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OCULUS:

Das Ziel des Optical Coatings for Ultra Lightweight Robust Spacecraft Structures (OCULUS) Projekts ist den Prozess einer hochwertigen Metallisierung der Oberfläche von Kohlenstoff-Faserverbund-Werkstoffen zu demonstrieren. Dadurch ist die Erstellung von weltraumtauglichen, leichten und kostensparenden Spiegelsystemen möglich, welche in der Anwendung eine drastische Massenreduzierung von Spiegelsystemen für Weltraumobservatorien erlauben.

Herkömmliche Teleskope für die Boden- und auch Weltraumanwendung nutzen für die Spiegel-Fertigung Werkstoffe, wie Metalle und Keramiken mit einer hohen Dichte. Bei Weltraumteleskopen dominiert die Spiegelmasse die Systemmasse. Durch die Begrenzung des Launchers wird der Durchmesser der Apertur limitiert, der für die optische Leistungsfähigkeit des Systems maßgeblich ist. Bei bodengebundenen Observatorien ist eine Reduzierung der Spiegelmaße in Hinblick auf die Verringerung der Trägheit des Ausrichtungsmechanismus interessant. Durch die im OCULUS-Projekt erforschte Technologie lassen sich die Spiegelmassen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen um mindestens 80% verringern.

In Kooperation mit der Invent GmbH und dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik konnte das Institut für Raumfahrtsysteme im Rahmen des InnoSpace-Masters-Wettbewerb in der Kategorie der "DLR Space Administration Challenge" den zweiten Platz mit OCULUS belegen. Somit ist die auch Fertigung eines Prototyps zur Technologiedemonstration möglich.

Die Invent GmbH verfügt aus vergangen Projekten über die Technologie geometrisch hochpräzise Sandwichstrukturen aus CFK anzufertigen. Diese Bauteile können auch in asphärischer Form in verschiedenen Größen erstellt werden, sind sehr steif und extrem temperaturbeständig. Das Fraunhofer IST ist verantwortlich für die haftfeste Beschichtung der Bauteile mittels galvanischer Metallisierung und das anschließende hochgenaue Polieren der Oberflächen. Das Institut für Raumfahrtsysteme übernimmt neben der Projektkoordination, die Implementierung der Technologie in einen Weltraumteleskop-Prototyp mit CubeSat-Formfaktor.

Ausgelegt wird dieses optische System für die Erdbeobachtung. Zur Leistungssteigerung, durch eine Vergrößerung der Apertur auf ca. 260 mm Durchmesser, muss der Primärspiegel segmentiert und autonom entfaltet sowie justiert werden. Die innerhalb des Projektes erworbenen Erkenntnisse und Technologien lassen sich auch auf andere Anwendungen übertragen, bei denen hochpräzise CFK-Strukturen mit einer metallischen Oberflächen-Funktionalisierung (optisch, elektrisch, tribologisch) benötigt werden.