Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Raumfahrt : Artikel [ Druckansicht ]

 
PROBA-V
Galliumnitrid vor Weltraumeinsatz
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik
astronews.com
11. April 2013

Anfang Mai soll der ESA-Kleinsatellit Proba-V zur Beobachtung der Vegetation der Erde ins All starten. Mit an Bord wird dabei erstmals ein europäisches Bauteil auf Basis des Halbleiters Galliumnitrid sein. Die neue Technologie ist robuster, kompakter und leichter als die bislang eingesetzten Lösungen und könnte die Kommunikationselektronik in der Raumfahrt deutlich verbessern.

Proba-V
 
Kaum größer als eine Waschmaschine: der Mini-Satellit Proba-V wird aktuelle Bilder zur Vegetation der Erde aus dem All senden. Bild: ESA – P. Carril

Der Satellit Proba-V der europäischen Weltraumagentur ESA hat eine Masse von rund 140 Kilogramm und ist kaum größer als eine Waschmaschine. Der Satellit soll nach den aktuellen Planungen Anfang Mai an Bord einer Vega-Rakete von Kourou in Französisch-Guyana aus ins All starten. Aus dem Orbit soll der Mini-Satellit dann die Vegetation der Erde beobachten - "V" steht nämlich für "Vegetation". Alle zwei Tage wird der Umweltsatellit aus rund 820 Kilometern Höhe aktuelle Bilder senden. Die Abholzung der Regenwälder, die Verschmutzung der Meere oder Bodenerosionen werden mit Aufnahmen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen sichtbar gemacht.

Erstmals wird dabei ein europäisches Bauteil auf Basis des Halbleiters Galliumnitrid (GaN) an Bord sein. "Galliumnitrid hat das Potenzial die Kommunikation im Weltraum zu revolutionieren. Eine fünf- bis zehnfache Verbesserung bei den Signalstärken und der Datenübertragung wird erwartet", erläutert Andrew Barnes, der das Projekt bei der ESA betreut. "Wir sind sehr gespannt auf die Ergebnisse des ersten Praxistests im Weltraum".

Für das Kommunikationssystem von Proba-V hat das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg eine Verstärkerschaltung für den Frequenzbereich von 8 bis 8,5 GHz entwickelt, das für den Einsatz in ein für die Raumfahrt geeignetes, hermetisch dichtes Gehäuse eingebaut wurde. Galliumnitrid-Bauteile können bei deutlich höheren Spannungen und Temperaturen als die bislang eingesetzten Silizium- oder Gallium-Arsenid-Komponenten betrieben werden.

Werbung

Die Schaltungen sind kompakter, kleiner und leichter als die bisherigen Lösungen. Zukünftig könnten sie sogar die zur Verstärkung überwiegend eingesetzten Elektronenröhren ersetzen. So könnten Gewicht und damit auch Transportkosten, in der Raumfahrt noch immer ein wesentlicher Kostenfaktor jeder Mission, deutlich reduziert werden.

Aufgrund der langen Lebensdauer und Strahlungshärte des Halbleitermaterials sind die elektronischen Bauteile ideal für die extremen Bedingungen der Luft- und Raumfahrt geeignet. Diese Belastbarkeit musste das Galliumnitrid-Bauteil allerdings vor dem ersten Flug ins All erst einmal unter Beweis stellen: So wurde der Verstärker Kälte und Hitze, starken Vibrationen und Bewegungen sowie Strahlung ausgesetzt. "In beschleunigten Lebensdauertests haben wir gemeinsam mit Tesat-Spacecom nachgewiesen, dass der Galliumnitrid-Verstärker mindestens 20 Jahre hält", erläutert Dr. Patrick Waltereit, Projektleiter am Fraunhofer IAF. "Die Zulassung für den Flug ins Weltall ist ein wichtiger Meilenstein für die Weiterentwicklung der Galliumnitrid-Technologie, auch für andere Anwendungsbereiche".

Galliumnitrid eignet sich aufgrund seiner außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften besonders für den Einsatz in der Leistungselektronik. Zudem ist der nutzbare Frequenzbereich bei Galliumnitrid größer, wodurch mehrere Funktionen in einem Chip integriert werden können. Die thermische Robustheit des Halbleiters führt zu einer deutlichen Reduzierung des Kühlaufwands und spart somit nicht nur Energie, sondern auch Kosten.

So sind die kompakten und energieeffizienten Galliumnitrid-Bauteile nicht nur für Anwendungen der Luft- und Raumfahrt interessant, sondern sollen zukünftig auch in Spannungswandlern für die Batterie von Elektroautos, Solaranlagen oder Haushaltsgeräten eingesetzt werden. Sie bieten vor allem Potenzial für Anwendungen, bei denen hohe Leistung und Lebensdauer, auch bei rauen Umweltbedingungen, gefragt sind. Hier stößt die Silizium-Technologie an ihre Grenzen.

Die ESA hat die Initiative GREAT2 ("GaN Reliability Enhancement and Technology Transfer Initiative") gegründet, um das Potenzial der Galliumnitrid-Technologie für die Raumfahrt zu erschließen. Renommierte Forschungsinstitutionen auf dem Gebiet der III/V-Halbleiter, wie das Fraunhofer IAF, entwickeln gemeinsam mit Unternehmenspartnern unter der Projektleitung von Tesat-Spacecom hochwertige Bauteile auf Galliumnitrid-Basis. Ziel ist somit auch die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Raumfahrtindustrie.

Forum
Proba-V startet mit Galliumnitrid-Bauteil ins All.  Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Proba-2: Testsatellit wirft Blick auf die Sonne - 26. Januar 2010
SMOS & PROBA-2: Zwei neue ESA-Satelliten gestartet - 2. November 2009
Links im WWW
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://www.astronews.com/news/artikel/2013/04