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Dresdner Technik fliegt tief ins All

Das Start-up Morpheus Space revolutioniert mit seinen Antrieben die Satelliten-Branche.

Internet für die ganze Welt. Damit das funktioniert braucht es viele Satelliten im All. Wie diese kleiner, preiswerter und lenkbar werden, weiß eine Dresdner Firma.
Internet für die ganze Welt. Damit das funktioniert braucht es viele Satelliten im All. Wie diese kleiner, preiswerter und lenkbar werden, weiß eine Dresdner Firma. © Morpheus Space

Es geht um ein Foto, das erst in gut 50 Jahren gemacht werden könnte. Ein Bild von einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Die erste Aufnahme überhaupt, die es von solch einem Exoplaneten geben würde. Dass sie fotografiert werden kann, daran hätte dann Dresdner Technologie einen großen Anteil. Die Aerospace Corporation in den USA plant eine Mission, bei der hunderte kleine Satelliten ins All geschickt werden sollen. Am Ende ihrer 30-jährigen Reise werden die Sonden gemeinsam ein großes Teleskop formen, das mit Hilfe der Sonne als riesige Gravitationslinse tief ins All schauen kann. Um die Satelliten dafür exakt auszurichten, ist die Technik der Firma Morpheus Space aus Sachsen notwendig. Es ist ein neuartiger Antrieb, der gerade die Satelliten-Branche revolutioniert.

Absolut unscheinbar. So groß wie die Fingerkuppe eines Erwachsenen. Die Optik erinnert an ein Teil aus dem Baumarktregal, gleich neben den Schrauben und Muttern. Unauffällig eben. Doch nur scheinbar. Was drinnen steckt, lässt Satelliten 30 Jahre durch den Orbit fliegen. Macht sie zum ersten Mal manövrierbar und am Ende nicht zum unkontrollierbar herumschwirrenden Weltraumschrott. „Unser Antrieb kommt ganz ohne einen großen Treibstofftank aus“, erklärt Daniel Bock.

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Mit einer Soyuz-Rakete ging es für den Satelliten ins All. Bald schon könnten die nächsten mit Dresdner Technologie auf Reisen gehen. Die Nachfrage ist groß.
Mit einer Soyuz-Rakete ging es für den Satelliten ins All. Bald schon könnten die nächsten mit Dresdner Technologie auf Reisen gehen. Die Nachfrage ist groß. © Sputnik

Er ist einer von sechs Gründern der Firma Morpheus Space, die aus dem Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden hervorgegangen ist. Einer der Gründer ist der heutige Institutsdirektor Martin Tajmar, der 2012 als Professor ans Institut kam. Er brachte damals die Idee eines neuartigen Antriebs mit. Seit Februar 2019 ist die Technologie nun im All unterwegs, an Bord eines Satelliten der Universität Würzburg. Ein Würfel mit zehn Zentimetern Kantenlänge ist es. „Wir waren die Ersten, die solch einen kleinen Satelliten mobil gemacht haben“, erklärt Bock.

Bei der Technologie wird das Metall Gallium als Treibstoff verwendet. Seine Besonderheit: Schon bei 30 Grad Celsius wird es flüssig. Im Triebwerk ist eine extrem spitze Nadel angebracht, die mit Gallium überzogen ist. An ihrem Fuß befindet sich der Tank – ein winzig kleines Reservoir mit dem Metall. Durch den Kapillareffekt, ähnlich dem Aufsteigen von Wasser in den Gefäßsystemen von Pflanzen, wird das Gallium nach oben gezogen. „Wird nun Hochspannung angelegt, bildet sich eine Spitze aus Gallium in der Größenordnung von Atomen“, erklärt Bock das Antriebsprinzip. Das Gallium löst sich zu Ionen auf. Diese positiven Metallteilchen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt und nach draußen katapultiert. Mit bis zu 360.000 Kilometer pro Stunde sind sie damit extrem schnell und sorgen für den notwendigen Antrieb des Satelliten.

Derzeit fliegen rund 2.000 aktive Satelliten durch das Weltall. Sie werden benötigt, um die Erde zu beobachten, um die Position von Flugzeugen oder Schiffen zu ermitteln oder Veränderungen von Landschaften zu analysieren. In Zukunft werden sie auch dafür sorgen, dass Maschinen sich vernetzen und in jedem Winkel der Erde Internetempfang möglich ist. Dafür müssen jedoch noch viel mehr Satelliten ins All. „Bis zu 20.000 werden es insgesamt schon in den nächsten fünf bis sieben Jahren sein“, rechnet Bock vor. Bisherige Satelliten waren extrem teuer, mindestens so groß wie eine Waschmaschine oder hatten sogar die Ausmaße eines Busses. Das lag vor allem an den riesigen Treibstoffvorräten, mit denen sie starteten. „Kleine Nanosatelliten mit unserem Antrieb könnten viel kostengünstiger und schneller gebaut werden.“ Winziger, leichter und preiswerter soll es werden.

Seit Februar ist dieser Nanosatellit der Universität Würzburg im All – mit dem Dresdner Antrieb. 
Seit Februar ist dieser Nanosatellit der Universität Würzburg im All – mit dem Dresdner Antrieb.  © Uni Würzburg

Das hat auch die Branche erkannt. Über ein spezielles Förderprogramm für Start-ups in der Satelliten- und Raumfahrtszene waren die Morpheus-Space-Gründer jetzt drei Monate in Los Angeles. Unterstützt wird dieses Projekt unter anderem vom Nasa Jet Propulsion Laboratory, das etwa schon für die Mondlandung zuständig war, oder der U.S. Air Force. „Wir konnten in diesen drei Monaten ein Netzwerk an Partnern, Kunden und Zulieferern in den USA aufbauen“, erzählt Bock. Das Interesse an der Technologie aus Dresden sei groß, die ersten Verträge werden bald unterschrieben. Ein Projekt ist schon spruchreif: die Beteiligung an der neuen Mission der Aerospace Corporation zur Erforschung der Exoplaneten. „Bis zum ersten Foto wird es zwar noch Jahrzehnte dauern, aber es ist ein tolles Gefühl, dass wir unseren Beitrag leisten können.“

Morpheus Space will ein sächsisches Unternehmen bleiben. Der Standort in den USA soll aber weiter ausgebaut werden. „In Dresden bleiben wir, weil es hier viele Forschungseinrichtungen und Know-how gibt, das wir nutzen können.“ Vielleicht ließe sich in Zukunft sogar ein kommerzielles Raumfahrtzentrum in der Landeshauptstadt aufbauen, hoffen die Gründer.

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Je nach Ausmaß eines Satelliten kann der Antrieb von Morpheus Space skaliert werden. Je größer, desto mehr kleine Zylinder mit Gallium. Fällt einer aus, machen die anderen ungestört weiter. „Ein absoluter Vorteil für teure Missionen, bei denen kein Komplettausfall des Antriebs passieren darf.“ Sollte das Gallium nach vielen Jahrzehnten doch zur Neige gehen, hat die Technologie noch einen großen Vorteil. Im Gegensatz zu unkontrolliert umherfliegendem Weltraumschrott können die Satelliten mit Dresdner Antrieb in die Erdatmosphäre manövriert werden und dort restlos verglühen. Müllvermeidung im Orbit.

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