Im Rahmen bisheriger Grenzen denken

Man hört und liest fortwährend, über bisherige Grenzen müsse hinausgedacht werden. Das ist kein neuer Gedanke. Diese Geschichte hingegen verfolgt einen völlig anderen Ansatz.

Sämtliche Raumfahrtzeuge und Satelliten benötigen Energiequellen. Normalerweise wird diese Energie in Schwungrädern oder Akkus gespeichert. Beide Elemente verbindet, dass sie viel Raum einnehmen und ein ziemlich hohes Gewicht aufweisen.

Aber kommen wir auf das Denken über bisherige Grenzen hinaus zurück, oder besser gesagt und im wörtlichen Sinne: auf neue Ideen im Rahmen bisheriger Grenzen. Enrico Stoll (ES), Gesamtgewinner des Innovationswettbewerbs INNOspace Masters sowie Gewinner der Challenge 2017 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), machte den zukunftsweisenden Vorschlag, Energie in den Wänden eines Raumschiffs zu speichern. Der Vergleich mit einem E-Bike veranschaulicht den Gedanken: Wie viel leichter wäre das Rad, könnte man die schwere Batterie in den Rahmen integrieren! Erfahren Sie mehr darüber, was den Pionier auf sein innovatives Konzept brachte, welche Herausforderungen es aktuell zu meistern gilt, welche Vorteile seine Idee birgt und wann wir mit den ersten Ergebnissen rechnen dürfen.

Kurzinterview mit Enrico Stoll – Gesamtgewinner INNOspace Masters 2017

AZO: Beginnen wir mit einer kurzen Chronik. Wann und wie ist Ihre Idee entstanden bzw. hat sich entwickelt?

ES: Einer der Forschungsschwerpunkte des Instituts für Raumfahrtsysteme ist die Leistungsoptimierung von CubeSats für komplexe Aufgaben wie das Entfernen von „Weltraummüll“. In diesem Zusammenhang kam die Idee auf, Batterien und strukturelle Elemente zu kombinieren. Zuerst dachten wir an Batterien in 3D-Druck. Diese Überlegung verschob sich jedoch in Richtung Faserverbundwerkstoffe und Batteriesysteme der nächsten Generation, was sich aus der gemeinsamen Arbeit mit dem Institut für Partikeltechnik an existierenden Batterietechnologien ergab.

AZO: Welche Herausforderungen müssen Sie aktuell meistern?

ES: Wir wissen bereits sehr viel über die Anforderungen und Rahmenbedingungen, die mit dem Projekt verbunden sind. Derzeit erweitern wir dieses Know-how und kombinieren es mit ersten Praxistests. Dies soll uns dabei helfen, das beste Material auszuwählen, Prozesse zu optimieren und Prozessketten zu entwickeln und reifen zu lassen.

AZO: Welche Ziele verfolgen Sie kurz- und mittelfristig bzw. auf lange Sicht?

ES: Unser kurzfristiges Ziel ist die Entwicklung von Laborproben, die Beweise für unsere Idee liefern. Auf dieser Grundlage werden wir mittelfristig einen Prototyp entwickeln. Langfristig möchten wir das Produkt so weit perfektionieren, dass es auf dem Markt eingesetzt werden kann.

AZO: Wann dürfen wir mit ersten Ergebnissen rechnen?

ES: Die Material- und Prozessentwicklung möchten wir planmäßig ein Jahr nach Projektstart zum Abschluss bringen. Wir hoffen, dass die entsprechenden Laborproben ein halbes Jahr danach vorliegen. Diese möchten wir anschließend nutzen zur Entwicklung eines Prototyps in Form eines CubeSat am Ende der Projektlaufzeit nach zwei Jahren.

Diese Ziele wollen wir im Hinterkopf behalten. Betrachten wir nun die Gewinneridee des INNOspace Masters, ihre Vorteile und den Aspekt Technologietransfer etwas detaillierter.

Wall#E – Faserverstärkte Raumschiffwände als Energiespeicher

Die Grundidee von Wall#E zielt darauf ab, die Funktion des Energiespeichers in die Trägerstruktur des Raumschiffs zu integrieren. Hierfür werden faserverstärkte Strukturen verwendet, also leichte, extrem starke Verbundwerkstoffe mit langer Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, in die innovative Batteriematerialien infiltriert werden. In einem ersten Schritt konzentriert Wall#E sich auf Satelliten, aber das Konzept lässt sich auch leicht auf Trägersysteme, Raumstationen und bodengestützte E-Mobility-Anwendungen übertragen. Unter diesem Gesichtspunkt erweist sich der aus dieser Idee resultierende Technologietransfer der Integration von Faserverbundstoffen und Batteriesystemen der nächsten Generation als attraktiv für zahlreiche Anwendungsbereiche.

Zu den Hauptvorteilen der prämierten Idee gehören:
• Gewichtsreduzierung von Satelliten
• Niedrigere Startkosten
• Weniger Energieverbrauch
• Einfachere und kompaktere Bauweise

Technologietransfer bietet branchenübergreifende Vorteile

Am Beispiel des Gesamtgewinners des INNOspace Masters und Gewinners der DLR Challenge zeigt sich, dass innovative Ideen wichtig für Wettbewerbsfähigkeit und Entwicklung der Raumfahrtbranche sind, sich zugleich aber auch positiv auf andere Branchen auswirken können. Technologietransfer ist dabei von entscheidender Bedeutung, denn so werden Innovationen auch branchenübergreifend in größerem Rahmen vorangetrieben. Dies bringt nicht nur Geschäftsideen einen entscheidenden Schritt weiter voran, sondern schafft auch einen wirtschaftlichen Nutzen, von dem letzten Endes die gesamte Gesellschaft profitiert. Zudem zeigt das Beispiel auch, dass prinzipiell jeder aus einer beliebigen Branche am Wettbewerb INNOspace Masters teilnehmen kann.

Der INNOspace Masters sucht exakt nach solchen Geschäftsideen. Bereiten Sie sich also auf die nächste Runde vor und lassen Sie sich inspirieren von den Ideen, die in den vorangegangenen Jahren ausgezeichnet wurden.

Über den Ideenwettbewerb INNOspace Masters

Unter dem Motto „Space Moves! – new ideas for the next space generation”, sucht der INNOspace Masters nach fortschrittlichen Ideen und Konzepten, die innovative Lösungen für aktuelle Herausforderungen der Raumfahrtbranche präsentieren. Der Wettbewerb, initiiert von der Raumfahrtbehörde des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und organisiert vom Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen (AZO), lädt Innovatoren ein, ihre Vorschläge und Konzepte für die New Space Economy einzureichen.

Der Wettbewerb INNOspace Masters, dessen Grundgedanke im Technologietransfer aus einem branchenfremden Sektor in den Bereich Raumfahrt bzw. in umgekehrter Richtung besteht, verspricht allen Teilnehmern ein einzigartiges Erlebnis. Besuchen Sie http://www.innospace-masters.com/, um mehr über den INNOspace Masters und branchenspezifische Herausforderungen zu erfahren oder Ihre Idee einzureichen.