Ausgezeichnete Satelliten-Technik
Wettbewerb der Innovationen für nachhaltige Infrastrukturen im Weltraum und auf der Erde.
Beim sechsten Innospace-Masters-Wettbewerb suchte die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR nach innovativen Lösungsvorschlägen, um die uneingeschränkte und zuverlässige Verfügbarkeit von satellitengestützten Infrastrukturen im digitalen Zeitalter sicherzustellen. Insgesamt 330 Teilnehmende aus Unternehmen, Start-ups, Universitäten und Forschungseinrichtungen in 23 europäischen Ländern haben an dem Wettbewerb unter dem Motto „Innovationen für nachhaltige Infrastrukturen im Weltraum und auf der Erde“ teilgenommen. Dabei standen ihnen fünf Wettbewerbskategorien aus verschiedenen Entwicklungs- und Innovationsphasen zur Auswahl. Bei der Innospace Masters Konferenz, die Ende vergangener Woche virtuell stattfand, wurden nun die Gewinner verkündet. „Initiativen wie der Innospace Masters sind wichtig, da Innovationen hauptsächlich im Wettbewerb entstehen", erläutert Thomas Jarzombek, Koordinator der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt. „Insbesondere in Umbruchphasen, wie sie die Raumfahrt aktuell erlebt, ist die Innovationsförderung von besonderer Bedeutung.“
In der zurückliegenden sechsten Runde des Wettbewerbs stammten annähernd achtzig Prozent der Einreichungen aus raumfahrtfremden Branchen. „Dies zeigt das hohe Potential auch für die Raumfahrt, vom Know-how und technischen Innovationen anderer Branchen zu profitieren. Gleichzeitig lassen sich mit Forschungsergebnissen und technischen Entwicklungen aus der Raumfahrt aktuelle Herausforderungen anderer Branchen lösen“, erklärt Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. 40 Expertinnen und Experten hatten in einem mehrstufigen Verfahren die Einreichungen geprüft und 15 Vorschläge in die Endrunde des Innovationswettbewerbs gewählt. Nun stehen die Preisträger des Wettbewerbs fest.
Gewinner der ESA BIC Challenge und der Gesamtgewinner des Wettbewerbs ist das Unternehmen PhySens aus Braunschweig. Mit der Digitalisierung und der Energiewende wächst die Bedeutung von Messtechnik als Grundlage für die digitale Anlagenüberwachung und Prozessoptimierung. Bestehende Systeme, basierend auf Stromüberwachung, sind verbunden mit einem großen Installationsaufwand und fehlender Flexibilität. Basierend auf Raumfahrttechnologien der Esa-Rosetta-Mission hat PhySens eine berührungslose, nicht invasive und einfach nachrüstbare Sensorik zur Strommessung entwickelt. Diese intelligente Messtechnik bietet ein großes Potenzial für Industrie-4.0-Anwendungen und für zukünftige, bemannte Raumfahrtanwendungen.
Gewinner der Challenge der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR ist QuVeKS. Neuartige Quantentechnologien des 21. Jahrhunderts versprechen abhörsichere Kommunikation, exponentiell höhere Rechenleistungen, sowie kompaktere und genauere Sensoren. Die bisher erforschten Quantensysteme sind allerdings sehr anwendungsspezifisch und häufig nicht miteinander kompatibel oder vernetzbar. Mit dem QuVeKS-Projekt wird an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und dem CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik ein universell einsetzbarer Quantenprozessor entwickelt. Dieser vereint die komplette Architektur von der Quantenlichtquelle bis zu den Detektoren zu einem kompakten Schaltkreis. Der Prozessor lässt sich ähnlich wie ein Computerchip frei programmieren und ist somit für verschiedenste Anwendungen geeignet. Außerdem können die Datenraten verglichen mit herkömmlichen Lasersystemen stark gesteigert werden. Ein Fokus liegt auf der Absicherung der Kommunikation mit Satelliten.
Die Grundlage für sämtliche Lösungen der Präzisionslandwirtschaft, in der landwirtschaftliche Flächen vollautomatisch maschinell bewirtschaftet werden, sind genaue Daten zu Feldgrenzen und Ackerflächen. DigiFarm, der Gewinner der Airbus Challenge, hat in den letzten zwei Jahren einen hochauflösenden Algorithmus für Bilder der beiden Sentinel-2 Satelliten des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus entwickelt und so die Bildauflösung um das Zehnfache von zehn Metern auf einen Meter vergrößert. Darüber hinaus hat die Firma ein Modell für eine künstliche Intelligenz zur automatischen Erfassung von Feldgrenzen in großem Umfang geschaffen. DigiFarm hat weltweit Feldgrenzen von bereits über 15 Millionen Hektar bestimmt und erreicht dabei eine um bis zu zwanzig Prozent höhere Genauigkeit als die bisherigen Katasterkarten.
Die ständig wachsende Menge an Weltraumschrott gefährdet die Weltraum-Infrastruktur und damit systemrelevante Dienstleistungen für Kunden auf der ganzen Welt. Dieses Problem soll Debris, der Gewinner der OHB Challenge, angehen. Debris ist ein Kleinsatellit zur aktiven Trümmerbeseitigung. Er hängt sich an Zielobjekte an und verwendet anschließend ein Schleppsegel und einen Befestigungsmechanismus, den so genannten Tether, um Schrott aus dem Orbit zu entfernen. Aus wirtschaftlicher Sicht macht Debris die aktive Beseitigung von Weltraummüll profitabel. Die wichtigsten kostensenkenden Merkmale sind das Rideshare optimierte Design, bei dem mehrere Nutzlasten zusammen gestartet werden können, kommerziell erhältliche Bauteile, sowie niedrige Entwicklungs- und Betriebskosten.
Die digitale Überwachung von Bahninfrastruktur ist Grundlage für den Zugverkehr von morgen. Bestehende Überwachungssysteme basieren auf mechanischen oder indirekten Messprinzipien. Diese geben jedoch keine direkte Information über die reale Position oder Bewegung der Infrastrukturkomponenten und können somit zu Fehlmeldungen führen. Dann müssen Teilstrecken bis zur technischen Überprüfung gesperrt werden, was zu Verspätungen führt. Das neuartige System von der Firma PhySens, die auch die DB Netz AG Challenge gewonnen hat, ermöglicht die drahtlose und direkte Überwachung von Bahninfrastruktur. Das System basiert auf Magnetfeldmessungen. Mithilfe eines einheitlichen, einfach anzubringenden Sensors können Zustandsdaten für Weichen, Bahnübergänge oder Signale gesammelt und cloudbasiert ausgewertet werden. So können Verspätungen reduziert, Instandhaltungskosten gesenkt und die Lebensdauer der Infrastruktur verlängert werden.
DLR / JOL
