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04.11.2019 | Konstruktion + Entwicklung | Nachricht | Onlineartikel

CFK-Rahmen unterstützt Magnetfeldmessung auf dem Jupiter

Autor:
Thomas Siebel

Invent hat große und zugleich filigrane CFK-Rahmen für die Sonde der europäischen Jupitermission gefertigt. Sie helfen, das Magnetfeld des Planeten und seiner drei größten Monde zu untersuchen. 

Das Braunschweiger Unternehmen Invent hat zwei wesentliche Komponenten für die Messinstrumente der europäische Raumfahrtmission JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) gefertigt. Die Sonde der Mission soll 2022 zum Jupiter starten, um die Magnetfelder des Planeten und seiner drei größten Monde Ganymed, Callisto und Europa zu untersuchen. Aus den Messungen sollen sich anschließend Rückschlüsse auf mögliche Wasservorkommen unter der Eisoberfläche ziehen lassen.
Für das Kalibriersystem des Magnetometers hat Invent dabei, im Unterauftrag von Lusospace, zwei etwa 6 m2 große und zugleich filigrane Strukturrahmen aus CFK entwickelt. Das hochempfindliche Messgerät wird auf einem knapp 11 m langen Ausleger außerhalb der Sonde befestigt, für den ebenfalls Invent, im Unterauftrag von Sener Aeroespacial, den zylindrischen CFK-Arm hergestellt und getestet hat.

Steifigkeit und Gewicht im richtigen Verhältnis

Die entwickelten Rahmen werden für den Einsatz mit Kupferdraht umwickelt und dienen so als Luftspulen. Dieses Jacs genannte System erzeugt ein gezieltes Magnetfeld, mit dem sich das Magnetometer richtig kalibrieren und ausrichten lässt. Entscheidend ist hier nach Angaben der Entwickler das richtige Verhältnis von Steifigkeit und Gewicht des Rahmens. Besonders herausfordernd seien dabei die sehr unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kupfer und dem CFK, die das Unternehmen mit leichten und nachgiebige Elemente an allen Ecken in den Griff bekommt. Diese lassen zwar Kontraktionen der Kupferspule zu, jedoch keine Schwingungen, zum Beispiel beim Start der Rakete. Um die Spulen auch bei hohen Temperaturen fest zu halten, sind diese Elemente zudem vorgespannt. Insgesamt wiegen die zwei Rahmen mit den integrierten Spulen weniger als 8 kg, die CFK-Struktur liegt bei etwa 2,5 kg pro Rahmen. Neben dem Magnetometer enthält die Sonde zehn weitere wissenschaftliche Messinstrumente.

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