Substratplatten aus der Luft ermöglichen die Solaranlage von JUICE-Raumfahrzeugen

Quelle | In der Luft

Airborne (Den Haag, Niederlande) hat die letzten 4 von 10 XL-Substratplatten an Airbus Defence and Space Netherlands (Leiden, Niederlande) für den Einsatz in der Solaranlage der JUICE-Mission der European Space Agency (ESA) zum Jupiter geliefert.

Die JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) ist ein interplanetares Raumfahrzeug, das von der ESA mit Airbus Defence and Space Netherlands als Hauptauftragnehmer entwickelt wird. Die Mission wird die Jupitermonde Ganymed, Callisto und Europa untersuchen.

Aufgrund der extremen Entfernung von der Sonne benötigt die Raumsonde JUICE eine außergewöhnlich große Solaranlage, um ausreichend Strom zu erzeugen. Airborne wurde von Airbus Defence and Space Netherlands ausgewählt, um die XL-Substratpaneele für die Solaranlage von JUICE zu entwickeln und herzustellen. Mit einer Gesamtfläche von 85 Quadratmetern wird der Satellit mit der größten Solaranlage ausgestattet, die jemals auf einer interplanetaren Mission geflogen wurde. Jedes einzelne Paneel hat eine Fläche von 9 Quadratmetern.​ Um die Produktion zu ermöglichen, hat Airborne die Produktionsanlagen modifiziert und den maximalen Innendurchmesser des Autoklaven von 2,6 auf 2,9 Meter erweitert.

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Die Solaranlage von JUICE wird mit der neuen ARA Mk4-Technologie gebaut, die von Airbus Defence and Space Netherlands in enger Zusammenarbeit mit Airborne entwickelt und qualifiziert wurde. Die Technologie ermöglicht eine Kostenreduzierung von 20 % und erhöht die Robustheit der Solaranlage durch Erweiterung des Temperaturbereichs und zusätzliche Steifigkeit. Da der Satellit während der gesamten Missionsdauer extremen Bedingungen ausgesetzt ist, müssen die Panels Temperaturen von bis zu -240 °C sowie Weltraumstrahlung standhalten.

Die Substratplatte enthält die nächste Generation von Weltraum-Prepregs, die von Toray Advanced Composites (vormals TenCate Advanced Composites, Morgan Hill, Kalifornien, USA) entwickelt wurden, die laut Toray in Bereichen wie Deckschichten, Kantenelementen und Patches verwendet werden. Als Materiallösung für ARA Mk4 wurde Toray RS-36, ein duroplastisches Prepreg auf Epoxidbasis für strukturelle Verbundanwendungen, ausgewählt.

Die extremen Temperaturen, denen der Satellit in der Nähe von Jupiter ausgesetzt sein wird, machten eine zusätzliche Qualifizierung des Paneldesigns und seiner Schnittstellen erforderlich. Airborne stellte 160 Qualifikationstestmuster und zwei großformatige Platten her, die im Januar 2017 ausgeliefert wurden. Nach einer intensiven Testkampagne von Airbus Defence and Space Netherlands fertigte Airborne insgesamt 10 Substratplatten. Die letzten 4 Panels wurden im Oktober 2019 fertiggestellt. Der Start der JUICE-Mission ist für 2022 geplant.

Arno van Mourik, CEO von Airborne, sagt:„JUICE ist ein großartiges Beispiel dafür, was wir in Bezug auf modernste Substratpanel-Technologie für Solarzellen von extrem anspruchsvollen Weltraummissionen tun können. Aufbauend auf dieser Position sind wir entschlossen, im Bereich erschwinglicher Raumpaneele für neue Räume voranzukommen. Durch die Kombination unseres Wissens über High-End-Substrate mit unseren Fähigkeiten im Bereich der Industrialisierung von Verbundwerkstoffen können wir dem neuen Raumfahrtmarkt leistungsstarke und dennoch radikal erschwingliche Lösungen in großen Stückzahlen anbieten.“