Space Factory 4.0

“Ein Schwarm von Kleinsatelliten – gefertigt aus Standardkomponenten in einer Weltraumfabrik – und betriebsbereit innerhalb eines Monats nach Bestellungseingang! Unmöglich?“

Wir halten dies nicht für unmöglich! Es wird erwartet, dass eines Tages Satelliten außerhalb der Erde produziert werden können. Die Frage ist nicht „ob“, sondern „wann“. Diese Fragestellung ist der Ausgangspunkt des Verbundprojekts „Space Factory 4.0“, welches ab 1. Dezember für ein Jahr durch das Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird. Das Verbundprojekt beschäftigt sich mit der Grundlagenentwicklung zur robotischen Montage von hochmodularen Satelliten auf einer In-Orbit-Plattform basierend auf Industrie 4.0-Prozessen. An Space Factory 4.0 sind die Technische Universität Darmstadt, die Technische Universität München und das Zentrum für Telematik (ZfT) in Würzburg beteiligt. Weiterhin unterstützen drei Unternehmen aus der Raumfahrtindustrie, OHB System, Von Hoerner & Sulger (VH&S) und Telespazio VEGA Deutschland das Projekt Space Factory 4.0.

Die TU Darmstadt, vertreten durch das Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) von Prof. Anderl, ist Verbundkoordinator von „Space Factory 4.0“. Das FG DiK wird innerhalb des Verbundprojekts innovative Prozesse, basierend auf den neuesten Erkenntnissen aus der Einführung von Industrie 4.0 in Deutschland für die Montage von hochmodularen Satelliten entwickeln. Dabei spielt u.a. der Ansatz des digitalen Zwillings eine große Bedeutung.

Die Forschungsziele des „Space Factory 4.0“ für das FG DiK sind:

• Prozess und Supportsysteme: Ein durchgängiger Gesamtprozess „Space Factory 4.0“ wird für die Produktion bzw. Montage von Kleinsatelliten anhand von einem Modul-Baukasten untersucht. Dieser Prozess baut auf den „Best Practices“ aus dem „Leitfaden – Industrie 4.0“ und den umfangreichen Erfahrungen in erfolgreichen Raumfahrtmissionen auf, welche durch ECSS Standards dokumentiert sind.

• Digital Twin – Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung, Konzeptionierung und prototypische Implementierung eines digitalen Zwillings (Digital Twin) von einem Kleinsatelliten. Die Digital Twin Technologie zielt darauf, den durchgängigen Gesamtprozess „Space Factory 4.0“ über den Lebenszyklus von Kleinsatelliten zu unterstützen.

• Automatisierte Tests & Check-out: Mithilfe des implementierten digitalen Zwillings vom Kleinsatelliten wird ein Konzept entwickelt, welches die automatische Durchführung von Tests im Integrationsablauf ermöglicht.

• Support- und Bodeninfrastruktur: Untersuchung der notwendigen Infrastruktur für das Check-Out-System zur Durchführung von Funktionstests. Dabei wird die Wiederverwendung von Softwaremodule untersucht.