Kleinsatelliten, sogenannte Cubesats, sind oft nicht viel größer als der Zauberwürfel des ungarischen Designers Ernö Rubik und wiegen zwischen einem und zehn Kilogramm. Sie sind deutlich günstiger in der Herstellung als herkömmliche Satelliten, benötigen aber auch ein besonders kleines Antriebssystem.
Fingernagelgroß: Winziger Antrieb für Satelliten
Ein solches haben jetzt Forscher:innen des Imperial College London im Auftrag der Esa entwickelt. Der winzige Raketenantrieb trägt den Namen Iridium Catalysed Electrolysis Cubesat Thruster (Ice-Cube-Thruster) und ist so groß wie ein Fingernagel.
Als Treibstoff kommt Wasser zum Einsatz, das per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet wird. In einer nur rund einen Millimeter großen Brennkammer entzünden sich die Gase und treiben den Cubesat per Schubkraft an, wie Golem berichtet.
Ungefährlicher Treibstoff: Wasser bringt Schub
Die Vorteile des neu konstruierten Antriebs für Kleinsatelliten liegen laut den Forscher:innen in der einfachen Lagerung eines ungefährlichen Treibstoffs, der günstig erzeugten Schubkraft und der geringen Menge an benötigtem Strom für die Elektrolyse.
Der erzeugte Schub beläuft sich allerdings maximal auf 4,5 Millinewton. In einem Test wurden laut Esa dauerhaft 1,25 Millinewton bei einem spezifischen Impuls von 185 Sekunden erreicht. Zur Einordnung: Das Haupttriebwerk des Spaceshuttles hat rund eine halbe Milliarde Mal mehr Schub als der Ice-Cube-Thruster.
Fertigungstechnik aus der Chipherstellung
Um ein solch winziges Antriebssystem herstellen zu können, griffen die Forscher:innen auf eine Fertigungstechnik zurück, die normalerweise bei der Chipherstellung genutzt wird. Dank der Verwendung von Siliziumwafern kann der Raketenantrieb in großen Stückzahlen zu geringen Kosten hergestellt werden.
Das wird auch nötig sein, denn allein Esa und Nasa setzen in den kommenden Jahren auf den Einsatz von Kleinsatelliten. Schon in den Jahren zwischen 2016 und 2020 soll sich die Anzahl der in den Orbit gebrachten Kleinsatelliten verdreifacht haben. Tendenz: stark steigend. Zudem sollen die Cubesats im Jahr 2017 rund 90 Prozent aller Satelliten ausgemacht haben.