Auf dem Weg zu einer Welt-Sensation

Der GMP-Antrieb von TOMO revolutioniert die Raumfahrt und ist ideal für Klein- und Kleinstsatelliten mit engem Budget. Er ist wartungsfrei, 100 Prozent solarbetrieben, beliebig skalierbar und erzeugt kontinuierlichen Schub für bis zu viermal längeren Missionen. Die emissionsfreie Selbstentsorgung am Ende der Mission verhindert Weltraumschrott.
Niedrige Anschaffungs- und Betriebskosten senken Einstiegshürden und garantieren langfristige Wirtschaftlichkeit. Das eröffnet weltweit neue Geschäftsfelder – erste Aufträge laufen bereits. Gestalten Sie die Zukunft der Raumfahrt mit und investieren Sie in TOMO.

TOMO definiert Raumfahrt neu:

Tomorrow’s Motion (TOMO) präsentiert mit dem Generic Magnetic Propulsion (GMP) eine Technologie, die das Potenzial hat, den Raumfahrtsektor grundlegend zu verändern. Der GMP-Antrieb kommt ohne Treibstoff und ohne bewegliche Teile aus – benötigt wird lediglich elektrischer Strom. Das reduziert Kosten, minimiert Wartungsaufwand und eröffnet neue Spielräume bei der Systemarchitektur von Satelliten.

Ursprünglich für die präzise Lagekontrolle entwickelt, hat sich die Technologie rasant weiterentwickelt. 2019 lag die nachweisbare Schubkraft noch im Bereich von 10⁻¹⁰ Newton. Heute erzeugt ein lediglich 2 kg leichter GMP-Antrieb bereits 0,15 Newton – mehr als viele etablierte Ionenantriebe in Kleinsatelliten liefern können.

Marktvorteile auf einen Blick:

• Treibstofffrei: Reduktion von Gewicht, Komplexität und Kosten
• Skalierbar: Leicht anpassbar für verschiedene Missionsgrößen und Einsatzbereiche
• Wartungsarm: Keine beweglichen Teile, keine Abnutzung – ideal für Langzeitmissionen
• Kosteneffizient: Ermöglicht günstigere Starts und längere Betriebszeiten

Wachstum durch Technologie: Ein Blick in die Geschichte

Technologien skalieren exponentiell. Als Nicolaus August Otto 1867 seinen ersten Motor präsentierte, leistete dieser 0,5 PS bei 700 kg Gewicht. 1986 revolutionierte BMW mit einem 150 kg leichten Turbo-Triebwerk den Motorsport – 1.430 PS bei 15.000 U/min. Heute liefert der leistungsstärkste Zweitakt-Dieselmotor der Welt 107.390 PS.

Die Analogie ist deutlich: GMP steht an einem ähnlichen Punkt – mit gewaltigem Wachstumspotenzial. Neue Materialien und Optimierungen lassen Leistungssteigerungen erwarten, die bisherige Konzepte deutlich übertreffen könnten.

Die Frage ist nicht mehr, ob GMP Raumfahrt verändert – sondern wie schnell.

TOMO entwickelt bereits die nächste Generation des Antriebs und bereitet erste Demonstrationsmissionen vor. Der Markt für satellitengestützte Dienste wächst stetig – und mit ihm die Nachfrage nach kosteneffizienten, nachhaltigen Antriebssystemen.

GMP ist keine Vision mehr – es ist der nächste logische Schritt.

Die von Tomorrow’s Motion (TOMO) entwickelte GMP-Technologie (Generic Magnetic Propulsion) wurde ursprünglich für die präzise Steuerung und Fortbewegung von Satelliten im Weltraum konzipiert. Doch aktuelle Tests zeigen: Der Antrieb funktioniert ebenso zuverlässig unter Wasser – und eröffnet damit vollkommen neue Einsatzmöglichkeiten.

Gerade für Unterwasser-Drohnen, ob im zivilen, wissenschaftlichen oder industriellen Einsatz, bietet der GMP-Antrieb klare Vorteile. Da das System ohne Propeller oder Ruder auskommt, bleibt die Außenhülle der Drohne glatt und frei von empfindlichen Bauteilen. Das minimiert nicht nur die Gefahr von Beschädigungen durch Pflanzen oder Hindernisse, sondern reduziert auch den Wartungsaufwand erheblich.

Besonders hervorzuheben ist die Manövrierfähigkeit: Der GMP-Antrieb erzeugt Schub in jede beliebige Richtung – ohne dass das Fahrzeug seine Ausrichtung verändern muss. Das erlaubt eine hochpräzise Navigation, selbst in engen oder komplexen Umgebungen.

Ein weiterer Vorteil: Die nahezu geräuschlose und vibrationsarme Arbeitsweise des Antriebs erschwert die akustische Ortung erheblich. Unterwasserfahrzeuge mit GMP-Technologie können sich dadurch diskret und energieeffizient bewegen – ideal für Anwendungen, bei denen Unauffälligkeit gefragt ist.

Mit dem GMP-Antrieb bringt TOMO eine Technologie aus der Raumfahrt erfolgreich in die Welt unter Wasser. Das Ergebnis ist ein neuartiges, robusteres und flexibleres Antriebskonzept, das die Entwicklung und den Einsatz von Unterwasser-Drohnen auf ein neues Niveau hebt.

Lutz May, Chef von Tomorrow’s Motion in Starnberg, entwickelt einen Antrieb, der Satelliten nur mit Strom und Magnetfeldern antreiben soll. (Foto: Dieter Sürig)

Ein Ingenieur behauptet, Satelliten nur mit Magnetkraft und Solarstrom fliegen lassen zu können, ohne klimaschädliche Treibstoffe. Oder sind die Pläne doch zu hochfliegend?

Von Dieter Sürig, Starnberg

https://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/raumfahrt-satelliten-esa-li.3233832

Normalerweise brauchen Satelliten Treibstoff, um sich bewegen und navigieren zu können. Auch solche mit elektrischem Motor. Der Ingenieur Lutz May will nun aber einen Antrieb erfunden haben, der nur Sonnenenergie und die Kraft des irdischen Magnetfeldes benötigt. Würde das funktionieren, hätte das viele Vorteile: Satelliten könnten länger genutzt werden, hätten keine mechanischen Antriebsteile, kein Triebwerk, keine giftigen Treibstoffe, Starts wären günstiger, weil Gewicht wegfällt – und: Satelliten könnten am Ende ihrer Lebenszeit schneller zum Verglühen gebracht werden, anstatt lange als Weltraumschrott herumzufliegen.

Wer Lutz May und seine Firma Tomorrow’s Motion im Starnberger Gewerbegebiet besucht, findet im dritten Stock eher ein großes Versuchslabor vor, als ein Büro. Der Übergang von den Schreibtischen zu den Versuchsapparaturen ist fließend: Installationen, Technik, kleine Boote für Tests auf dem Wasser. May lässt keinen Zweifel daran, was in diesen Räumen passiert ist: „Wir glauben, dass wir einen revolutionären Antrieb erfunden haben, der ohne bewegliche Teile auskommt“, sagt er. Düsen, Propeller, Schiffsschrauben – die übliche Mechanik fehlt.

May ist die Ruhe selbst und versucht, seine Erfindung in wohlgesetzten Worten zu erklären. Wie kann das also gehen? Satelliten ohne chemischen Treibstoff zu bewegen?
„Mit unserem Tomo-Antrieb können wir aus elektrischer Energie eine mechanische Bewegung erzeugen, ohne dass mechanisch bewegliche Komponenten dazu benötigt werden“, sagt er.

Diese Illustration zeigt einen Satelliten mit einem Antrieb von Tomorrow’s Motion, der ohne chemische Treibstoffe auskommen soll. (Foto: Tomorrow’s Motion)

Er nimmt eine Spule in die Hand, die an einen Satelliten montiert werden könnte: Viel Elektronik, um die sich Aluminiumdraht windet, um ein künstliches Magnetfeld zu erzeugen. „Wenn wir eine Luftspule nehmen und diese im Erdmagnetfeld bestromen, dann erzeugt die Spule ein Drehmoment, das das Objekt dazu zwingt, sich zu drehen“, sagt er. Grund: Die Spule möchte sich in der Nord-Süd-Achse des Erdmagnetfeldes ausrichten. Daran hindert sie jedoch die Trägheit des Objektes, da die Spule nicht zentral platziert werde. Spule und Objekt machen eine Bewegung nach vorn. Bei zwei Spulen, die nacheinander mit Strom betrieben werden, gebe es wechselseitige Drehungen, aber letztlich eine schrittweise Vorwärtsbewegung. „Wir nennen das den Pinguin-Walk“, sagt May. Möglich mache das die Interaktion zwischen künstlichen Magnetfeldern und dem Erdmagnetfeld. Um einen Satelliten dreidimensional frei bewegen zu können, sei eine dritte Spule nötig. Der Antrieb soll bis auf 36 000 Kilometern Höhe funktionieren.  Weiter entfernt werde das Erdmagnetfeld zu schwach.

Eine Installation neben seinem Schreibtisch kann helfen, die Physik des Zusammenspiels der Magnetfelder zumindest zu erahnen. In dem zweieinhalb Meter hohen Gestell hängen zwei Spulen, die May per PC steuert. Sobald die Spulen unter Strom stehen, bewegen sie sich unter dem Einfluss von Magnetfeldern, wechseln die Richtung, nur ein leises Summen ist zu vernehmen.

Im Nebenraum setzt May ein kleines Boot mit zwei Spulen in ein Testbecken, um es im Viereck fahren zu lassen. „Damit beweisen wir, dass man mit dem Tomo-Antrieb in alle Richtungen auf dem Wasser fahren kann.“ Er gibt dem Computerprogramm Anweisungen. Das Boot fährt los, wechselt immer wieder die Richtung – ohne Schiffsschraube und Steuerruder gleitet es durch das Wasser. Im Wechselspiel mit den Magnetfeldern überwindet es einen Millimeter pro Sekunde. „Wenn Sie im Weltraum pro Sekunde um einen Millimeter schneller werden, erreichen Sie nach einem Tag die Geschwindigkeit von 311 Stundenkilometern“, sagt May. Er spricht davon, dass er mit weniger Antriebskraft, „als eine Fliege mit einem Flügelschlag erzeugt“, angefangen habe. Dies habe sein Team alle drei Monate verdoppelt.

Testboot mit zwei Luftspulen in Mays Labor, um das Zusammenspiel von Magnetfeldern zu demonstrieren.

May nennt seine patentierte Technik Generic magnetic propulsion (GMP), magnetisch basierte Antriebstechnologie. Im Grunde ein Zufallsprodukt, denn er hat erst einen Antrieb entwickelt, der nur mit Energie und selbst erzeugten Magnetfeldern arbeitet und im Erdmagnetfeld gar nicht funktioniert. May will später daran weiterarbeiten – für Reisen zwischen den Planeten. „Diese Technologie ist dazu geeignet, interstellar zu reisen“, sagt er. „Damit können Sie im Weltraum, wohin Sie wollen, solange Sie genügend Energie haben.“

May überschreitet mit solchen Ankündigungen für manche nicht nur die Grenzen der Vorstellungskraft, sondern auch die der, nun ja, Seriosität. Er weiß das, wird auf Messen mit skeptischen Physikern konfrontiert. „Wir hören immer wieder, das kann doch nicht funktionieren, oder sonst hätte es schon jemand anderes erfunden.“ Doch der Diplomingenieur für Physik und Elektronik macht nicht den Eindruck eines Spinners. Er hat sein Geld als Manager in der Halbleiterindustrie verdient, Firmen gegründet, zahlreiche Patente angemeldet und unter anderem für Formel-1-Wagen einen Drehmomentsensor entwickelt.

Manche Physiker zweifeln an der Idee

Nun also der Antrieb, der nicht nur die Raumfahrt verändern könnte. Es habe sich „eine Tür geöffnet, wo zuvor nicht einmal eine Wand vermutet wurde“, sagt er pathetisch. Die GMP-Technik kann bereits für Seebojen genutzt werden, die eigenständig einen Regatta-Kurs auf einem See abgrenzen. Es gebe auch Experimente mit Objekten auf Rädern. Die erzielten Antriebskräfte seien aber noch so gering, dass es wohl noch Jahre dauern werde, bevor sie auf die Straße kommen.

May hat seit Gründung 2019 bereits Erfolge verbucht, erhielt Fördergeld vom bayerischen Wirtschaftsministerium, kooperierte mit der europäischen Raumfahrtagentur Esa. „Das könnte schon ein Gamechanger werden, wenn das funktioniert“, sagt Siegbert Martin, Technikvorstand bei der Airbus-Tochter Tesat, die unter anderem Laserterminals für Satelliten baut. „Es hat mich am meisten an dieser Idee fasziniert, dass man neben Elektronik und Spule eigentlich gar nichts braucht“, sagt er. „Damit können Sie Satelliten beschleunigen oder abbremsen oder steuern. Das macht die Sache so genial einfach.“ Da Tesat keine Antriebe baut, hat Martin Gespräche mit der Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und einem Hersteller von Kleinsatelliten (Cubesats) vermittelt. „Wenn Sie einen Antrieb für Cubesats haben wollen, dann haben Sie mit Chemikalien zu tun, das ist sehr komplex“, sagt Martin. „Und mit dieser Technologie könnten Sie das Ganze auf eine Elektronik vereinfachen.“

Professor Ulrich Walter vom Lehrstuhl für Astrodynamik der TU München ist da skeptischer. Die Spulen-Technologie könne zwar im Dipolfeld der Erde „an geeigneten Positionen im Erdorbit zu einer extrem leichten linearen Beschleunigung führen“ – sollte es diese überhaupt geben. Allerdings müsse der Satellit „unweigerlich rotieren“. Dies sei nicht praktikabel, da beispielsweise Erdbeobachtungssatelliten eine feste Ausrichtung haben müssten. Er verweist zudem darauf, dass das Konzept auf stromdurchflossenen Spulen basiere. Schon jetzt würden viele kleine Satelliten per Magnetspule die Wechselwirkung mit dem Erdmagnetfeld ausnutzen, um die Orientierung zu ändern.

Also nicht Neues? „Ja, der Satellit verdreht sich im absoluten Sinne, aber nicht wirklich“, argumentiert dagegen May. Dies sei mit dem bloßen Auge gar nicht erkennbar. Die von Walter genannte Technologie mit Magnetspulen werde etwa bei elektrischen Ionen-Antrieben genutzt. Die Antriebsleistung seiner Erfindung sei aber „mindestens um das Zehnfache effizienter“. Zudem brauche er weniger elektrische Leistung als ein Ionen-Triebwerk, keinen Treibstoff und sei deutlich leichter. Letztlich steige die Beschleunigung mit der Größe des Antriebs.

In zwei Jahren will May seinen Antrieb im All testen

Der Gründer lässt sich nicht beirren. „Einen ersten Test im All planen wir für etwa Anfang 2027“, sagt er. Ein Partnerunternehmen soll dann einen Kleinsatelliten mit dem Antrieb von May ausstatten. „Während der Satellit einmal in 90 Minuten um die Erde fliegt, können wir zweimal bis zu zehn Minuten lang einen Antrieb erzeugen. Damit können wir den Satelliten auf seiner Umlaufbahn halten oder auf eine andere Umlaufbahn bringen.“

May finanziert die Entwicklung mit privatem Geld und aus Fördermitteln. Auf einer Internetplattform wirbt er um Investoren, eine Finanzierungsrunde könnte in zwei Jahren folgen. Die Antriebe will die Firma nicht selbst herstellen. Die Freigabe für den Weltraum sei sehr aufwendig und teuer. Deshalb plant er, Lizenzen zu vergeben.

Tomorrow’s Motion GmbH (TOMO) is developing a propulsion technology that aims to change how satellites move in space. Rather than relying on chemical propellants, the system employs electromagnetic principles to generate thrust using only electric power. This innovation significantly reduces satellite weight and prolongs operational lifetime by eliminating the risk of “running out” of fuel. It also offers an effective way to deorbit satellites at end of life.

Working in collaboration with Vision-Elektrik, TOMO has explored integrating high-temperature superconductive inductors—familiar from fusion research—into its propulsion drive. These inductors, cooled to achieve near-zero electrical resistance, drastically enhance thrust performance while substantially lowering power consumption. A custom-developed power supply, capable of delivering up to 500 A at just 0.5–2 V, provides the precise current needed to energise the superconductors. This same supply concept has direct relevance for other superconducting applications in fusion research, where stable high-current, low-voltage drivers are key for advanced magnet systems.

In a recent test phase, the team achieved a 26-fold improvement in thrust performance, with indications that up to a 60-fold increase is feasible. Looking ahead, TOMO plans to refine the design further, aiming for a 100-fold thrust boost and crossing the 1-newton propulsion force threshold with a unit weighing under 10 kilograms. Significantly, the propulsion technology is slated for in-space testing in about two years, marking a major milestone toward commercial satellite deployment.

By applying high-temperature superconducting technologies already central to fusion research, TOMO’s project underscores the powerful synergy between space exploration and fusion science. Such technology transfer demonstrates how improvements in superconductor power supply and magnet design can accelerate innovations in multiple fields.

EUROfusion receives funding from the European Commission under Grant Agreement No. 101052200.

Complete TOMO Satellite Propulsion Drive using standard air coils. The rechargeable battery is not shown in the picture.

High Temperature Superconductive Air-Coil with the rechargeable high current (>300 A) supply module.

Foto: Franz Xaver Fuchs

Mit alternativen Antrieben beschäftigt sich die Tomorrow’s Motion GmbH in Starnberg. Gegründet wurde sie von Lutz May, der mittlerweile 350 Patente besitzt.

Dieses Start-up will den Verkehr im Weltraum revolutionieren

Die Starnberger Firma Tomorrow’s Motion glaubt einen nachhaltigen Weg gefunden zu haben, um Satelliten ganz ohne fossile Treibstoffe durch den Weltraum zu steuern. Schon in den nächsten zwei Jahren möchte Geschäftsführer Lutz May den elektrischen Satellitenantrieb im Weltraum testen.

Von Amelie Kaiser, Starnberg

Nachhaltigkeit ist heutzutage aus kaum einem Lebensbereich mehr wegzudenken. Allseits wird davon gesprochen, auch in der Forschung. Das Starnberger Start-up Tomorrow’s Motion hat sich ebenfalls die Frage mit der Nachhaltigkeit gestellt und dabei einen Antrieb für Satelliten entwickelt, der völlig elektrisch ist, keinerlei fossilen Treibstoff benötigt und – nach eigener Aussage – auf diese Weise nachhaltige Mobilität ermöglicht.

Das Start-up wurde 2019 von Lutz May in Starnberg gegründet und ist ein Forschungs- und Entwicklungsunternehmen für Antriebstechnologien. Laut Geschäftsführer May ist Tomorrow’s Motion bislang das einzige Unternehmen, das an einem komplett elektrischen Antrieb für Satelliten ohne bewegliche Motorteile arbeitet. „So einen Antrieb wie wir ihn haben, haben wir nirgendwo gesehen“, sagt May. Der Geschäftsführer trägt eine dunkelblaue Kappe mit der Aufschrift „TOMO“. Er passt nicht in das Stereotyp eines chaotischen Tüftlers. Im Gegenteil: Mit großer Leidenschaft spricht er langsam und überlegt von seiner Erfindung.

In den Räumen der Firma ist es eng: Im Hauptzimmer steht ein langer Besprechungstisch, die Wand hängt voller Patent-Urkunden und – direkt im Eingangsbereich – steht die Antriebserfindung. Sie sieht kompliziert aus: zwei schwarze Drahtspulen, eine grüne Leiterplatte, Energiespeicher in Form von Batterien und ein paar Verbindungskabel hängen an einer Metallleiste. Das ungeschulte Auge erkennt auf den ersten Blick wohl nicht, dass es sich dabei um ein Antriebssystem handelt. Optisch erinnern die sogenannten Luftspulen an Hula-Hoop-Reifen. In den vergangenen fünf Jahren haben Geschäftsführer Lutz May und sein vierköpfiges Team an der Antriebstechnologie getüftelt, die sie heute den „Tomo-Antrieb“ nennen. Eine weitere Bezeichnung für die Technologie ist der „GMP-Antrieb“, was für „Generic Magnetic Propulsion“ steht.

Auf die Idee für den vollelektrischen Satellitenantrieb kam May bereits während seines Physik- und Elektronikstudiums. Damals fehlten ihm aber noch finanzielle Mittel, Zeit und effiziente Energiespeicher, um die Idee umzusetzen. May denkt groß. Er beschreibt die Entwicklung als „revolutionär“, sie habe das Potenzial, herkömmliche Satellitenantriebe zu verdrängen. Warum? Der Tomo-Antrieb wandelt elektrische Energie in Vortrieb um. Er läuft ohne bewegliche Triebwerksteile wie beispielsweise rotierende Achsen oder Räder, das macht ihn wartungsfrei. Außerdem benötigt er lediglich elektrischen Strom und keinerlei fossilen Treibstoff, das macht ihn langlebig.

Foto: Franz Xaver Fuchs

Entwicklungsleiter Christian Leitoch setzt den Prototyp für die Vorführung des Antriebs in ein Wasserbecken.

Ein herkömmliches Ionen-Triebwerk für die Fortbewegung von Raumfahrzeugen unterscheidet sich von der Starnberger Erfindung: Der Tomo-Antrieb sei allein zehn bis 20 Prozent kosteneffizienter in der Herstellung, sagt May. Außerdem benötigt ein Ionen-Triebwerk Gas. Der Tomo-Antrieb hingegen braucht weder Benzin noch Gas oder Edelgas, nur elektrische Energie. Das ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Nutzungsdauer, da kein Treibstoff nachgefüllt werden muss. Dementsprechend könnten durch den Tomo-Antrieb Satellitenabstürze und damit die Freisetzung von Giftstoffen vermieden werden, schildert May. Ein herkömmlich betriebener Satellit werde nach dem Aufbrauchen des Treibstoffs zu Schrott, erklärt er. Der voll elektrische Tomo-Antrieb produziere keinen Abfall oder Verschleiß. Das reduziere die Umweltbelastung, erklärt der Geschäftsführer. Tomorrow’s Motion bezeichnet die Entwicklung folglich als „umweltbewusste Alternative zu herkömmlichen Antriebstechnologien“.

Theoretisch können Autos mit dem Antrieb fliegen

Einsetzen kann man den Tomo-Antrieb prinzipiell überall, wo Schubkraft benötigt wird. Die patentierte Technologie kann heute auch schon verwendet werden, sofern wenig Schubkraft erforderlich ist. Außerdem bestimmt die Größe der Luftspulen, wie viel Antriebs-kraft entsteht. Sie können die Größe eines Mobiltelefons, aber auch eines Schulbusses haben. Bisher können durch die Technologie der Tomorrow’s Motion GmbH Objekte angetrieben werden, die zwei bis drei Kilogramm wiegen. So könnten beispielsweise schwimmende Überwachungs- und Messfahrzeuge durch den Antrieb bewegt werden, schildert May. Theoretisch könnten durch den Tomo-Antrieb sogar Autos fliegen. Diese wiegen allerdings bis zu zwei Tonnen, deshalb werde das vermutlich noch lange dauern, schätzt May.

Das klingt alles sehr theoretisch, wie sieht es also in der Praxis aus? May führt den Antrieb vor: Konzentriert blickt er auf das Dashboard seines Bildschirms, um den korrekten Befehl für den Antrieb auszuführen. Mit einem Mausklick fängt das Konstrukt samt Spulen, Batterien und Kabeln an, sich zu drehen. Der Tomo-Antrieb erzeuge künstliche Magnetfelder, sagt May. Diese interagieren dann mit dem Erdmagnetfeld. Wechselt May den Befehl, fängt das Konstrukt an zu schwingen. Auch auf Wasser führt May den Antrieb anhand eines Prototyps, der optisch an einen Katamaran erinnert, vor. In ein kleines Wasserbecken platzieren May und Entwicklungsleiter Christian Leitoch den Prototyp, auf dem der Antrieb montiert ist. Keine Schiffsschraube, kein Steuerruder, nur ein paar Klicks am Bildschirm und der Katamaran setzt sich in Bewegung. Ohne sich drehen oder wenden zu müssen, bewegt sich das Objekt mit einem leisen Surren nach vorn, nach hinten und zur Seite.

Foto: Franz Xaver Fuchs

Im Wasserbecken führen die Mitarbeiter der Tomorrow’s Motion GmbH den Antrieb anhand eines Prototyps vor.

„Mit dieser Antriebstechnologie haben wir absolutes Neuland betreten“, sagt May. Daher gebe es auch Skeptiker, die nicht glauben, dass der Tomo-Antrieb im Weltraum überhaupt funktionieren kann. „Wenn es funktionieren würde, hätte es schon jemand erfunden“, mussten sich May und sein Team vielfach anhören. Inzwischen haben aber erste Kunden Interesse an dem Antrieb angemeldet: Es sollen zwei große Player in der deutschen Satellitenbranche sein. Wer sie genau sind, verrät May bislang nicht.

Finanziert wird Tomorrow’s Motion derzeit rein privat. Staatliche Förderung wäre extrem wichtig, sagt May, ein Antrag sei aber mit hohem bürokratischem Aufwand verbunden. Die Firma hat deshalb eine Investitionsmöglichkeit aufgelegt: Jeder kann mit einem Startbetrag von 100 Euro die Weiterentwicklung des Antriebs unterstützen. In zehn Jahren soll der Umsatz bei 50 bis 80 Millionen Euro liegen. Selbst herstellen will Tomorrow’s Motion die Antriebe nicht. Für ihren Geschäftsplan möchte die Firma Nachbaulizenzen an Hersteller vergeben. May und sein Team sind ausschließlich auf die Entwicklung des Antriebs spezialisiert.

Vorerst ist die Starnberger Firma mit dem Tomo-Antrieb und der Weiterentwicklung der nachhaltigen Technologie voll ausgelastet. In den nächsten zwei Jahren möchte das Start-up die Entwicklungsarbeiten abschließen und den Antrieb an fliegenden Objekten im Weltraum testen, zum Beispiel an HAP-Satelliten. Dabei handelt es sich um Ballons, die für Telekommunikation eingesetzt werden. Sie ruhen auf der obersten Schicht der Atmosphäre und drehen sich mit der Erde. Damit möchte die Tomorrow’s Motion GmbH ihre Skeptiker vom Gegenteil überzeugen. „Unser primärer Fokus liegt darauf zu beweisen, dass diese Technologie auch im erdnahen Weltraum funktioniert“, so May.

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Bildinfo: Aktive Satelliten und Weltraumschrott

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?

Ein Antrieb, der nahezu ‚perfekt‘ ist!

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.

In den letzten Wochen konnte TOMO bedeutende Fortschritte verzeichnen: Es liegen mehrere Vertragsangebote mit einem Gesamtvolumen von über 1.000.000 € vor. Die Verträge, die sich aktuell in der finalen Verhandlungsphase befinden, sollen in der ersten Jahreshälfte 2025 abgeschlossen werden. Im Zentrum dieser Vereinbarungen steht die Erprobung und Einsatzfähigkeit des TOMO-GMP-Antriebs unter realen Weltraumbedingungen sowie praktische Tests an Satelliten.

Der wachsende Kundenstamm beschreibt den GMP-Antrieb schon jetzt als „Game-Changer“, der das Potenzial hat, die Satellitenindustrie nachhaltig und dauerhaft zu revolutionieren.

Im Vergleich mit einem Satelliten-Ionen-Triebwerk ist der TOMO-GMP-Antrieb der überlegene Gewinner.

Viele der größeren Satelliten verfügen über ein Ionen-Triebwerk. Dort wird ein ionisiertes Edelgas mit einer sehr hohen Geschwindigkeit (z.B.: 50k/Sekunde) beschleunigt, was dann den gewünschten Rückstoß erzeugt. Aus Kostengründen oder aufgrund von Platzmangel haben die meisten der kleineren Satelliten außer einer Lagestabilisierung keinen eigenen Antrieb.

Wenn der TOMO-GMP-Antrieb mit einem typischen Ionen-Triebwerk verglichen wird, dann sieht man sehr schnell, dass der GMP-Antrieb die überlegene Lösung ist. Er ist viel leichter, benötigt kein zusätzliches Edelgas und weniger elektrische Leistung, ist platzsparend und somit auch für Kleinst-Satelliten anwendbar, und damit deutlich kostengünstiger.

Direkter Vergleich von Antriebsarten mit TOMO

Die obige Tabelle vergleicht die heute in größeren Satelliten üblicherweise verwendeten Ionen-Triebwerke mit einem typischen GMP-Antrieb von TOMO. In dieser Tabelle werden die verwendeten und teuren Edelgase aufgelistet, der elektrische Leistungsbedarf (in kW), die erzeugte maximale Antriebsleistung (in Milli-Newton), und das Eigengewicht des Ionen-Triebwerks (in kg) ohne das Gewicht des zusätzlich benötigten Edelgases (was im Bereich von 20 kg bis über 100 kg liegt) dargestellt.

In der untersten Zeile sind die Werte eines vergleichbaren TOMO GMP-Antriebs aufgeführt. Das Wichtigste sei hier zuerst erwähnt: Es wird kein zusätzliches Edelgas benötigt, was spürbare Gewichts- und Kosteneinsparungen ermöglicht und die Nutzungsdauer des Satelliten um fast das Vierfache verlängert.

In der Spalte ganz rechts in der Tabelle ist ein Faktor zu sehen, der beziffert, um welchen Faktor der TOMO GMP-Antrieb effizienter arbeitet als das jeweils beschriebene Ionen-Triebwerk.

Im Durchschnitt ist die Verwendung eines TOMO GMP-Antriebes mindestens um den Faktor 10 effizienter, als ein vergleichbares Ionen-Triebwerk. Darüber hinaus ist es möglich, auch Kleinst-Satelliten mit einen TOMO-GMP-Antrieb auszustatten, da seine der Baugröße beliebig skalierbar ist und und die Ausrüstung des Satelliten mit dem TOMO-Triebwerk vergleichsweise sehr kostengünstig ist.

Hier ist ein Katamaran Objekt mit dem GMP-Antrieb ausgestattet worden. In diesem Falle besteht der GMP-Antrieb aus zwei schräg nach vorne zeigenden Luftspulen die schräg gegenüber liegend and dem Objekt angebracht wurden, das damit bewegt werden soll.

Der Bewegungsablauf eines Pinguins mit seinen Fußspuren im Schnee sichtbar gemacht. Die gelben Pfeile stellen die vorwärtstreibenden Kräfte dar die von den zwei Luft-Spulen nacheinander auf das zu bewegende Objekt wirken.

Der Begriff „Penguin-Walk“ ist von TOMO gewählt worden, da er visuelle Ähnlichkeit mit der Fortbewegungs-Art von dem GMP-Antrieb hat. Dieser Begriff bezieht sich auf eine GMP-Antriebs-Einheit, die mit zwei schräg gegenüberliegenden Luftspulen ausgestattet wurde. Der GMP-Antrieb ist von außen an dem Objekt angebracht, das bewegt werden soll, zum Beispiel ein Satellit oder ein kleineres Wasserfahrzeug.

Wenn eine der beiden Luftspule mit elektrischem Strom versorgt wird, entsteht räumlich gesehen ein relatives großes, nahezu Kugelförmiges Magnetfeld (von 2 oder mehr Meter im Durchmesser). Dieses Magnetfeld interagiert mit einem externen homogenen Magnetfeld, was in diesem Fall das Erd-Magnet-Feld ist. Diese Interaktion führt dazu das eine Drehmoment-Kraft erzeugt wird die asymmetrisch auf den mechanischen Ramen des zu bewegenden Objektes wirkt.

Dadurch wird eine kaum merkliche Drehbewegung in dem Objekt erzeugt (weniger als 0.04 grad) und eine kleine vorwärts Bewegung von wenigen Millimetern. Dieser Vorgang wird nun mit der zweiten Luftspule wiederholt, nachdem die Stromzufuhr zur ersten Luftspule unterbrochen wurde. Das von der zweiten Luftspule in Gegenrichtung erzeugte Drehmoment führt nun dazu das eine kaum merkliche Drehbewegung (in der Gegenrichtung als zuvor) in dem Objekt erzeugt wird und wieder eine kleine vorwärtsbewegung von wenigen Millimeter entsteht in der gleichen Bewegungsrichtung wie zuvor.

Dieser Prozess kann mehrere tausendmal pro Sekunde wiederholt werden wodurch eine lineare Fortbewegung entsteht mit steigender Geschwindigkeit.

Mikroskopisch betrachtet macht der GMP-Antrieb schrittartige Vorwärtsbewegungen, so ähnlich wie ein Pinguin, wenn er auf dem Festland geht: Erst der linke Fuß dann der rechte Fuß, und wideer der linker Fuß, und so weiter. Nur mit dem Unterschied, dass der GMP-Antrieb dabei immer schneller wird.

Lutz May bei dem Befüllen des GMP-Antriebs Experiment mit flüssigem Stickstoff.

TOMO ist ein weiterer eklatanter Durchbruch gelungen: Die ersten Versuche mit einer supraleitenden Luftspule erreichte eine Steigerung der Antriebsleistung um den Faktor 30. Dabei konnte das Team gleichzeitig eine Reduzierung der elektrischen Leistung um 50 Prozent bewirken.

Ausgestattet mit Schutzkleidung und dicken Thermo-Handschuhen füllt Lutz May den Versuchsaufbau mit mehreren Kilo flüssigem Stickstoff, bevor der Versuch in Gang gesetzt wird. Der Innenwiderstand der supraleitenden Luftspule ist dann auf Null Ohm gesunken, was zu einer eklatanten Effizienzsteigerung führt. Zum Vergleich: Zuvor betrug der Innenwiederstand einer vergleichbaren Aluminium-Draht Luft-Spule 2 Ohm.

Nach mehreren Experimenten hat das TOMO-Team gelernt, an welchen „Stellschrauben“ gedreht werden muss, um weitere Effizienz Steigerung zu ermöglichen. Man plant schon das nächste Design einer neuen supraleitenden Luftspule mit weiteren Optimierungen, etwa durch mehr Windungen für einen effektiveren Strom-Durchfluss. Dasselbe gilt für den elektrischen Leistungs-Treiber, der die Luft-Spule versorgt. Hier steht als Erweiterung an, den Versorgungsstrom zu verdoppeln, was zu einer Steigerung der Antriebsleistung um den Faktor 10 bewirken könnte.

Abb.: Anlieferung von 60 kg flüssigen Stickstoff für die ersten Experimente.

Der GMP-Antrieb erzeugt die benötigten Drehmoment-Pulse unter Verwendung von mit elektrischem Strom betriebenen Luft-Spulen. Bisher verwendeten wir isolierten Kupfer- oder Aluminium-Draht, um die „Standard“ Luft-Spulen zu bauen. Um das erzeugte Drehmoment spürbar zu steigern haben wir mit Hilfe eines Partner-Unternehmens mit flüssigem Stickstoff gekühlte Supraleitende Luft-Spulen in der Erprobung.

Mit diesen Hochleistungsspulen soll die elektrische Verlust-Leistung drastisch gesenkt werden was dazu führt, dass die Antriebskraft wesentlich gesteigert wird. Dazu werden die Spulen mit flüssigem Stickstoff extrem heruntergekühlt. In der Vergangenheit haben die TOMO-Ingenieure noch nicht mit flüssigem Stickstoff gearbeitet. Für die Versuche müssen nun spezielle Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Flüssiger Stickstoff hat eine Temperatur von -196 Gard Celsius und muss in einem speziellen Kühlbehälter gelagert werden.

Durch die Verwendung von flüssigem Stickstoff erhöht sich das Gewicht des ersten GMP-Test Systems um fast 10 Kilo. Später kann das Team durch Design Optimierungen das Gewicht wieder reduzieren. Um das zu erreichen, muss ein neuer Geräte-Aufbau konstruiert werden, um den Pendelversuch vibrationsfrei tragen zu können.

Abb.: Die für uns (TOMO) gefertigte supraleitende Luftspule und der notwendigen Hoch-Strom Leistungs-Treiber Elektronik.

Die bei TOMO entwickelten magnetischen Antriebstechnologien heißen: MCA (für Magnetic Cloud Acceleration) und GMP (Generic Magnetic Propulsion). Im Vergleich zur GMP-Antriebstechnologie kann die MCA-Technologie für die Erforschung des Weltraums eingesetzt werden.

Die Magnetantriebe von TOMO können zur Bewegung von Objekten auf dem Wasser (schwimmende Schiffe), im Weltraum (Satelliten) und in anderen Medien eingesetzt werden. Da keine rotierende Mechanik beteiligt ist, sind diese Antriebe wartungsfrei (kein Verschleiß). Der Antrieb kann sich im Inneren des zu bewegenden Objekts befinden oder von außen auf das Objekt montiert werden (Nachrüstung).

Diese Antriebe werden ausschließlich mit Strom betrieben und erzeugen keine Abfallprodukte (kein CO2 oder andere schädliche Abfälle).

Neben der erzeugten Vorwärts- und Rückwärtsantriebskraft können die Magnetantriebe auch steuerbare Lenkkräfte (nach links oder rechts) erzeugen.

Ein magnetischer Antrieb kann in fast jedem Formfaktor (Größe) hergestellt werden, von der Größe einer Taschentuchschachtel bis zur Größe eines Industriecontainers. Und seine Größe bestimmt die erzeugte Antriebskraft.

Hauptmerkmale der MCA-Antriebstechnologie

• Keine bewegliche Mechanik (wartungsfrei)
• Produziert keinen Abfall (umweltfreundlich)
• Einfach anzuwenden / zu integrieren (geringe Größe)
• Funktioniert völlig geräuschlos (kein hörbares Geräusch)
• Funktioniert in allen Medien (Raum, Wasser, Luft, an Land)
• Skalierbare Technologie (kann in jeder Größe gebaut werden)
• Betrieb mit Niederspannungsstrom (keine fossilen Brennstoffe)MCA Orion1

Im Inneren eines SSP-Gerätes sind die Luftkanäle geradlinig aufgebaut (vom Lufteintritt bis zum Luftaustritt) und der Innenraum wird durch keinerlei Gegenstände behindert (kein Motor, kein Propeller). Daher haben Fremdkörper kaum eine Chance, sich im Luftkanal zu verfangen, was das Risiko unbeabsichtigter Systemschäden erheblich verringert.

Das SSP-Ventilationssystem wird mit Strom betrieben und kann in fast jeder Größe (Länge) hergestellt werden. Die Größe bestimmt den Luftdurchsatz. Der Benutzer kann die Systemeinstellungen anpassen, um den Luftdurchsatz, die Stromverbrauchsgrenzen und das Startprofil festzulegen.

SSP Ventilations-System.

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