Die Zahl der Projekte für Satellitenkonstellationen in der unteren Erdumlaufbahn (LEO) nimmt rapide zu. Da hochkarätige Privatunternehmen nun mit Regierungen und Behörden um den Start von Tausenden von Satelliten konkurrieren, wird der Weltraum in Zukunft sehr viel stärker beansprucht werden. Die Entwickler von LEO-Satellitenkonstellationen wenden sich zunehmend der optischen Kommunikation zu. Diese bietet im Gegensatz zur Inter-Satelliten-Kommunikation über Funkfrequenzen einen höheren Durchsatz und eine höhere Sicherheit bei der Datenübertragung. Gleichzeitig erfordert sie neue Kommunikationsterminals, die in der Lage sind, die Strahlen zwischen den Satelliten zu stabilisieren und zu steuern.
Piezolösungen für Datenkommunikation in der Luft- und Raumfahrt
Eine der leistungsfähigsten Technologien zur Strahlsteuerung sind Piezo-Kippsysteme. Diese Systeme, die Piezokeramikstapel nutzen, sind so konstruiert, dass montierte Spiegel mit Hunderten bis Tausenden von Hertz abgelenkt werden können. Durch die Verwendung von Festkörpergelenken können die Tip-Tilt-Tische Auslenkungen von bis zu 40 mrad über mehrere Achsen erreichen und dabei Auflösungen von bis zu .02 µrad beibehalten. piezosystem jena kennt durch jahrelange Erfahrung in der Entwicklung dieser Piezo-Kippsysteme die Faktoren, die neben Geschwindigkeit, Genauigkeit und Reichweite eine Rolle spielen. Etwa Volumen und Gewicht bei raumgebundenen Operationen. Daher werden die Systeme kompakt und leicht konstruiert, um die Startkosten zu senken. Da Satelliten nicht ohne weiteres gewartet werden können, sind Qualität und Zuverlässigkeit von besonderer Bedeutung für optische Leitsysteme.
Derzeit werden Satelliten mit schnell lenkbaren Kippspiegeln zur Ausrichtung der Laserkommunikation für den Start in den nächsten Jahren entwickelt.
Piezoelektrische Aktuatoren bringen aufgrund ihrer Beschaffenheit Vorteile für den Satellitenbetrieb mit sich. Sie sind strahlungsresistent und unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Feldern, ohne selbst welche zu erzeugen. Somit stören sie weder umliegende Elektronik noch werden sie durch andere Elektronik oder Strahlung beeinträchtigt. Nicht zuletzt benötigen piezosystem jena Schnelllenkspiegel auch keinen Strom, um ihre Position zu halten. Piezoelektrische Antriebe benötigen leidglich konstante Spannung, was wertvolle Energie an Bord von Satelliten spart.
Weltraumqualifiziert: Wie PSH-Systeme für European Space Agency entwickelt werden
Die Entwicklung unserer neuesten Serien PSH 20/2 und PSH 35/2 wurde durch die strengen Anforderungen des Projekts SQATTS (Space Qualified Tilting System) des European Space Agency vorangetrieben. Während diese Systeme eine vorläufige Eignung für den Weltraum zeigten, verlangte die ESA strenge Nachweise für Fluganwendungen. Der erfolgreiche Abschluss der Technologiephase lieferte diese entscheidende Validierung und bestätigte die Bereitschaft und die gezielten Spezifikationen des Systems.
Unser PSH-Design wurde für die beiden wichtigsten Funktionen optischer Intersatellitenverbindungen (O-ISL) zertifiziert: Es fungiert als Fine Steering Mirrors (FSM) zum Ausgleich atmosphärischer Störungen und als Point-Ahead Mechanisms (PAM) zum Erzeugen des erforderlichen Versatzwinkels zur Korrektur der Satellitenbewegung. Durch die Zusammenführung der Fähigkeiten von FSM und PAM in einer einzigen Lösung ermöglicht die PSH-Serie eine erhebliche Reduzierung sowohl des Systemintegrationsaufwands als auch der Gesamtkosten für komplexe optische Architekturen.
Kernvorteile von Space-Qualified PSH als FSM:
- Ultimative Präzision: Durch den Einsatz der Festkörper-Piezo-Technologie wird eine nahezu unbegrenzte Positionierungsauflösung und kein mechanisches Spiel gewährleistet, was höchste Zielgenauigkeit garantiert.
- Extreme Haltbarkeit: Gebaut, um den rauen Umgebungsbedingungen beim Start standzuhalten, einschließlich extremer Stoß- und Vibrationsbelastungen, und bietet gleichzeitig einen breiten Betriebstemperaturbereich und eine hervorragende Lebensdauer.
- Energieeffizienz: Die kapazitive Natur unserer Piezoaktuatoren stellt sicher, dass sie beim Halten einer Position keinen elektrischen Strom verbrauchen, was sie perfekt für leistungsbeschränkte Satellitenplattformen geeignet macht.
Die hohe Messlatte, die dieses ESA-Projekt legt, bestätigt, dass die PSH-Systeme eine überlegene Wahl sind, nicht nur für O-ISL, sondern auch für jede kritische Anwendung, einschließlich solcher, die fortschrittliche Präzision in Laborumgebungen und Halbleiterherstellungswerkzeugen erfordern.
