Herkömmliche Antriebe verbrauchen knappe Rohstoffe und setzen schädliche Emissionen frei. Weltweit basiert unsere Mobilität auf endlichen Ressourcen, die oft umweltschädlich gewonnen werden.
Ein nachhaltiges Gegenbeispiel ist das Segeln: Es nutzt den Wind als saubere Energiequelle, ohne Abfälle oder Emissionen. Nach diesem Prinzip funktioniert auch der GMP-Antrieb (Generic Magnetic Propulsion) von TOMO. Die Antriebseinheit erfordert nur minimale Ressourcen in der Herstellung und wird mit Sonnenenergie betrieben. Zudem ist sie wartungsfrei, langlebig und völlig emissionsfrei – ein nahezu perfekter Antrieb.
In den Umlaufbahnen um die Erde befindet sich neben aktiven Satelliten auch sehr viel Weltraumschrott. Schrottteile ausgedienter Satelliten, Raketenoberstufen sowie Fragmente durch Kollisionen sind eine Gefahr für die Raumfahrt.
Credit: ESA
Wie ein Satelliten-Ausfall unser Leben lahmlegen könnte
Satelliten im Weltraum sind für uns von entscheidender Bedeutung, doch nur wenigen ist die volle Tragweite ihrer Wichtigkeit wirklich bewusst. Was würde passieren, wenn durch einen unglücklichen Vorfall ein Teil dieser technischen Meisterwerke ausfallen würde?
Dr. Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), warnt: „Ohne zuverlässige Satellitendaten würde uns ein Chaos drohen. Der weltweite Transport von Personen und Gütern – ob zu Land, auf Wasser oder in der Luft – wäre stark beeinträchtigt. Auch die Synchronisierung unserer zunehmend dezentralen Energieversorgung wäre unmöglich. Ohne die präzisen Zeitsignale der Satelliten würden ganze Stromnetze ins Wanken geraten.“
Die Auswirkungen eines Satellitenausfalls wären gravierend:
Wettervorhersagen könnten nicht mehr getroffen werden.
Ernteprognosen wären nicht mehr möglich.
Geldabhebungen am Automaten wären ohne Zeitsynchronisation unmöglich.
Navigationssysteme könnten teilweise oder sogar komplett ausfallen.
Bei TOMO arbeiten wir an der Weiterentwicklung des TOMO-GMP-Antriebs, der künftig als Satellitenantrieb eingesetzt werden soll. Dieser innovative Antrieb verdoppelt nicht nur die Nutzungsdauer eines Satelliten, sondern sorgt auch dafür, dass er sicher in die Erdatmosphäre zurückgeführt werden kann. So verhindern wir den gefürchteten Satellitenschrott-Unfall und seine potenziell katastrophalen Folgen.
Was der GMP-Antrieb für unsere Zukunft bedeutet. Die Bedeutung einer Revolutionären Antriebstechnologie.
Mit wenigen Ausnahmen verbrauchen herkömmliche Antriebssysteme kostbare Rohstoffe, die oft nicht nachhaltig gewonnen werden können. Unsere Mobilität basiert auf Ressourcen, die nicht nur endlich sind, sondern bei ihrer Nutzung häufig auch schädliche Abfallstoffe und Giftstoffe freisetzen.
Zum Vergleich: Segeln ist ein nahezu „perfektes“ Beispiel für eine nachhaltige Fortbewegung. Der Wind wird als Energiequelle genutzt, und abgesehen vom Bau der Segel fallen weder Abfälle noch Emissionen an. In eine ähnliche Richtung zielt der GMP-Antrieb (Generic Magnetic Propulsion) von TOMO. Diese innovative Technologie benötigt für die Herstellung der Antriebseinheit nur minimale Ressourcen, und im Betrieb wird sie von Energie gespeist, die aus Sonnenstrahlung gewonnen werden kann. Der GMP-Antrieb ist nicht nur abfall- und emissionsfrei, sondern auch wartungsfrei und extrem langlebig. Ein nahezu „perfekter“ Antrieb.
Bereits heute findet der GMP-Antrieb Anwendung im Weltraum, beispielsweise als Satelliten-Antrieb, sowie auf dem Wasser in selbstfahrenden Drohnen, Robotern oder Messstationen. Mit der Weiterentwicklung dieser begeisternden Technologie könnte sie bald auch in Flugzeugen und anderen Fahrzeugen eingesetzt werden – und das Potenzial haben, die Mobilität der Zukunft nachhaltig zu prägen.
Und nun eine Frage an Sie: Was glauben Sie, welchen Stellenwert die GMP-Antriebs-Technologie für eine nachhaltige und zukunftsfähige Entwicklung spielen wird?
Techniker arbeiten an der Montage eines modularen Mikrosatelliten (KI-generiertes Konzept)
Die Anzahl der Mikro-Satelliten, die in den kommenden Jahren ins All gestartet werden, nimmt rasant zu: Experten prognostizieren über 5000 Starts pro Jahr. Diese kompakten Satelliten, die eine geringe Größe wie etwa die Größe eines Schuhkartons haben, werden vor allem für Forschungszwecke und wissenschaftliche Untersuchungen genutzt. Dank ihrer geringen Kosten bieten sie Industrieunternehmen eine effiziente Möglichkeit, Forschungsprojekte unter den besonderen Bedingungen der Schwerelosigkeit durchzuführen. Die wachsende Nachfrage zeigt, wie bedeutend Mikro-Satelliten für die Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie geworden sind.
Ein entscheidender Nachteil von Mikro-Satelliten ist das Fehlen eines eigenen Antriebs – eine Konsequenz der begrenzten Platz- und Kosteneffizienz. Nach Abschluss ihrer Mission, die je nach Umlaufbahn zwischen 6 und 24 Monaten dauert, bleiben sie als funktionslose Objekte im All zurück. Dies erhöht das Risiko von Kollisionen mit anderen Satelliten und stellt eine wachsende Herausforderung für die Raumfahrt dar. Die Frage nach nachhaltigen Lösungen für den Umgang mit solchen Weltraumtrümmern gewinnt daher zunehmend an Bedeutung.
Der TOMO GMP-Antrieb ist die derzeit einzige praktische- und kostengünstige Antriebstechnologie der für Mikro-Satelliten in Frage kommt. Der Antrieb nutzt die elektrische Energie, die von den ohnehin üblichen Solarzellen des Satelliten bereitgestellt wird, um Steuerungen und Korrekturen der Umlaufbahn vornehmen zu können und lässt die Einsatzdauer eines Mikro-Satelliten um mindestens das Vierfache verlängern.
Darüber hinaus ermöglicht er eine sichere Entsorgung (Deorbiting) des Satelliten nach Abschluss seiner Mission, wodurch das Risiko von Weltraummüll erheblich reduziert werden kann.
TOMO plant, drei verschiedene Antriebsversuche im Weltraum durchzuführen. Zwei Antriebsvarianten der magnetisch basierten Antriebstechnologie (GMP), sowie ein Richtungssteuerungsexperiment. Um die Testsicherheit zu erhöhen, ist zudem geplant, den GMP-Hauptversuch in zweifacher Ausführung einzubauen.
Die Planungs- und Verhandlungsgespräche mit dem Satellitenhersteller haben schon in November 2024 begonnen und werden im Januar 2025 weitergeführt.
Umfangreichere und schnellere Analyse der Messdaten aller GMP-Antriebsversuche
In den letzten vier Wochen wurde die Art und Weise der Messwert-Speicherung und Messwert-Analyse der GMP-Versuchsantriebe cloudfähig gemacht. Damit erreichen wir, wo immer und wann immer Experimente und Versuche mit dem GMP-Antrieb durchgeführt werden, das ein einheitlicher und kompletter Datensatz in eine nur für TOMO zugängliche Cloud gespeichert wird. Bisher wurde nur ein reduzierter Datensatz der Messwerte lokal auf dem für die Versuchsdurchführung verwendeten PC gespeichert.
Das neue Software-Update verfügt nun auch über ein automatisches Reporting und ein Messdatenanalysesystem. Der große Vorteil ist, dass die Messdaten von allen Betriebsversuchen, ganz gleich in welchem Versuchslabor oder externen Versuchsfeld diese generiert wurden, sofort und teilweise auch schon aufbereitet für das TOMO-Ingenieurs-Team (für die TOMO-Versuchsstätten in Deutschland, Schottland, und jetzt auch in Australien) in Echtzeit zur Verfügung stehen.
Dadurch wird die Forschungs- und Entwicklungsarbeit spürbar beschleunigt, und in der Aussagekraft umfangreich verbessert. Ab sofort werden alle erfassten Messdaten dauerhaft gespeichert – mit über 100 vollständigen Datensätzen pro Sekunde. Dadurch entsteht die Möglichkeit, zu einem späteren Zeitpunkt Datenanalysen durchzuführen, die ursprünglich nicht vorgesehen waren.
Der nächste Schritt in der Softwareentwicklung wird das Einführen von Künstlicher Intelligenz sein, um die gesteckten Ziele der Effizienz-Steigerung schneller zu erreichen.
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