Weltraumforschung 2.0 Neue Technologien für die Raumfahrt aus Dresden

10. Juli 2020, 14:51 Uhr

In der Weltraumforschung herrscht Aufbruchsstimmung, sagen die Raumfahrttechniker der TU Dresden. Dafür entwickeln sie wegweisende Technologien - so wie Fitnessgeräte oder einen Satellitenantrieb im Mini-Format.

Für Martin Tajmar - Professor für Raumfahrtsysteme an der Technischen Universität Dresden - ist gerade eine spannende Zeit: Es herrsche Aufbruchsstimmung. Sogar Weltraumtourismus könnte in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren Realität sein, schätzt er. Doch eine tragende Rolle in der aktuellen Entwicklung spielten nicht mehr die großen Raumfahrtorganisationen wie die NASA, sondern vielmehr private Unternehmen.

Da gibt's wirklich Leute mit langfristigen Visionen, die das einfach machen wollen, bei denen man nicht auf irgendeinen politischen Zyklus warten muss. Jetzt gibt's die Raumfahrt 2.0 - jetzt findet das alles schneller, vielleicht sogar besser, interessanter, lustiger, spannender statt, als wir uns das früher jemals erträumt hätten.

Prof. Dr. techn. Martin Tajmar, TU Dresden

Und so wundert es kaum, dass auch die Dresdner in dieser Entwicklung fleißig mitmischen. So haben sie unter anderem ein neuartiges Messgerät für das Fitnesstraining im Weltall entwickelt. Getestet hat es der deutsche Astronaut Alexander Gerst auf der Weltraumstation ISS. Das Thema Fitness ist für die Raumfahrt besonders wichtig - vor allem, wenn es um die Frage von Tourismus im All gehe, sagt Tajmar. Klar, denn ein Flug ins All und die Zeit in der Schwerelosigkeit sind eine besondere Herausforderung für den menschlichen Körper.

Ionenantrieb macht Mini-Satelliten manövrierfäig

Während der Weltraumtourismus noch in weiter Ferne liegt, beschäftigen sich die Dresdner Raumfahrttechniker mit den ganz kleinen "Raumfahrern" - mit sogenannten Pico-Satelliten. Die sind nicht größer als ein handelsüblicher Schuhkarton. Solche kleinen Satelliten werden heute sehr gern für einfach Experimente genutzt, sind sie doch dank ihrer geringen Größe viel einfacher ins All zu transportieren als ihre großen Geschwister. Auch die Dresdner experimentieren mit ihnen.

Doch einen Nachteil haben sie im Gegensatz zu konventionellen Satelliten. Die großen haben nämlich gasbetriebene Triebwerke, mit denen sie ihre Flugbahn stabilisieren und sie auch anpassen können. Den kleinen fehlte dagegen lange Zeit jede Steuerung - einmal auf ihrer Umlaufbahn waren sie auf sich allein gestellt, funktionierten einige Monate und drifteten ab. Übrig bleibt also Weltraumschrott. Deshalb hat das Team um Professor Tajmar winzige Ionenstrahltriebwerke für die Mini-Satelliten entwickelt. Sie sind gerade einmal so groß wie ein Würfel Zucker. Als Treibstoff verwenden sie statt Gas Gallium - ein Flüssigmetall.

Wir haben hier einen riesen Vorteil, wenn Sie Metall als Treibstoff verwenden können: Die Dichte von Flüssigmetall ist so viel größer als wenn Sie so einen Gastank hätten. Das heißt, wir können in einer Kartusche so klein wie ein Fingerhut das Triebwerk inklusive Treibstoff für 2.000 Stunden Betrieb unterbringen.

Prof. Dr. techn. Martin Tajmar, TU Dresden

Mithilfe dieser Winzlinge können die Mini-Satelliten also künftig nicht nur aus dem Orbit zurück auf die Erde geholt werden, sondern auch steuern und positionieren. Denn das Ionenstrahltriebwerk ist auch noch extrem präzise. Das ermöglicht den Forschern exakte Formationsflüge mehrerer Satelliten, so dass aus einem Netz von mehreren kleinen ein großer Satelliten-Datensatz gewonnen werden kann bis hin zu einem weltumspannenden Netz. So könnte man beispielsweise auch ein Riesenteleskop formieren, sagt Tajmar, das man anders hätte gar nicht herstellen können.

Die Technik im Miniaturformat aus Dresden muss aber gar nicht so klein bleiben. Selbstverständlich ließe sich der Antrieb auch vergrößern und man könne auch Raumschiffe damit antreiben, erklärt der Professur für Raumfahrtsysteme. Doch das reicht den Dresdnern noch nicht: Als Triebwerk von übermorgen wollen sie einen Antrieb ganz ohne Treibstoff entwickeln.