Seit dem Start des ersten künstlichen Satelliten hat die Natur der Raumfahrt jede Raumfahrtmission in Bezug auf Masse, Lebensdauer und letztlich Kosten stark eingeschränkt. Das Ergebnis sind meist hochintegrierte Einweg-Raumfahrtsysteme, die bei Bedarf nur schwer zu warten und/oder aufzurüsten sind. Gleichzeitig erfordert die derzeitige Verbreitung von Weltraummüll eine nachhaltigere Nutzung der Umgebung im Orbit, was mit dem aktuell angenommenen Missionsparadigma nur schwer zu erreichen ist. All diese Tatsachen weisen auf die Notwendigkeit eines Richtungswechsels bei Raumfahrtmissionen und der Morphologie des Raumfahrzeugdesigns hin, um eine kosteneffektive Wartung und Montage im Orbit zu ermöglichen, die die Lebenszykluskosten von Raumfahrzeugen reduzieren und gleichzeitig ihre Leistungsfähigkeit und Flexibilität im Falle eines Ausfalls oder unerwarteter Ereignisse erhöhen könnte.
Mit dem Horizon 2020 Space Strategic Research Cluster (SRC) on Space Robotics Technologies verfolgt die Europäische Union den Ansatz, diesen Richtungswechsel zu erreichen, indem sie die Reife von Weltraum-Robotik-Technologien für die Wartung und Montage im Orbit schrittweise erhöht und diese im Zeitrahmen von 2023-2027 mit umfangreichen Demonstrationsmissionen validiert.
Das Projekt PERASPERA In-Orbit Demonstration (PERIOD) ist eines der Operational Grants (OGs) der dritten Phase des SRC mit dem Ziel, ein Orbital-Demonstrator-Konzept zu definieren und dabei die Arbeiten der vorangegangenen Phasen des SRC zu nutzen, die sich mit dem Entwurf, der Herstellung und dem Testen von zuverlässigen und leistungsstarken Roboter-Bausteinen befasst haben.
Spezifische Ziele des Projekts sind:
- Die Definition eines Demonstrator Konzepts basierend auf einer orbitalen Fabrik, die auf der Bartolomeo-Plattform der Internationalen Raumstation integriert ist, um ein Raumfahrzeug im Orbit herzustellen und zu betreiben.
- Die Weiterentwicklung von Kernsoftwarekomponenten der Weltraumrobotik bis zum „Technology Readiness Level“ 5.
- Evaluierung des aktuellen Stands der Technik von Standardschnittstellen in einem Benchmark-Szenario.
- Evaluierung aller Kernkomponenten für die Montage auf einem „Breadboard“.
- Durchführung von Kommunikations- und Verbreitungsaktivitäten, um die Raumfahrtgemeinde und potenzielle Kunden über die Fähigkeiten der Wartung und Montage im Orbit zu informieren sowie Transparenz über Risiken und Abhilfemaßnahmen zu schaffen.
Die Aufgaben des DFKI im Rahmen des Projekts adressieren insbesondere:
- Die Evaluierung des aktuellen Stands der Technik von Standardschnittstellen in einem repräsentativen Benchmark-Szenario.
- Die Definition vorläufiger Anforderungen und der Entwicklungslogik der Wahrnehmungs- und Darstellungskomponenten der Orbitalen Fabrik.
- Die Definition einer konzeptionellen cyber-physikalischen Systemarchitektur der Orbitalen Fabrik und ein „Proof-of-Concept“ für einen ausgewählten Aspekt.
Weitere Informationen zum PERIOD sind unter folgender URL zu finden: https://period-h2020.eu/.
Partner
Airbus Defence and Space GmbH (Germany), Airbus Defence and Space SAS (France), Airbus Defence and Space Ltd. (UK), GMV Aerospace and Defence S.A.U. (Spain), GMVIS Skysoft S.A. (Portugal), Space Applications Services NV (Belgium), SENER Aerospacial S.A. (Spain), EASN Technology Innovation Services BVBA (Belgium), ISISPACE B.V. (Netherlands)
