Projekte: SPACE

Im Projekt NeT pioneer, gefördert von der Raumfahrtagentur im DLR, werden die Entwicklung und Umsetzung digitalisierter, automatisierter und standardisierter Testmöglichkeiten vorangetrieben. Durch die zunehmende Kommerzialisierung der Raumfahrt ist die fortgeschrittene Automatisierung von Tests und Betriebsinfrastrukturen sowie -prozessen ein Schlüsselfaktor für den NewSpace-Sektor. Beteiligt sind die Fraunhofer-Institute EMI, IIS, INT, IOF, IPM, ISC und unsere Geschäftsstelle SPACE. 

Ressourcengewinnung auf dem Mond: 

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der TU Braunschweig arbeitet das Fraunhofer IST an einem Verfahren zur Extraktion reiner Elemente aus Mondregolith unter Berücksichtigung der auf dem Mond herrschenden Bedingungen.

Die Fraunhofer-Institute INT und IAF sowie der Fraunhofer AVIATION & SPACE wurden gemeinsam mit einem internationalen Konsortium aus mittelständischen Raumfahrtunternehmen und Start-ups ausgewählt, eine mit 1,4 Millionen Euro geförderte Studie für ein unabhängiges europäisches Satellitennetz anzufertigen.

Mit dem Forschungsprojekt HYPERSPACE wollen Forschende aus Europa und Kanada gemeinsam die Grundlage für ein interkontinentales Netzwerk zur Quantenkommunikation schaffen. Im Rahmen des Projektes soll dabei speziell die Verteilung verschränkter Photonen via Satellit erforscht werden.

Koordiniert wird das Forschungsvorhaben durch das Fraunhofer IOF in Jena.

Für das Spiegelteleskop ATHENA (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) der European Space Agency (ESA) entwickeln Expertinnen und Experten des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS eine der drei Hauptbauteile des Teleskops, eine ausfahrbare optische Bank. Der Clou: Bei der Fertigung kommen besonders effiziente und ressourcenschonende Verfahren wie Laserauftragschweißen und additive Fertigung zum Einsatz.

Das Messinstrument LisR (Longwave Infrared sensing DemonstratoR) befindet sich seit Februar 2022 auf der ISS. LisR misst den Wasserbedarf von Agrarnutzpflanzen und legt den Grundstein für eine zukünftige Satellitenkonstellation, die es ermöglichen wird, die Landoberflächentemperatur unserer Erde täglich zu vermessen und damit den Einsatz von Wasser in der Landwirtschaft zu optimieren.

Das Weltraumbeobachtungsradar TIRA verfügt über zwei Radarsysteme: Ein hochpräzises Zielverfolgungsradar, das Objekte im Weltraum verfolgen kann sowie ein Abbildungsradar, das mit Unterstützung des Zielverfolgungsradars hochauflösende Abbildungen erstellt. Eine wesentliche Kernkomponente von TIRA ist seine 34m große Antenne, die für eine hohe Empfindlichkeit sorgt.

Das Weltraumüberwachungsradar GESTRA (German Experimental Surveillance and Tracking Radar) arbeitet im Mikrowellenbereich und erkundet den erdnahen Orbit in einer Höhe von 300 bis 3000 Kilometern. Das Radarsystem kann Objekte im Weltall, wie etwa Satelliten, Raumfahrzeuge oder Weltraumschrott erkennen und so beispielsweise Raumfahrtsysteme oder die Internationale Raumstation ISS durch rechtzeitige Warnung vor einer Kollision mit Schrotteilchen schützen.

Die ESA-Mission JUICE startete am 14. 04.23 mit dem Ziel die Eismonde des Jupiters zu erkunden. Mit an Bord der Raumsonde ist das Messinstrument GALA, welches vom Fraunhofer IOF und HENSOLDT Optronics entwickelt wurde. Mit Hilfe von Laserpulsen soll es die Oberfläche des erdähnlichen Mondes Ganymed vermessen. GALA wird das erste »Deep-Space-Laseraltimeter« sein, das in circa einer Milliarde km Entfernung von der Erde zum Einsatz kommt.

Am Fraunhofer IOF wurde im Rahmen eines von der European Space Agency geförderten Projektes der Prototyp einer effizienten und raumfahrttauglichen verschränkten Photonenquelle zur Quantenkommunikation entwickelt. Um die sehr empfindlichen Justierzustände der optischen Komponenten dauerhaft und raumfahrttauglich zu fixieren, kamen spezielle Laserlöt- und Klebetechnologien zum Einsatz. 

Zum Schutz der Biodiversität haben sich das Fraunhofer IIS und das Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im GAIA-Sat-IoT Projekt zusammengeschlossen. Ziel ist es, Kamera-Tags zu entwickeln, die mit sensornaher KI und satellitenbasierter IoT-Kommunikation ausgestattet werden und für die Besenderung von Vögeln und Wildtieren vorgesehen sind.

James Webb ist das bislang größte und leistungsstärkste Weltraumteleskop und liefert bahnbrechende Erkenntnisse über unser Universum. Um seinem Forschungsauftrag nachzukommen, befinden sich insgesamt vier Instrumente an Bord. Zwei davon hat (anteilig) die ESA beigesteuert. Von diesen wiederum ist das »Mid InfraRed Instrument« (MIRI) mit Spiegeln ausgestattet, die am Fraunhofer IOF in Jena gefertigt und vergütet wurden.

ERNST ist der erste Kleinsatellit zur Unterstützung militärischer Aufgaben in Deutschland, entwickelt vom Fraunhofer EMI. Er soll das Potenzial dieser Satellitenklasse für die Bundeswehr aufzuzeigen. Hauptnutzlast ist eine Infrarotkamera zur Detektion von Raketenstarts. Zusammen mit dem Fraunhofer IOSB sollen anhand der gewonnenen Daten das Detektionskonzept demonstriert und numerische Simulationen verifiziert werden. Eine weitere Nutzlast ist ein Strahlendetektor des Fraunhofer INT.

EnMAP ist der erste in Deutschland entwickelte und gebaute Hyperspektralsatellit. Vom All aus analysiert er unsere Umwelt und soll so nicht nur Folgen des Klimawandels, sondern auch potenzielle Naturgefahren sichtbar machen. Insgesamt elf Spiegel sowie diverse optische Schichten für Teleskop- und Spektrometer-Optiken wurden dafür am Fraunhofer IOF in Jena hergestellt. 

Der deutsch-französische Satellit MERLIN soll zur Erforschung von Methan-Emissionen auf der Erde eingesetzt werden. Mit an Bord ist ein auf der Plattform FULAS (Future Laser System) basierendes LIDAR Lasersystem, das auch unter extremen Bedingungen und auf der dunklen Seite der Erde ohne Sonnenstrahlung präzise arbeitet. Die Technologie dafür und die FULAS Plattform wurden am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen entwickelt.

An Bord des Satelliten befinden sich Fraunhofer On-Board Precessor des Fraunhofer IIS  und der Radiation Sensor (FORS) des Fraunhofer INT. Der am Fraunhofer IIS entwickelte FOBP ist in der Lage die empfangenen Daten bereits an Bord des Satelliten zu verarbeiten, bevor sie zur Erde weitergeleitet werden. Zudem kann er von der Erde aus neu konfiguriert und somit jederzeit an neue Kommunikationsstandards angepasst werden. Damit dient er ebenfalls als Testumgebung für neue Satellitenkommunikationssysteme.