Innovative Sensor Technology IST AG Temperatursensoren im Weltraum

Seit den ersten Erkundungen des Weltraums durch deutsche Wissenschaftler vor mehr als 70 Jahren steigt der Bedarf an weiteren Erkundungen und Experimenten in diesem Bereich. Inzwischen wurden die ersten Aufnahmen der Erde gemacht, Tiere zu Überlebenstests ins All geschickt und die erste vollständige Umrundung unseres Planeten durch einen Satelliten, den unbemannten, sowjetischen Sputnik 1, erfolgreich durchgeführt; Am 12. April 1961 reiste Juri Gargarin als erster Mensch ins Weltall. Der damals 17-jährige russische Kosmonaut umrundete die Erde auf der so genannten Wotstok 1 (East1) Mission in einer Stunde und 48 Minuten. Seitdem waren viele Nationen an der Erkundung des Weltraums beteiligt, darunter auch die ersten Schritte im All.

Als einer der führenden Hersteller von Sensoren und aufgrund der vielfältigen Anforderungen und notwendigen Qualifikationen für Raumfahrtanwendungen war die Innovative Sensor Technology IST AG von Anfang an in der Raumfahrtindustrie engagiert;

Sensoren auf einer Weltraummission

Das Raumschiff Rosetta wurde vor mehr als zehn Jahren von der Europäischen Weltraumorganisation gestartet, um den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko eingehend zu untersuchen. Nachdem es den Kometen im August 2014 erreicht und umkreist hat, soll der Lander der Mission, Philae, im November 2014 starten und die Mission abschließen. Das Raumschiff selbst startete vor über einem Jahrzehnt, aber der Beginn des Projekts liegt noch viel weiter zurück. In dieser Zeit haben schätzungsweise über 2000 Menschen aus ganz Europa an diesem Projekt und seinen Teilprojekten gearbeitet. Eines davon ist das Instrument Rosina, ein Spektrometer für die Ionen- und Neutralanalyse. Die Innovative Sensor Technology IST AG wurde von der EMPA angesprochen, die zwei entscheidende Teile für dieses Projekt baut. Die IST AG wurde gebeten, drei individuelle, ultradünne Temperatursensoren zu entwickeln, die speziell auf die Anwendung zugeschnitten sind. "Zu den Anforderungen an die Sensoren gehören eine hohe Genauigkeit, Langzeitstabilität sowie die Eignung für raue Umgebungen", sagt Dr. Jiri Holoubek, Chief Technical Officer bei IST AG und von Anfang an für das Projekt verantwortlich; Ein weiterer speziell konstruierter Temperatur/Heizungs-Multiparameter-Sensor wurde für Tesat-Spacecom entwickelt. Sowohl der im April 2014 gestartete Erdbeobachtungssatellit Sentinel-1A als auch der im Juli 2013 gestartete europäische Kommunikationssatellit Alphasat sind mit einem Laserkommunikationsterminal (LCT) ausgestattet, das von Tesat entwickelt und produziert wurde. In diesem LCT sorgt der Multiparameter-Sensor der IST AG für eine genaue Temperaturmessung der Laserkristalle. Das Terminal dient als Vorbereitung für das europäische Datenrelaisübertragungssystem (EDRS) und ermöglicht eine sehr hohe Übertragungsrate (ca. 3 DVDs pro Minute) zwischen dem Low Earth Orbit (LEO) und dem Geostationären Erdorbit (GEO). Damit sollen Anwendungen und Dienste zur Erdbeobachtung verbessert werden; Der Einsatz von Platin-Temperatursensoren der IST AG ist für zukünftige Weltraummissionen geplant. Im Jahr 2017 soll ein Satellit zur Erforschung der Sonne in den Weltraum geschossen werden. Er wird der Sonne so nahe kommen wie kein Raumschiff zuvor. Hauptziel ist die Erforschung des Sonnenwindes, des so genannten Weltraumwetters. Dabei wird der Satellit Strukturen in der Korona der Sonne bis zu einer Entfernung von 35 km aufzeichnen. Die Dauer der Mission'soll sieben Jahre betragen;

Ein weiteres Satellitenprojekt, bei dem die IST AG's Pts zum Einsatz kommen, ist ein neues Weltraumteleskop. Der voraussichtliche Start ist für 2020 geplant. Gegenstand dieses Projekts ist die Neuvermessung des Universums und seiner Tiefen sowie die Aufklärung von Phänomenen bezüglich dunkler Materie und dunkler Energie.

Möglichkeiten der Dünnschicht-Technologie

IST AG Sensoren werden für Messungen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Je nach Anwendung werden Temperaturen zwischen -200°C bis +200°C für die aktive Temperaturkontrolle der Außenhülle oder von Messinstrumenten im Inneren des Satelliten eingesetzt.

Die Temperaturkontrolle wird immer wichtiger und kritischer für Missionen im Weltraum. Infolgedessen werden die bewährten drahtgewickelten Platin-Temperatursensoren, die die letzten Jahrzehnte geprägt haben, in Satellitenprojekten immer seltener eingesetzt. Die reine Temperaturmessung wird durch eine aktive Temperaturregelung ersetzt. Bei einer Ausfallrate von bis zu 20% bei der Überwachung lässt die aktive Regelung keine Ausfälle mehr zu; Drahtgewickelte Platinsensoren, bei denen sehr dünne Drähte über eine Keramikplatte gewickelt sind, sind sehr anfällig für Vibrationen sowie thermische Zyklen und haben eine hohe Ausfallrate. Bei der Dünnschichttechnologie, die, wie eingangs erwähnt, eine der Kernkompetenzen der IST AG ist, ist die Platinwiderstandsstruktur fest mit der Keramikoberfläche des Sensors verbunden. Daher sind die Sensoren sehr gut für Anwendungen mit höheren Vibrationen geeignet; Derzeit gibt es keine EAS/ESCC-qualifizierten Platin-Temperatursensoren auf dem Markt, weder drahtgewickelte noch Dünnschichtsensoren. Durch die jahrelange Erfahrung in der Industrie und dank der Teilnahme an vielen Satellitenprojekten konnte die IST AG die Zuverlässigkeit ihrer Sensoren nachweisen. Um den Kunden die Qualifizierung der Sensoren zu erleichtern und dabei Zeit zu sparen, kooperiert die IST AG mit der ESA. Das Hauptziel des Joint Ventures ist es, ESCC-qualifizierte Sensoren zu erhalten, die in jeder ESA-Mission eingesetzt werden können; Dank der ESCC-Qualifizierung müssen die "Lot Validation Tests" (LVT) nicht für jeden Kundenauftrag neu konfiguriert werden. Durch eine Umfrage wurden verschiedene Kundenanforderungen ausgewertet und bei der Entwicklung berücksichtigt. Das Ziel der Qualifizierung ist es, standardisierte Sensoren anzubieten, was dazu führt, dass bestimmte Varianten dieser Sensoren bei der IST AG verfügbar sind. Diese können dann ab Lager bestellt werden, was die Lieferzeiten immens verkürzt;

IST AG Sensoren, robust und genau

Innovative Sensortechnologie IST AG Dünnschichtsensoren sind perfekt für Anwendungen in Satelliten geeignet. Gewicht und Größe können, verglichen mit drahtgewickelten Sensoren, deutlich reduziert werden. Selbst hohe Grundwerte (bis zu 2000 Ω) sind auf einem Sensor von 2 x 2,3 mm Größe möglich. Darüber hinaus ist es für europäische Organisationen und Unternehmen von großer Bedeutung, dass die Produkte in einem europäischen Land hergestellt werden. Damit ist die Verfügbarkeit der Sensoren gewährleistet und das Risiko von Exportbeschränkungen kann umgangen werden;

Teil der erfolgreichen Strategie der IST AG ist die Diversifizierung in verschiedene anspruchsvolle Märkte. Die Technologie des Sensorspezialisten ist so weit ausgereift, dass Anwendungen mit höchsten Qualitätsansprüchen abgedeckt werden. Dies bietet den Kunden der IST Ag eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten.