondere unter den thermischen Belastungen des Weltalls standhalten. Diese mechanisch-thermischen Verträglichkeit wurde im Rahmen eines umfangreichen Probenprüfprogrammes verifiziert.

Neben den Sandwichpaneelen kommen für den TGO verschiedenste Tertiärstrukturelemente wie beispielsweise CFK Streben, Halterungen und Winkel sowie Metallteile aus speziellen  Aluminium-Legierungen und Titan zum Einsatz. Zur Verifikation der Strukturanalysen wurden auch diese Bauteile umfangreichen mechanischen, thermischen und elektrischen Tests unterzogen.

Mit der Lieferung der ca. 2,5x2 m großen Seitenpaneele im März 2014 wurde die Herstellung aller Strukturkomponenten abgeschlossen. Aus Deutschland geht die Reise des ExoMars Orbiters nun über Frankreich in die Niederlande, wo jeweils weitere Subsysteme und Instrumente integriert und Tests durchgeführt werden. Im Frühjahr 2016 werden schließlich der TGO und das Landemodul von Korou in Französisch-Guayana in Richtung Mars gestartet wird.

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