Neuer Antrieb für Mini-Satelliten nutzt Wasser

Unscheinbar: das ist ein Satelliten-Antrieb. Bild: Erin Easterling, purdue.edu

Forscher der Purdue University haben ein Antriebssystem entwickelt, dass kompakte "CubeSats" noch vielseitiger einsetzbar machen soll. Denn die Lösung nutzt einfach Wasser als Treibstoff - eine Substanz also, die auf manchen Himmelskörpern wohl natürlich vorkommt, was ein Auftanken erleichtern würde. Das könnte es noch praktikabler machen, die Mini-Satelliten für künftige Weltraumforschungs-Aufgaben zu nutzen.

Kapillar-Antrieb

Kleinsatelliten wie der CubeSat, dessen Grundeinheit ein Würfel von zehn Zentimetern Seitenlänge ist, erfreuen sich großer Beliebtheit. "Sie bieten die Chance auf neuartige Missionen, wie Konstellationsflug und Forschung, für die größere Gegenstücke unwirtschaftlich wären", erklärt Alina Alexeenko, Professorin für Luft- und Raumfahrt an der Purdue. Doch damit sie ihr Potenzial voll entfalten können, brauchen CubeSats auch entsprechend kompakte Antriebssysteme, um die Satelliten beispielsweise korrekt auszurichten. Eben hier setzt Alexeenkos Team auf Wasser und ein Kapillarsystem.

Das "Film-Evaporation MEMS Tunable Array" (FEMTA) nutzt Kapillaren, die mit rund zehn Mikrometern so fein sind, dass allein die Oberflächenspannung des Wassers dieses zunächst in den Röhrchen hält und das selbst im Vakuum des Weltraums. Winzige Heizelemente nahe dem Ende der Kapillaren können bei Bedarf Wasser verdampfen. Der Dampf tritt dann aus und erzeugt dadurch Schub für den Satelliten. In Labortests konnte das Team bereits zeigen, dass es möglich ist, mit vier FEMTA-Düsen einen CubeSat gezielt um eine Achse zu drehen. Dazu ist auch nur sehr wenig Strom nötig.

Einfaches Nachtanken

Ein potenzieller Vorteil von Wasser als Treibstoff für Kleinsatelliten ist, dass dieses relativ einfach nachzufüllen sein könnte. "Es wird angenommen, dass Wasser auf dem Marsmond Phobos häufig ist, was ihn potenziell zur großen Tankstelle macht", erklärt Alexeenko. Ihr Team hofft also auf die Chance, den FEMTA-Antrieb möglichst bald im Rahmen einer echten CubeSat-Mission im Weltraum testen zu können. Dazu kämen dann zwölf Kapillar-Düsen zum Einsatz, damit sich der Mini-Satellit wirklich frei in alle Richtungen drehen kann.

Quelle: www.pressetext.com/Thomas Pichler