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Ariane-5-Rakete trägt für Galileo ein Stück Schweiz ins All hinaus

Heute Mittag starten die letzten Satelliten für den operativen Betrieb des europäischen Ortungssystems Galileo in Französisch-Guayana. Massgebend am Projekt beteiligt ist Ruag Space.
Raphael Bühlmann
Ariane 5 startet vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana (Bild: ESA-Cnes-Arianespace / EPA, 25. Juli 2018)

Ariane 5 startet vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana (Bild: ESA-Cnes-Arianespace / EPA, 25. Juli 2018)

Heute um 13.25 Uhr startete vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana (Südamerika) die nächste Ariane-5-Rakete. In einem Winkel von 56 Grad zum Äquator wird diese die Erdatmosphäre verlassen, um ihre wertvolle Fracht im Weltraum abzusetzen. Die Galileo- Satelliten werden in einem Orbit ­rund 20000 Kilometer über dem Erdboden operieren.

Die letzten vier Satelliten machen das europäische Navigationssystem Galileo bereit für den operativen Betrieb. Damit werden die Europäer unabhängiger vom amerikanischen GPS. Mit an Bord ist auch ein Stück Schweiz – wobei ein Stück eine ziemliche Untertreibung ist, wie ein Besuch unserer Zeitung bei Ruag Space in Zürich zeigt.

Ruag liefert «Gehirn» des Galileo-Satelliten

Fast schon wie Uhrmacher sitzen die Mechaniker und Ingenieure von Ruag Space an den hochpräzisen Apparaturen im Reinraum. Alles muss elektrisch geerdet sein, nichts darf ohne Handschuhe angefasst werden, und auch die Luft wird gefiltert, denn die Staubpartikel können fatale Folgen für die mechanischen und elektronischen Baugruppen haben. Nebst der Nutzlastverkleidung für die Ariane-Rakete, die in Emmen entsteht (vgl. Kasten), entwickelt und produziert Ruag in Zürich hochempfind­liche Elektronikkomponenten und diverse mechanische Bauteile, die in den Galileo-Satelliten verbaut wurden. So zum Beispiel den Antrieb der Sonnensegel. Der sogenannte Aktuator sorgt dafür, dass die Solarzellen stets im korrekten Winkel zur Sonne ausgerichtet sind – im All eine alles andere als triviale Aufgabe. Denn nur schon die Abweichung von einem Grad führe zu einer massiven Minderleistung der Segel, wie Benny Heimberg, Projektleiter Galileo bei Ruags Business Unit Mechanismen, erklärt. Abgesehen von der Herausforderung, dass die verbauten Teile auch nach Jahren noch hochpräzise funktionieren müssen, stellt der ausseratmosphärische Einsatz die Ruag vor zusätzliche Hürden. «Wir können beispielsweise nur spezielle, temperaturstabile Schmierstoffe für das Getriebe verwenden, denn Flüssigkeiten verdampfen im Vakuum», erklärt Heimberg weiter. Nebst den diversen weiteren Komponenten «Made in Switzerland» stammt vor allem auch das Herzstück das Galileo-Satelliten von Ruag Space.

Der Aktuator wird in Zürich entwickelt und hergestellt. Er steuert die Sonnensegel der Galileo-Satelliten. Bild: PD

Der Aktuator wird in Zürich entwickelt und hergestellt. Er steuert die Sonnensegel der Galileo-Satelliten. Bild: PD

«Wir liefern mit dem On-Board-Computer das wichtigste Bauteil, das den Satelliten steuert», erklärt Axel Roenneke, Vice President Marketing und Sales bei Ruag Space. Der Computer berechnet die aktuelle Position des Satelliten, steuert die korrekte Ausrichtung, lenkt die Solarsegel und kontrolliert sämtliche Systeme. Der zentrale Rechner der Satelliten wird in Schweden entwickelt und gebaut. Ruag Space unterhält dort, in Österreich, Finnland und in den USA Elektroniksparten.

An den verschiedenen Standorten entstehen unter anderem auch die Halterung, die den Satelliten mit der Rakete verbindet, und der Aussetzmechanismus, der den Satelliten schliesslich von der Rakete trennt. Auch von Ruag stammt der Thermalschutz. Eine Verkleidung, die die empfindlichen Systeme gegen extreme Aussenbedingungen schützt – eine im All wesentliche Funktion, wie Axel Roenneke weiter ausführt. «Wir haben im Inneren des Satelliten normale Betriebstemperaturen, während ausserhalb der Verkleidung zwischen –260 und +150 Grad herrschen können», so Roenneke.

Bei einigen Satelliten sind heute rund 100 Komponenten allein von Ruag Space verbaut. Bild: PD

Bei einigen Satelliten sind heute rund 100 Komponenten allein von Ruag Space verbaut. Bild: PD

Ziel ist industrielle Fertigung

Schutzhülle, Isolation, Computer oder mechanische Teile – Ruag Space gilt mittlerweile als umfassender zuverlässiger Zulieferer für Satelliten- und Raketenbauer. Bis 100 Ruag-Produkte würden teilweise in einem einzigen Satelliten verbaut. «Und noch nie hat eines im Einsatz versagt», sagt Roenneke. Dabei bewege man sich immer an der Grenze des technisch Möglichen. Zwei Drittel des Umsatzes erwirtschaftet Ruag Space mit Satellitenbauteilen. Ein Drittel kommt aus dem Trägerraketengeschäft.

In der Zukunft werde es nun darum gehen, durch Standardisierung und industrielle Serienfertigung im wachsenden Wettbewerb zu bestehen. Da zunehmend private Anbieter auf den Markt kämen, würde der Preisdruck ansteigen. Die heute ins All geschossene Rakete wird 3 Stunden 36 Minuten nach dem Start die ersten beiden Satelliten freigeben. Nach 20 Minuten folgt das zweite Paar. Sie werden rund 12 Jahre im Einsatz blieben.

Was ist Galileo?

Galileo ist ein sich im Aufbau befindliches, teilweise bereits operationelles, europäisches globales Satellitennavigations- und Zeitgebungssystem unter ziviler Kontrolle (europäisches GNSS). Es liefert weltweit Daten zur genauen Positionsbestimmung. Auftraggeber von Galileo ist die Europäische Union. Der Sitz der Galileo-Agentur befindet sich seit 2014 in der tschechischen Hauptstadt Prag. Mit Stand Ende 2017 sind 22 der vorgesehenen 30 Satelliten in ihrem Orbit. Bis Ende 2019 sollen alle Satelliten in ihre Umlaufbahn gebracht werden. Das Satellitennavigationssystem ist für die Allgemeinheit seit dem 15. Dezember 2016 zugänglich.

Schutzmantel aus Emmen

Die für den Transport der Galileo-Satelliten verwendete Rakete besteht aus Teilen, die vom Ruag Space Composite Center beim Flugplatz Emmen hergestellt werden. Diese Nutzlastverkleidung besteht aus zwei 17 Meter langen Halbschalen, die sich im All teilen. Diese müssen extremsten Bedingungen standhalten. Denn an der Spitze der Rakete können auf dem Weg in den Orbit je nach Bedingungen mehrere hundert Grad werden. Im Extremfall sind es teilweise bis zu 500 Grad. Gemäss neusten Produktionsmethoden würden diese nur noch mit Hitze produziert und dazu in einem Industrieofen ausgebacken. Die Produktionszeit habe sich dank des neuen Verfahrens von zwölf auf sechs Monate verringert. Die Produktionskosten verringern sich nach Angaben der Ruag um 40 Prozent. (rab)

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