Raumfahrt
Exomars TGO Structure (Source: ESA.int)

Exomars TGO Structure (©esa.int)

Die Raumfahrt ist eines der Hauptanwendungsfelder für die Kernkompetenz des Unternehmens, den Faserverbundleichtbau. Mit einem breit aufgestellten und modernen Maschinenpark, einem zertifizierten Qualitätsmanagementsystem und mehr als 20 Jahren Erfahrung ist INVENT optimal ausgestattet für die Entwicklung, Fertigung und Qualifizierung anspruchsvoller Hardware für Satelliten, Raumsonden und anderer Raumfahrzeuge. Das Produktspektrum reicht von Metall- und monolithischen Faserverbundbauteilen bis hin zu komplexen Multimaterialstrukturen inklusive deren Montage und Qualifikation. Die dafür benötigten Verbindungselemente aus Titan, Invar oder Aluminium entstehen ebenfalls direkt vor Ort in der hauseigenen Zerspanung. Weltraumtechnologien entwickeln sich heutzutage in rasantem Tempo weiter. Um auf dem neuesten Stand zu bleiben, setzt INVENT gemeinsam mit Partnern ambitionierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte um. Diese konzentrieren sich primär auf Materialentwicklung, Design, 3D-Druck, multifunktionale Strukturen sowie Tests von Funktionsdemonstratoren und Prototypen für die  Erprobung im Weltraum („In-Orbit-Verifikation“).

Missionsziele (Gesamt 58)

  • LEO
  • MEO
  • GEO
  • Lagrange2
  • Merkur
  • Sonnensystem
  • Ryugu (Asteroid)
  • Jupiter
  • Mars

INVENT-Teile im Weltall

Produkte

Flache Strukturpaneele, basierend auf CFK oder Aluminium-Deckschichten und Wabenkernen, sind klassische Strukturelemente von Raumfahrzeugen. Das Produktportfolio von INVENT für die Prototypen- und Serienfertigung umfasst folgende Eigenschaften der Strukturpaneele:

  • CFK oder Aluminium Deckschichten
  • min. Deckschichtdicke 0,1 mm
  • max. Abmessungen 4 x 2,5 m
  • heterogener Wabenaufbau
  • lokale Strukturdoppler
  • Heiß- und Kaltklebeprozesse für Inserts (verschiedene Arten)
  • Grounding
  • Oberflächenbeschichtungen (optisch, thermisch, elektrisch)
  • geeignet für Hochtemperaturanwendungen

Referenzen:

  • ExoMars TGO
  • Sentinel 4
  • Solar Orbiter
  • eROSITA
  • ELECTRA
  • Galileo FOC
  • Sarah
  • FormoSat-5
  • Heinrich Hertz
  • MTG

Primäre Strukturelemente von Raumfahrzeugen und deren Equipment werden zum Teil durch weitere, kleinere Komponenten, sogenannte Stütz- oder Tertiärstrukturen, getragen. INVENT bietet hierbei:

  • Entwicklung individueller Designlösungen
  • GFK / CFK und metallische (Al, Ti, Invar) Strukturen
  • isostatische Lagerungen
  • Oberflächenbeschichtungen auf Metall und CFK (thermisch, optisch, elektrisch)
  • (Teil-)Montage

Referenzen:

  • ExoMars
  • MTG
  • Metop-SG
  • eROSITA
  • Herschel
  • EnMap
  • Bepi Colombo
  • SWARM
  • MicroCarb

Zylindrische Strukturen wie Ausleger, Streben und Zylinder sind ein weiteres wichtiges Gestaltungselement für das Design von Raumfahrzeugen. Die Leistungen von INVENT umfassen:

  • CFK- & GFK-Streben mit Metallbeschlägen
  • Vollintegrale CFK-Streben
  • Ausleger (bis zu 3,5 m Länge in einem Stück)
  • Monolithische Zentralzylinder
  • Hohe Flexibilität in Bezug auf Materialien, Layup und Größen
  • geeignet für extreme (heiße und kalte) Temperaturanwendungen

Referenzen:

  • Metop-SG
  • JUICE
  • MTG
  • EDRS-C
  • ExoMars TGO & Rover
  • eROSITA
  • Solar Sail
  • LEA

Die Ableitung von Wärme oder die thermische Isolierung bestimmter Komponenten in der Weltraumumgebung erfordert spezielle thermische Hardware wie Radiatoren oder Tragstrukturen mit einstellbarer Wärmeleitfähigkeit. Typische Produkteigenschaften sind:

  • hochleitende Materialien: Aluminium, Kupfer oder hochleitfähiges CFK (z.B. aus K13 Fasern)
  • niedrig leitfähige Materialien: Invar, Titan, GFK
  • monolithische Teile oder Sandwichstrukturen
  • heterogene Wabenkerne in Sandwich-Bauweise
  • aufgeschraubte und eingebettete Heatpipes in Sandwich Radiatoren
  • strukturelle und thermische Doppler
  • thermische Oberflächenbeschichtungen

Referenzen:

  • ExoMars TGO
  • eROSITA
  • Sentinel 1
  • Grace FO
  • TerraSAR-X
  • Tandem-X
  • Herschel

Anspruchsvolle Raumfahrtstrukturen, beispielsweise Antennenreflektoren oder optische Bänke, erfordern spezielle Materialien, um die an sie gestellten Anforderungen zu erfüllen. INVENT hat eine Kohlefaserwabe mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und hoher Steifigkeit entwickelt, um die thermoelastische Stabilität dieser Strukturen signifikant zu verbessern. Die Hauptmerkmale von CCORE® sind:

  • geringe Ausgasung
  • hohe Steifigkeit
  • kompatibel mit Vakuum (Entlüftungsmöglichkeiten)
  • verschiedene Materialkonfigurationen als kommerzielles Produkt verfügbar

Instrumentenstrukturen bestehend aus einer Kombination mehrerer Strukturkomponenten, beispielsweise aus Sandwichpaneelen, Streben, CFK- / GFK- / Metallhalterungen. INVENT hat langjährige Erfahrung in der Montage von Strukturen und kann folgende Leistungen anbieten:

  • Eigenfertigung oder Beschaffung aller Strukturkomponenten
  • Strukturmontage, Ausrichtung und Überprüfung bis zu drei Meter Größe
  • Fügetechniken Kleben, Schrauben und Nieten

Referenzen:

  • eROSITA
  • Sentinel 4
  • Sentinel 5 / 5P, MWS
  • Metop-SG (3MI)

Raumfahrzeug-Antennen bestehen aus vielen elektrischen und strukturellen Komponenten. INVENT hat langjährige Erfahrung mit der zugehörigen Strukturhardware und kann folgende Leistungen und Produkte anbieten:

  • CFK-Antennenreflektoren
  • CFK / CFK Sandwich Design Bauteile aus UHM Fasern für höchste thermoelastische Stabilität
  • Reflektorgrößen ~ Ø 2,4 m
  • CFK-Waveguides in Serienproduktion
  • Gridantennen
  • Antennenausleger
  • Metallisierungen von Faserverbundteilen (über Zulieferer)
  • (Teil-)Montage

Referenzen:

  • TerraSAR-X
  • Tandem-X
  • EUCLID HGA
  • Exomars Rover
  • Heinrich Hertz H2KAR
  • verschiedene ESA Artes Studien

Dipl.-Ing.
Christoph Tschepe

+49 531 24466-20
CHRISTOPH.TSCHEPE(at)INVENT-GMBH.DE