COTS Produkte für die Raumfahrt
Skalierbar, kosteneffizient, weltraumerprobt – Die Industrialisierung der Raumfahrt beginnt mit Spezialglas
Materialien für die Raumfahrt waren in der Vergangenheit oft Spezialanfertigungen für hochkomplexe Missionsparameter. Die Entwicklung und die Qualifizierung dieser maßgeschneiderten Komponenten sind langwierig und teuer. Im Weltraum herrschen raue Bedingungen – etwa hohe Strahlung -, die den Materialien schwer zusetzen. Insofern spielten bisher Faktoren wie Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Sicherheit und Widerstandfähigkeit eine wesentliche Rolle bei der Materialauswahl, denn Reparaturen im All sind schwierig oder gar unmöglich.Mit dem Aufkommen der kommerziellen Raumfahrt – auch NewSpace genannt –, haben sich die Prioritäten etwas verschoben. Materialien müssen zusätzlich günstig und in hohen Stückzahlen verfügbar sein, damit Projekte überhaupt wirtschaftlich betrieben werden können. COTS – standardisierte, industriell gefertigte Produkte, die in großen Stückzahlen produziert werden können – sind ein zentraler Faktor, die Raumfahrt wirtschaftlicher und Entwicklungszyklen schneller zu machen. COTS spielen eine zentrale Rolle bei der Kommerzialisierung der Raumfahrt.
Vorteile von COTS und Materials off-the-shelf für die Raumfahrt
Standardisierte industrialisierte Glaskomponenten – als COTS oder Materials off-the-Shelf – haben verschiedene Vorteile für Astronomie-Projekte und Missionen im All. Dazu zählen etwa:
Ein prominentes Beispiel aus der kommerziellen Raumfahrtindustrie veranschaulicht das: Immer mehr Unternehmen betreiben aktuell Mega-Constellations aus Satelliten – also eine große Gruppe aus hunderten oder tausenden von Satelliten, die zusammen als ein System arbeiten. Es handelt sich hierbei nicht um einzelne High-End Satelliten mit modernsten, speziell entwickelten Messinstrumenten und Elektronik. Vielmehr geht es bei den Mega-Constellations um tausende von einzelnen, meist kleinen Satelliten, die für eine oder eine überschaubare Anzahl von Aufgaben entwickelt wurden. Die Raumfahrtunternehmen nutzen dafür meist ein iteratives Design, das weniger auf High-End-Technologie und Custom-Komponenten als vielmehr auf adäquate, direkt verfügbare Technik und Materialien für die jeweilige Aufgabe der Mission setzt. Einzelne Komponenten werden zwar auch hier speziell entwickelt, aber diese müssen in ihren Stückzahlen skalierbar sein, da sie in eine Vielzahl von identischen Satelliten verbaut werden müssen. Für die neue Generation von Satelliten sind Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit immer noch wichtige Faktoren, jedoch stehen die wirtschaftlichen Überlegungen wie Kosten und Skalierbarkeit nahezu gleichberechtigt daneben. Die richtige Balance zu finden, ist hier die Herausforderung.
Glas und Glaskomponenten für die Raumfahrt, wie SCHOTT sie anbietet, haben diesen Balanceakt bereits gemeistert.
COTS aus Glas für die Raumfahrt sind bereits Realität
Einige in der Raumfahrt häufig genutzte Glaskomponenten von SCHOTT, wie etwa optisches Glas, Elektronikgehäuse oder auch Coverglas für Solarzellen, sind bereits heute weltraumtauglich und in standardisierten Formaten als COTS bzw. Materials off-the-shelf verfügbar. SCHOTT arbeitet bereits seit vielen Jahrzehnten mit der Raumfahrtindustrie zusammen und hat seine Produkte über einen langen Zeitraum für deren komplexe Anforderungen optimiert. Inzwischen gehören diese Glasprodukte zum Standardportfolio und können in großen Stückzahlen industriell gefertigt werden. Dabei sind sogar, je nach Produkt, zusätzliche individuelle Anpassungen für spezielle Missionsparameter möglich.
Glaskeramik für präzise Bildgebung und Positionierung
Mit ZERODUR® Spiegelsubstraten bietet SCHOTT das führende Material für Teleskopspiegel und andere optische Anwendungen. Die Glaskeramik, mit geringer Wärmeausdehnung, eignet sich ideal für Raumfahrtanwendungen. ZERODUR® ist in verschiedenen Größen, Formen und mit kundenspezifischen Oberflächen verfügbar. Trotz kundenspezifischer Produktion sind die Stückzahlen dank moderner Fertigungsprozesse von SCHOTT skalierbar.
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Coverglas für Solarzellen für effizientere Energiegewinnung im All
Die SCHOTT® Solar Cell Cover Glas Familie bietet besten Schutz vor Strahlung für Solarzellen im All. Das sorgt für eine effizientere Energiegewinnung in Satelliten und anderen Raumfahrzeugen über einen langen Zeitraum. Coverglas von SCHOTT ist weltraumerprobt und ist dank optimierter Schmelz- und Produktionsprozesse sehr gut skalierbar – eine perfekte Lösung für kommerzielle Raumfahrzeuge wie etwa Satelliten in Mega-Constellations.
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Zuverlässiger Schutz für kritische Elektronik im All
Hermetische mikroelektronische Gehäuse von SCHOTT erfüllen die höchsten Anforderungen an Leistung und Langlebigkeit unter extremen Bedingungen – etwa hohem Druck, starken Vibrationen oder Temperaturschwankungen. Dazu gibt es besonders leichtgewichtige Varianten der Gehäuse, die helfen, das Gesamtgewicht von Satelliten oder anderen Raumfahrzeugen erheblich zu reduzieren. Die mikroelektronischen Gehäuse von SCHOTT sind in großen Stückzahlen verfügbar. Durch ihr modulares Design sind sie darüber hinaus auch kundenspezifisch anpassbar.
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Standardisiertes optisches Glas mit besten Eigenschaften
SCHOTT hat seine Schmelzprozesse über Jahrzehnte optimiert und kann verschiedene Typen von optischem Glas kosteneffizient und in großen Stückzahlen zu produzieren. Zugleich sind auch maßgeschneiderte Lösungen möglich. Einige der optischen Gläser wurden speziell für den Weltraum entwickelt, verfügen über beste optische Eigenschaften, sind strahlungsresistent und weltraumerprobt.
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