10.01.2022

James Webb: Neues Weltraumteleskop mit Technologie aus Österreich erreicht wichtigen Meilenstein

Das neue James Webb Weltraumteleskop, Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, das am 22. Dezember ins All gestartet ist, hat sich am Wochenende erstmalig vollständig entfaltet. Zum Einsatz kommt unter anderem Technologie von Ruag Space Austria.
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James Webb
Credits: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

„Der letzte Flügel ist nun entfaltet“, teilte die Nasa am Samstag bei Twitter mit. Konkret hat das zu Weihnachten gestartete Weltraumteleskop James Webb mit dem Ausklappen einer letzten Spiegelplatte seine zweiwöchige Entfaltungsphase beendet. Somit konnte ein wichtiger Meilenstein in der Mission erfolgreich abgeschlossen werden, der die Voraussetzung für die Erforschung des Universums bildet.

Der Nachfolger des Hubble-Teleskops ist ein gemeinsames Projekt der amerikanischen, europäischen und kanadischen Raumfahrtbehörden und das weltweit größte Weltraumteleskop. Das Webb-Teleskop soll künftig einen schärferen Blick in die Anfänge des Universums vor 13 Milliarden Jahren ermöglichen. So sollen das Verständnis der Entstehung von Galaxien, Sternen, Planeten und letztlich vielleicht auch der Ursprünge des Lebens erweitert werden. Die Entwicklungskosten hierfür belaufen sich auf rund zehn Milliarden Euro.

Technologie von Ruag Space mit Sitz in Wien

Für das neue Weltraumteleskop kommt unter anderem auch Technologie aus Österreich zum Einsatz. So lieferte Ruag Space aus Wien zwei hochpräzise Mechanismen für das „Superauge“ namens „NIRSpec“, eines der drei Hauptinstrumente des Teleskops. Das „Superauge“ kann schwächste Infrarotstrahlungen von den entferntesten Galaxien aufspüren.

Das Instrument ist rund 200 Kilogramm schwer und wird im Weltraum bei einer Temperatur von rund minus 230 Grad Celsius arbeiten. Die Mechanismen aus Wien sorgen für die präzise Halterung und Drehung eines Filterrades sowie eines Gitterrades für das „Superauge“. „Das Kugellager des Mechanismus ist das präziseste in ganz Europa“, sagt Andreas Buhl, Geschäftsführer von Ruag Space Austria. Der Mechanismus arbeitet auf 100 Nanometer genau. 

Mehr über Ruag Space

Ruag Space Austria mit Sitz in Wien ist aktuell mit rund 250 Mitarbeitenden das größte österreichische Weltraumtechnikunternehmen und ein eigenständiges Tochterunternehmen von Ruag Space, einem führenden Zulieferer aus Europa für die Raumfahrt. Ruag Space ist wiederum Teil des internationalen Technologieunternehmens Ruag International mit Sitz in der Schweiz, das 2020 einen Umsatz von rund 1,2 Milliarden Euro erwirtschaftete.

Das Hochtechnologieunternehmen rüstet weltweit Satelliten und Trägerraketen mit Elektronik, Mechanik und Thermalisolation aus. Als Spin-off der Weltraumaktivitäten produziert das Unternehmen im niederösterreichischen Berndorf auch Thermalisolation etwa für den Medizinbereich.

Spezialgerät für Endfertigung von James Webb

Während der Endfertigung des Teleskops auf der Erde war ebenfalls rot-weiß-rote Technik im Einsatz. Damit Ingenieure von allen Seiten das Teleskop bearbeiten können, drehte und kippte ein Spezialgerät von Ruag Space in Wien das Teleskop. Das Unternehmen lieferte auch die Thermalisolation für die große Kommunikationsantenne des Teleskops. „Das größte und leistungsstärkste Weltraumteleskop der Welt nutzt rot-weiß-rote Technologie aus Wien. Als kleines Land zeigen wir, zu welchen Spitzenleistungen unsere heimischen Ingenieurinnen und Ingenieure fähig sind“, sagt Andreas Buhl.

Tipp der Redaktion:

Das in München ansässige SpaceTech OroraTech rund um den österreichischen Co-Founder Thomas Grübler hat ein satellitengestütztes Waldbrand-Frühwarnsystem entwickelt. Am kommenden Donnerstag, 13. Jänner 2022, soll der erste Kleinsatellit mit einer eigens entwickelten Infrarotkamera ins All geschossen werden. Das Team von OroraTech wird für Interessierte einen virtuellen Stream einrichten, der um 12:30 Uhr mitteleuropäischer Zeit startet.


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Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs | (c) Peter Drechsler / SAL

Das österreichische Forschungszentrum Silicon Austria Labs (SAL) hat nach eigenen Angaben das weltweit dünnste bidirektionale 11-Kilowatt-Bordladegerät für Elektroautos entwickelt. Die sogenannte „Tiny Power Box 2.0“ ist nur fünf Zentimeter hoch und soll Autoherstellern neue Möglichkeiten beim Einbau bieten. Entwickelt wurde der Prototyp von Forschungsteams in Villach und Graz gemeinsam mit den Industriepartnern Infineon, AVL, TDK, Fronius und MetaSystem. Das Forschungsprojekt hatte ein Volumen von 7,2 Millionen Euro.

Laden und Strom zurückspeisen

Jedes Elektroauto verfügt über einen sogenannten On-Board-Charger. Dieser wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose oder Wallbox in Gleichstrom um, den die Fahrzeugbatterie speichern kann. Die Tiny Power Box 2.0 übernimmt dabei gleich drei Funktionen: Sie lädt die Batterie mit bis zu elf Kilowatt, kann Strom aus dem Fahrzeug zurück ins Haus oder öffentliche Netz speisen und versorgt über einen integrierten Wandler auch das 12-Volt-Bordnetz. Darüber werden unter anderem Beleuchtung, Steuergeräte und Infotainment betrieben. Dafür ist bislang häufig ein separates Bauteil notwendig.

Durch die bidirektionale Funktion könnte ein geparktes Elektroauto künftig auch als Stromspeicher dienen. Beispielsweise ließe sich tagsüber erzeugter Solarstrom in der Fahrzeugbatterie speichern und bei Bedarf wieder im Haushalt nutzen.

Mehr Leistung auf weniger Raum

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung sei die Wärme gewesen, die beim Umwandeln des Stroms entsteht, heißt es von SAL. Je kompakter das Ladegerät, desto schwieriger wird es, diese abzuführen.

„Bei 50 Millimetern Bauhöhe liegt die eigentliche Herausforderung in der Wärmeentwicklung, die auf sehr kleinem Raum abgeführt werden muss. Wir haben Kühlung, magnetische Komponenten und Isolation deshalb in kombinierten Designprozessen als ein gemeinsames Gesamtsystem simuliert und entwickelt. Nur so lassen sich 11 Kilowatt bidirektional auf engstem Bauraum umsetzen“, erklärt Christian Mentin, Head of Research Unit System-Level Integration Technologies bei Silicon Austria Labs.

Die Entwicklung baut auf einem Vorgängerprojekt aus dem Jahr 2022 auf. Damals hatte SAL bereits ein kompaktes Ladegerät mit sieben Kilowatt Leistung entwickelt. Die neue Generation erreicht elf Kilowatt und kommt dabei mit einer deutlich geringeren Bauhöhe aus.

Forschungsergebnisse für weitere Anwendungen

Nach dreieinhalb Jahren Forschung liegt die Tiny Power Box 2.0 nun als Prototyp vor. Mit fast allen beteiligten Industriepartnern laufen bereits Folgeprojekte. Dabei sollen die entwickelten Technologien auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen, etwa in der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität, in industriellen Gleichstromnetzen oder bei der Stromversorgung von Rechenzentren.

Ob und wann die Tiny Power Box 2.0 selbst in Serienfahrzeugen eingesetzt werden könnte, ist derzeit offen. Interesse gibt es laut SAL aber bereits von europäischen und internationalen Autoherstellern.

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