Untersuchungen zum Einsatz fluiddynamischer Aktuatoren zur Dreiachsenstabilisierung von Pico- und Nanosatelliten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Klaus Brieß
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 385938826

Das primäre Ziel des Forschungsvorhabens liegt in der Erforschung wichtiger Grundlagen für die Realisierung eines hocheffizienten und verschleißfreien Aktuatorensystems zur Dreiachsenstabilisierung von Pico- und Nanosatelliten. Die Voruntersuchungen zeigten, dass die Verwendung fluiddynamischer Aktuatoren zu einer erheblichen Steigerung der Leistungsspektren und Lebensdauer der Klein- und Kleinstsatelliten führt, so dass zunehmend komplexere und langfristigere Aufgaben durch diese Satellitenfamilien erfüllt werden können.Die Untersuchungen zu magnetohydrodynamischen Prozessen bilden den Schwerpunkt des Forschungsvorhabens. Hierbei sollen die elektrodynamischen Antriebsprozesse genauer untersucht werden. Wesentliche Ziele sind dabei die Steigerung des Systemwirkungsgrades und die Erhöhung der Zuverlässigkeit. Für den zuverlässigen Einsatz im Weltraum ist die Erforschung und Unterdrückung des Verdampfungsverhaltens von großer Bedeutung. Dafür wird die Kavitationsneigung unter Wirkung hoher Betriebströme untersucht und folglich müssen wirksame Maßnahmen zur Gewährleistung eines permanenten Überdrucks gefunden werden.Weitere Arbeiten fokussieren sich auf die Erforschung temperaturabhängiger Strömungseigenschaften, Mikrovibrationen sowie den Einsatz kugelförmiger Aktuatoren. Durch den innovativen Ansatz einer induktiv getriebenen sphärischen Strömung soll die Eignung von Kugelaktuatoren zur Dreiachsenstabilisierung erforscht werden. Anschließend werden die Dreiachsenstabilisierungseigenschaften der neuartigen Aktuatoren unter Mikrogravitationsbedingungen im Rahmen einer Parabelflugkampagne verifiziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen