Forschungsfabrik für Kleinstsatelliten

13.01.2025

Das Projekt ForFabSat untersucht, wie Automatisierungstechnologien, integrierte Testverfahren und eine adaptive Satellitenkonstruktion die Serienproduktion von Kleinstsatelliten effizienter gestalten können. Ziel ist die Entwicklung und praktische Evaluierung von Fertigungs- und Prüfprozessen, die eine qualitativ hochwertige und skalierbare Serienproduktion ermöglichen. Durch eine Analyse der Herstellungsprozesse werden Potenziale für Automatisierung identifiziert und in eine Forschungsproduktionsanlage überführt, um die Effizienz und Durchlaufzeiten in der Satellitenfertigung zu optimieren.

Projektziele

Europa hat derzeit begrenzte Produktionskapazitäten für große Megakonstellationen von Kleinstsatelliten. Das Projekt ForFabSat zielt darauf ab, Automatisierungskonzepte aus anderen Industriezweigen auf die Raumfahrtindustrie zu übertragen. Dies soll als Grundlage für eine spätere Serienproduktion von Kleinstsatelliten-Netzwerken dienen.

Dabei ist die in ForFabSat geplante Laborfabrik als Ausgangspunkt für weitere Ausbaustufen zu betrachten. In dieser Phase 1 mit einem angestrebten TRL von 3-5, soll die notwendige Infrastruktur zur Erforschung von Fertigungskonzepten aufgebaut, eine erste Produktionslinie implementeiert werden und erste wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt werden.

Laufzeit

Oktober 2022 - Dezember 2024

Ausgewählte Ergebnisse

In Phase 1 wurde wie geplant die notwendige Infrastruktur angeschafft, aufgebaut und in Betrieb genommen und auf Basis dieser Infrastruktur erste wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt. Hierzu zählen neben einer ersten robotergeführten Produktionslinie, Anlagen für das Rapid Prototyping von Subsystemen, Testanlagen für Weltraumumgebungstests und verteilten Lagekontrollsystem-Testanlagen auch eine erste Konzeptionierung eines Multisatellitentestsystems.

Automatisierte Fertigung

Im Bereich der automatisierten Fertigung wurden diverse Funktionsmodule geschaffen, die flexibel für Aufgaben in der Satellitenproduktion eingesetzt werden können. Diese Module sorgen für hohe, gleichbleibende Qualität der Fertigung und ermöglichen einen 24/7 Betrieb. Hierzu zählen:

• Kraftsensitive Handhabung von Satelliten-Bauteilen (Automatisierte Integration, Bestücken von Messeinrichtungen, Materialtransport)
• Fertigungsverfahren (Erweiterbare Roboter-Werkzeuge für Löten, Kleben, Integrieren; Fehlerkorrektur im laufenden Prozess)
• Inspektions- und Messprozesse (Optische Prüfung durch Roboter-geführte Kameras, Messinstrumente)
• Komplexe Prüfanlagen (Sonnensensorkalibrierung, Multi-Satellitentests)
• Mobile Manipulatoren (Flexibler Materialfluss, Betrieb Teststationen 24/7, Multi-Sat-Tests)
• Intuitive projektionsbasierte Mensch-Maschine-Schnittstelle (Information im Arbeitsraum/auf Werkstück: Prozessfortschritt / Prüfergebnisse / Fehler / Eingriffsbedarf / Montageanweisungen; intuitive Roboter-Programmierung)

Systemtests

Eine präzise Lagekontrolle ist essenziell für Satelliten – von der Ausrichtung der Solarpaneele bis zur punktgenauen Erdbeobachtung und Kommunikation. In ForFabSat wurde ein vernetztes, verteiltes Testsystem implementiert, mit welchem ein modulares ADCS mit Sensoren (Sonnensensoren, Magnetometer, Sternenkamera, GNSS, Inertial-Measurement-Unit) und Aktuatoren (Reaktionsräder, Magnetorquer, Triebwerk) unter simulierten Weltraumbedingungen getestet werden kann. Luftkissenlager ermöglichen reibungsfreie Rotationen, während künstliche Sonne, Helmholtz-Spulenkäfig und Sternenhimmelsimulator realistische Umgebungsbedingungen nachbilden. Hochpräzise Drehtische und mobile Manipulatoren simulieren bis zu sechs Freiheitsgrade. Mit Hilfe eines digital Twins des Satelliten bzw. seiner Subsysteme, können Hardware-in-the-Loop-Tests unter authentischen Bedingungen durchgeführt werden.

Kontakt

Wir freuen uns über Ihr Interesse und beantworten Ihnen weitere Fragen zu diesem zukunftsweisendem Projekt!
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Förderung

Dieses Projekt wurde aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt als Projektträger betreut.