ATHENA ist ein neues Elektrospray-Antriebssystem, das gemeinsam von ESA und IENAISpace eingeführt wurde und einen innovativen und skalierbaren Antrieb für Kleinsatelliten bieten kann. Das Endprodukt wird voraussichtlich nächstes Jahr verfügbar sein. Handflächengroße Triebwerksoptionen für zukünftige Weltraummissionen: Sieben Emitter-Arrays, die mithilfe von Mikrometer- und Nanotechnologie auf Siliziumwafer geätzt wurden, mit jeweils mehr als 500 lochgroßen Emittern, die durch elektrostatische Felder beschleunigte Ionen für maximalen Schub ausstoßen.

ATHENA, gemeinsam von ESA und IENAISpace entwickelt, nutzt eine Reihe winziger Sender auf Siliziumwafern, um kleinen Satelliten wie CubeSats einen skalierbaren und effizienten Antrieb zu bieten. Quelle: IENAISpace

Diese „Elektrospray“-Technologie ist von Natur aus skalierbar und wird als kosten- und masseneffiziente Antriebsmethode für CubeSats und andere Kleinsatelliten entwickelt. Zum ersten Mal in Europa erreichte dieses auf ionischer Flüssigkeit basierende Elektrospray-Antriebssystem mehr als 400 Stunden Dauerbetrieb.

„Jeder weiß, ‚Raumfahrt ist hart‘, aber wir sagen gerne ‚Antrieb ist schwieriger‘“, kommentierte Daniel Pérez Grande, CEO und Mitbegründer des spanischen Unternehmens IENAISpace, das die Technologie für die ESA entwickelt hat. „Die Entwicklung einer neuen Technologie von Grund auf ist keine leichte Aufgabe, aber wir sind zuversichtlich, dass sich unser Triebwerksprodukt durch seine unglaubliche Leistung und Anpassungsmöglichkeiten auf dem Markt hervorheben wird; tatsächlich wurden wir von mehreren Unternehmen der Branche angesprochen.“

ATHENA: Rasante Entwicklung der Raumfahrtantriebstechnologie

Das System mit dem Namen ATHENA (Adaptable Thruster Based on Electrospray Powered by Nanotechnology) ist eines von drei Systemen, die derzeit von der ESA entwickelt werden, um Elektrospray für den Weltraumantrieb zu nutzen. Als Treibstoff setzt ATHENA auf leitfähige ionische Flüssigkeitssalze. Die Flüssigkeit fließt durch einen nanotexturierten kegelförmigen Emitter und beschleunigt bei unterschiedlichen elektrischen Potentialen zwischen Emitter und Extraktor. Durch die Wechselwirkung zwischen der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und dem angelegten elektrostatischen Feld entstehen Ionen, die mit extrem hoher Geschwindigkeit (etwa 20 Kilometer pro Sekunde) ausgestoßen werden und eine Kraft erzeugen, die den Satelliten in Bewegung setzt.

Das mikrogefertigte ATHENA-System verwendet ungiftige „grüne“ Treibstoffe, macht Drucktanks überflüssig und bietet den Vorteil eines hochgradig anpassbaren Schubs. Die Triebwerke können je nach Bedarf frei kombiniert werden – sechs Triebwerke können auf der 10 cm großen Oberfläche einer einzelnen CubeSat-Einheit installiert werden. Diese Einheiten können weiter kombiniert werden, um Satelliten mit einer Masse von bis zu 50 Kilogramm Schub zu verleihen.

Zukunftsaussichten und Entwicklung

Das Projekt hat nun die vorläufige Entwurfsprüfung bestanden, mit dem Ziel, bis Ende nächsten Jahres ein endgültiges Produkt auf den Markt zu bringen. Die Entwicklungsarbeit wird durch das Common Support Technologies Programme der ESA unterstützt, das innovative Produkte und Dienstleistungen für die Raumfahrt und offene Märkte bereitstellt.

Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily