BREMEN, Deutschland – Das deutsche Satellitenkomponentenunternehmen Dcubed wagt sich in den Bereich der In-Space Manufacturing (Herstellung im Weltraum) und initiiert eine Reihe von Missionen, um die Produktion von großflächigen Solarmodulen direkt im Orbit zu demonstrieren. Auf der Space Tech Expo Europe am 18. November stellte das Unternehmen seine ARAQYS-Produktlinie vor, die entwickelt wurde, um eine anpassungsfähigere und wirtschaftlichere Herstellung von Solarmodulen im Orbit im Vergleich zu traditionellen Methoden zu ermöglichen.
Ein entscheidender Test dieser Technologie ist für die ARAQYS-D3-Mission geplant, deren Start für das erste Quartal 2027 mit einer SpaceX-Rideshare-Mission geplant ist, die von Maverick Space Systems arrangiert und einen Satellitenbus von Astro Digital nutzt. Diese Mission wird sich auf die Herstellung eines Solarmoduls konzentrieren, das zwei Kilowatt Leistung erzeugen kann. Das Raumschiff wird eine aufgerollte Matte mit Solarzellen transportieren.
„Wir rollen sie im Weltraum aus und drucken eine Struktur darauf, die sie versteift“, erklärte Thomas Sinn, Chief Executive von Dcubed, in einem Interview. Diese Struktur verwendet ein Harz, das durch ultraviolettes Licht gehärtet wird, was Sinn als eine energiearme Produktionsmethode bezeichnete. Der Aufbau der Array-Struktur im Weltraum vereinfacht den Prozess für große Arrays im Vergleich zur bodengestützten Fertigung. „Der traditionelle Ansatz mit gefalteten Paneelen wird sehr schwer“, sagte er, was stabilere Paneele und robustere Auslösemechanismen erfordert, um der Startumgebung standzuhalten.
„Der große Fortschritt dieses im Weltraum hergestellten Solarmoduls besteht darin, dass es für den Einsatz im Weltraum konzipiert ist. Wir brauchen keine Scharniere oder Halte- und Auslösemechanismen. Daher können wir es dort oben sehr dünn machen“, fügte er hinzu. Dcubed beabsichtigt, terrestrische Solarzellen anstelle von weltraumqualifizierten Zellen zu verwenden. Sinn erklärte, dass dieser Ansatz die Kosten von Hunderten von Dollar pro Watt auf "zweistellige" Dollar pro Watt senken könnte, was für neue, energieintensive Anwendungen wie Weltraum-Rechenzentren von Bedeutung ist. Terrestrische Zellen werden für Satelliten mit einer Lebensdauer von etwa fünf Jahren als ausreichend erachtet.
„Wir gehen damit wirklich auf die Megakonstellationen, auf die billigen Satelliten“, sagte er. „Es ist nichts, was wir für die Raumstation oder ähnliches verwenden würden.“ Der ARAQYS-D3 ist ein Raumschiff der ESPA-Klasse mit einer Größe von etwa einem Meter. Nach vollständiger Entfaltung wird sich das Solarmodul etwa 15 Meter erstrecken. Sinn erwähnte die enge Zusammenarbeit mit Astro Digital, dessen Hauptsitz in Colorado in der Nähe des US-Büros von Dcubed liegt.
Vor ARAQYS-D3 hat Dcubed zwei Vorläufermissionen geplant. Die erste, ARAQYS-D1 oder Dcubed-1, ist ein 3U-Cubesat, der die Produktion eines 60 Zentimeter langen Auslegers im Weltraum demonstrieren soll. ARAQYS-D2 wird das Drucken eines ein Meter langen Solarmoduls als Nutzlast auf einer Spacevan-Mission des französischen Unternehmens Exotrail bewerten. Beide Missionen sollen Anfang 2026 mit separaten SpaceX-Rideshare-Missionen starten.
Dcubed stellt auch konventionelle Solarmodule her und hat kürzlich einen Vertrag von Intuitive Machines erhalten, um Module für die ersten Mondkommunikationssatelliten zu liefern. Sinn deutete an, dass zwei Kilowatt den Punkt markieren, an dem im Weltraum hergestellte (ISM)-Arrays von Vorteil werden. „Wir könnten sehen, dass viele der Kunden, die wir derzeit haben und die zwei Kilowatt oder mehr benötigen, ihr traditionelles Solarmodul durch ein ISM-Solarmodul ersetzen könnten, weil sie eine Größenordnung an Kosten sparen können“, sagte er.
Dcubed sucht aktiv nach Erstanwendern für sein ISM-Solarmodul, darunter die U.S. Space Force und die Bundeswehr. Eine mögliche Anwendung ist Power Beaming, das Sinn zufolge das Unternehmen auf ARAQYS-D3 demonstrieren will. Theoretisch gibt es keine Größenbeschränkung für ein Array, das mit dieser Technologie hergestellt wird. „Wir gehen jetzt mit zwei Kilowatt, weil das das richtige Gleichgewicht zwischen machbar und völlig verrückt ist“, sagte er. Nachfolgende Schritte umfassen Fünf-Kilowatt-Arrays, gefolgt von 10- bis 20-Kilowatt-Versionen.
Große Arrays stellen strukturelle Herausforderungen für häufig manövrierende Raumschiffe dar. Sinn fügte jedoch hinzu: „Wenn man nicht viel mit dem Raumschiff machen muss, könnte man auf 100 Meter, einen Kilometer gehen.“ Der Name ARAQYS leitet sich von aranea ab, dem lateinischen Begriff für Spinne. „Sie können bei Bedarf sehr schöne Strukturen herstellen“, sagte Sinn. Er spielt auch auf Arrakis an, den Wüstenplaneten aus der "Dune"-Saga. „Ich liebte den Film“, schloss er.