IRESA – Intelligentes, redundantes System für Aktorik

Laufzeit des Vorhabens: 01.10.2017 – 30.09.2019

Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Konzeptionierung, technische Umsetzung und Qualifizierung eines raumfahrttauglichen linearen Aktorbaukastens für den Bereich Space 4.0 auf Basis von Formgedächtnislegierungen (FGL). Das Baukastensystem eignet sich für translatorische sowie rotatorische Bewegungen und soll den Anforderungen der Newspace Economy entsprechen. Das auf multifunktionalen Werkstoffen beruhende System bietet Vorteile durch einfach implementierbare Redundanz und Wartung und soll gegenüber derzeitigen Lösungen deutliche Einsparungen an Masse und Volumen bringen.

Mechanismen für Raumfahrtanwendungen wie die Ausrichtung von Solarpanelen, Antennen oder der Nutzlast erfordern erhebliche Investitionen. Des Weiteren sind sie massen- und volumenintensiv, Redundanzen sind nur schwer zu realisieren und die Qualifikations- und Testphase der Mechanismen gestaltet sich zeitaufwändig und für viele Projekte zu kostenintensiv. Diese Eigenschaften machen herkömmliche Ausrichtungsmechanismen unattraktiv für Space 4.0 und die derzeitige Entwicklung hin zu kleineren, massenproduzierbaren Raumfahrzeugen.

Klassische Lösungen für lineare Aktoren basieren auf Elektromotoren. Sie haben ein niedriges Kraft zu Masse Verhältnis und bestehen aus einer Vielzahl an Einzelteilen, was zu einem erhöhten Risiko- und Fehlerpotenzial führt. Aktoren sind für ca. 8% der frühen Missionsverluste verantwortlich. Das Projekt zielt darauf ab, terrestrische Entwicklungen im Bereich der FGL-Technologie auf die Raumfahrt zu transferieren. Dazu soll ein modularer Demonstrator entwickelt und qualifiziert werden, bei dem Masse und Volumen im Vergleich zu bisherigen Lösungen um mindestens 80% im Vergleich zu Elektromagneten oder Elektromotoren reduziert werden. Aufgrund dieser Massen- und Bauraumreduktion auf Aktorebene, können mehrere FGL-Aktoren in ein Antriebsmodul verbaut werden. Bei Ausfall eines FGL-Aktors kann eine intelligente Elektronik auf weitere Aktoren umschalten und somit eine deutliche Zuverlässigkeitserhöhung aufgrund redundanter Aktoren ermöglichen.

Weblinks:

Institutionen/ Verbundpartner

Technische Universität München, Lehrstuhl für Raumfahrttechnik

Ansprechpartner:

Dr. Jan Harder
Tel.: +49 89 289 16006
j.harder@tum.de
www.lrt.mw.tum.de

Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V.
Zentrum für angewandte Formgedächtnistechnik
Remscheid

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Alexander Czechowicz
Tel.: +49 2191 5921 125
czechowicz@fgw.de
www.fgw.de/zaf