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ESA: Bepi Colombo
   
   
   
   
   
   
Projektbeispiel: ESA: Bepi Colombo
 
Prototyp eines High Temperature Waveguide
     
Für die Bepi Colombo-Mission der ESA im Jahr 2016, welche der Erkundung des sonnennächsten Planeten (Merkur) dient, ist der Betrieb eines Mercury Planetary Orbiter geplant. Der Informationsaustausch zwischen Erde und Satelliten soll über die High Temperature High Gain Antenna mittels Mikrowellen stattfinden. Ein Element der Antenne ist der High Temperature Waveguide, dessen komplexe und gekrümmte Struktur in Abb.1 dargestellt ist.
     

Rückansicht der Antenne mit Waveguide

Prototyp des Waveguide
     

Anhand eines Teilstücks mit einer 180° Krümmung wurde ein Prototyp dieses Waveguide (siehe Abb.2) verwirklicht. Durch den gezielten Einsatz von hochtemperaturfesten Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen (CFK) wird der langfristige Betrieb bei Temperaturen bis zu 250°C in der „heißen Region“ unseres Sonnensystems ermöglicht. Eine Beschichtung des CFK’s mit einer Metalloberfläche sichert dabei die Übertragungsfähigkeit der Mikrowellen. CFK besitzt zudem einen sehr kleinen bis negativen Wärmeausdehnungs-koeffizienten, weshalb auftretende Temperaturschwankungen zwischen sonnenzu- und abgewandter Seite nur sehr geringe Veränderungen der Querschnittsabmessungen hervorrufen. Dies gewährleistet eine zuverlässige Übertragung der Mikrowellen. Das enorme Leichtbaupotential des verwendeten Materials ermöglicht eine Ausführung des Bauteils mit hoher Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht.
Als nächster Schritt wird die Fertigung des gesamten Waveguide als einteiliges Bauteil oder in modularer Bauweise angestrebt.

     
 
     
 
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