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Discovery, der 3D-gedruckte Satellit aus Kohlefaser

Auf 29. Juli 2020 von Sandra S. veröffentlicht

Mini-Cubes ist ein junges amerikanisches Unternehmen, das sehr kleine Satelliten entwickelt: Sie heißen PocketQubes, sind lediglich 5 cm groß und kostengünstiger als herkömmliche Satelliten. Der Grund, warum wir Ihnen heute davon berichten, liegt darin, dass das Unternehmen begonnen hat, sich mit der additiven Fertigung zu befassen, um einige dieser Satelliten namens Discovery zu entwickeln: Discovery wird mittels SLS-Technologie gedruckt, wobei auf Kohlefasern zurückgegriffen wird, um eine möglichst hohe Stabilität und Festigkeit zu erreichen. Laut Mini-Cubes ist dies das erste Mal, dass ein solches Material verwendet wurde, um 3D-Satelliten zu drucken, die in den Weltraum fliegen können.

Der Einsatz der additiver Fertigung im Luft- und Raumfahrtsektor nicht neu. Wenn wir nur die Anwendungen betrachten, die für den Weltraum bestimmt sind, ist die Liste lang. Viele Unternehmen haben bereits 3D-gedruckte Satelliten entwickelt, darunter CubeSat oder auch das Projekt Cubes in Space, im Rahmen dessen das leichteste Gerät der Welt entwickelt werden sollte. Das Unternehmen Mini-Cubes hat auf den 3D-Verbunddruck zurückgegriffen. Joe Latrell, CEO von Mini-Cubes, erklärt dies wie folgt: „Für mich ist der Weltraum die nächste große Herausforderung. Anstatt es als eine unmögliche Herausforderung zu sehen, sehe ich darin die Quelle für die Bewahrung der Erde“. Der Zweck des Discovery-Satelliten bestehe laut ihm darin, die natürlichen Ressourcen auf der Erdoberfläche zu überwachen.

Die sogenannten PocketQubes sind sehr kleine Satelliten (Bildnachweis: Mini-Cubes)

Der Herstellungsprozess hinter Discovery

Das Mini-Cubes-Team wollte eine Kamera in den Satelliten integrieren, um die soeben beschriebene Beobachtung zu gewährleisten. Auf Grund der geringen Größe des Satelliten von 5 x 5 x 5 Zentimetern war stellte dies eine Herausforderung dar. Eine Lösung stellte der Rückgriff auf die additive Fertigung dar, die es ermöglicht, komplexere Formen zu geringeren Kosten zu entwickeln. Ein wichtiger Schritt war die Wahl des geeigneten Materials, denn im Weltraum unterliegt dieses besonderen Anforderungen. Leichtigkeit war zudem einer der entscheidenden Punkte, um die damit verbundenen Kosten so weit wie möglich zu reduzieren, aber es galt, dennoch eine hohe Robustheit zu gewährleisten. Nach zahlreichen Tests entschieden sich die Forscher für Windform XT 2.0, ein kohlenstofffaserverstärktes Polymer.

Joe Latrell ergänzt: „Die Kombination aus Festigkeit und Benutzerfreundlichkeit machte dieses Material zu einer naheliegenden Wahl für uns.  Wir wussten, dass wir Additive Manufacturing für Discovery einsetzen wollten, aber wir erkannten, dass es schwierig sein würde, etwas zu finden, das in der rauen Umgebung des Weltraums funktionieren würde. Wir entdeckten Windform® XT 2.0, und nachdem wir seine Eigenschaften untersucht hatten, war die Wahl einfach.“

Der Innenraum eines 3D-gedruckten Prototypen von Discovery (Bildnachweis: Mini-Cubes)

Bisher wurden drei Prototypen entwickelt und mehreren Tests wie einem Belastungs- und Temperaturtest unterzogen. Das Unternehmen gibt an, dass die Discovery-Satelliten im Test Temperaturen von 50°C bis -40°C standhielten. Der erste Satellit dieser Art soll im zweiten Quartal 2021 in den Weltraum geschickt werden. In der Zwischenzeit können Sie weitere Informationen auf der offiziellen Mini-Cubes-Website finden.

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