Schnell und sauber in den Orbit

© Isar Aerospace Technologies GmbH

Zehntausende Kleinsatelliten sollen in den nächsten Jahren weltweit ins All geschossen werden. Das Start-up Isar Aerospace, das an der Technischen Universität München (TUM) gegründet wurde, hat eine kleine und preiswerte Trägerrakete entwickelt, die auf den Transport der Kleinsatelliten zugeschnitten ist.

In Ottobrunn bei München, in unmittelbarer Nähe der Fakultät für Luftfahrt, Raumfahrt und Geodäsie der TUM, startet jetzt die Produktion. Die Produktionshallen wurden heute mit Ministerpräsident Dr. Markus Söder und TUM-Präsident Prof. Dr. Thomas F. Hofmann eröffnet.

Im Gegensatz zu traditionellen Satelliten, die mehrere Tonnen wiegen, bringen die modernen Kleinsatelliten höchstens noch 500 Kilogramm auf die Waage. Möglich ist dies durch effiziente elektrische Antriebe und die Miniaturisierung der Raumfahrt-Komponenten. Auch die Produktionskosten sind geringer, sodass das Hochschießen ganzer Schwärme von Satelliten in die Erdumlaufbahn möglich wird, um etwa eine bessere Internetverbindung zu gewährleisten oder Erdbeobachtungsdaten zu generieren.

Diese Kleinsatelliten werden in niedrigen Erdumlaufbahnen in etwa 500 Kilometern Höhe ausgesetzt. Das ermöglicht eine schnelle Datenübermittlung auf die Erde. Doch wie bringt man Zehntausende von Kleinsatelliten möglichst effizient, kostensparend und sauber in den Weltraum? „Für diese Aufgabe sind die meisten Trägerraketen nicht geeignet“, sagt Daniel Metzler, Mitgründer des Start-ups Isar Aerospace.

Maßgeschneiderte Rakete für den Transport kleiner Satelliten
Die Idee, eine Rakete zu bauen, die maximal 1000 Kilogramm in eine Höhe von 500 Kilometer transportieren kann und dazu noch möglichst effizient sein soll, entstand 2017 in den Werkstätten der TUM-Studierendengruppe WARR (Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt). Zusammen mit seinem Team hatte Metzler ein kleines Triebwerk für eine Forschungsrakete entwickelt. Als Reaktion auf einen Film zum Projekt, den die Studierenden im Internet veröffentlicht hatten, gab es zahlreiche Anfragen aus der Industrie.

„Da wussten wir, dass wir auf eine Marktlücke gestoßen waren und haben beschlossen, eine eigene Rakete – maßgeschneidert für den Transport von kleinen Satelliten – zu bauen“, erinnert sich der Ingenieur. „Die Idee war es, unsere Antriebstechnik weiterzuentwickeln: Bisher werden die erste und die zweite Stufe von Trägerraketen in Europa mit unterschiedlichen Triebwerken ausgestattet. Wir dagegen wollten Cluster von identischen Triebwerken einsetzen: Dadurch lassen sich erhebliche Entwicklungs- und Produktionskosten einsparen.“

Produktionshallen in Ottobrunn eröffnet
Anfang 2018 gründeten Josef Fleischmann, Markus Brandl und Daniel Metzler – alle drei haben Luft- und Raumfahrt an der TUM studiert – ihr Start-up Isar Aerospace. Dabei wurden sie von der TUM unterstützt. Die Gründer nahmen am Programm „XPRENEURS“ von UnternehmerTUM, dem Zentrum für Innovation und Gründung an der TUM, teil. Erste Prototypen der Triebwerkskomponenten entstanden in der High-Tech-Werkstatt MakerSpace in Garching. Startkapital investierten UnternehmerTUM Venture Capital Partners sowie private Investoren. Gefördert wurde das Start-up außerdem durch das Business Incubation Center der ESA in Oberpfaffenhofen.

Nach zwei Jahren Entwicklungszeit ist ein wichtiger Meilenstein erreicht: Die Produktion der ersten Rakete beginnt. In Beisein von Ministerpräsident Dr. Markus Söder und TUM-Präsident Prof. Dr. Thomas F. Hofmann eröffneten die jungen Unternehmer am heutigen Montag ihre Produktionshallen auf einer Fläche von 4.500 Quadratmetern in Ottobrunn. Diese befinden sich nur wenige Kilometer entfernt vom Ludwig-Bölkow-Campus, auf dem die TUM-Fakultät für Luftfahrt, Raumfahrt und Geodäsie ihren Hauptsitz hat.

Sauberer Antrieb
An der geplanten 27 Meter langen Rakete mit einem Durchmesser von zwei Metern gibt es bereits „Kundeninteresse im Wert von mehreren Hundert Millionen Euro“, so Metzler. Die meisten Anfragen stammen aus dem europäischen Raum. Mittlerweile arbeiten beim Start-up 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

2021 soll die erste Transport-Rakete, beladen mit Kleinsatelliten, in den Orbit starten. Für den Antrieb sorgt ein Cluster kleiner Triebwerke, die durch die 3D-Druck-Technik kostengünstig und vollautomatisiert gefertigt werden. Betrieben werden diese mit neuartigen, leichten Kraftstoffen, die in den Brennkammern unter hohem Druck sehr sauber und effizient verbrennen. „Wir erzielen auf diese Weise einen sehr hohen Wirkungsgrad“, betont Metzler.

Wenn alles nach Plan verläuft, kann direkt danach die Serienproduktion beginnen: 20 Raketen will Isar Aeropace dann pro Jahr bauen.

Quelle: TUM