Sensorik

Drucktransmitter im All

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Im September 2018 startete eine japanische H-IIB Rakete das HTV-Versorgungsschiff mit dem Advanced Closed Loop System (ACLS) zur Raumstation ISS. Das ACLS „recycelt“ CO₂ aus der Raumschiffatmosphäre und erzeugt mittels Elektrolyse neuen Sauerstoff für die Besatzung. Die Regelung dieser Prozesse erfolgt mit Absolut- und Differenzdrucktransmittern von Keller.

Die internationale Raumstation ISS bewegt sich in circa 400 km Höhe um die Erde. Da in dieser Höhe kaum Sauerstoff vorhanden ist, muss dieser entweder von der Erdoberfläche geliefert oder an Bord der ISS erzeugt werden. Den Sauerstoff ins All zu bringen ist teuer, denn die Transportkosten für 1 kg Nutzlast belaufen sich auf rund 33.000 Euro.

Es ist daher sinnvoll, wenn man versucht, die ausgeatmete Luft der Astronauten aufzubereiten, um damit wieder nutzbaren Sauerstoff zu erzeugen. Das ist die Aufgabe des ACLS, welches am 22. September 2018 zum amerikanischen Destiny Modul (US-Labor) transportiert wurde. Das ACLS, eine chemisch-physikalische Technologie, hat der Flugzeughersteller Airbus für die Europäische Weltraumorganisation ESA entwickelt. Für die Sauerstofferzeugung wird im ACLS-Kreislauf das Kohlendioxid aus der Kabinenluft mit Wasserstoff, der unter Energiezufuhr aus der Aufspaltung von Wasser gewonnen wird, zu Methan und Wasser umgewandelt. Aus dem Wasser wird mit dem sogenannten Elektrolyse-Prozess wieder atembarer Sauerstoff gewonnen. Das System ist laut Airbus für eine Crew von drei Astronauten ausgelegt und spart so auch 450 kg Wasserzuladung pro Jahr. Bei voller Leistung entfernt das ACLS täglich 3 kg CO₂, liefert 2,5 kg O₂ und produziert 1,2 kg Wasser.

Damit diese Prozesse sicher laufen, benötigt das ACLS höchst zuverlässige Komponenten. Der Auftrag für die Entwicklungen im Bereich Druckmesstechnik erhielt der Schweizer Druckmesstechnik-Hersteller Keller aus Winterthur. Das Projekt stellte höchste Anforderungen, weil in 400 km Höhe innert nützlicher Frist keine Komponenten ausgewechselt werden können, wenn sie ausfallen. Der Beitrag von Keller zu dieser Mission besteht aus Absolut- und Differenzdrucktransmittern, die im Bereich 50 mbar…20 bar bei 0…110 °C arbeiten.

„Keller hat mit seinen Drucktransmittern, die in zahlreichen Flugzeugtypen vielfältigste Aufgaben übernehmen und mit ihrer Zuverlässigkeit zur Sicherheit unterschiedlichster Systeme beitragen, unter Beweis gestellt, dass die Anforderungen an die Standzeiten (MTBF) von Sensoren im realen Betrieb um ein Vielfaches höher liegen als gefordert“, freut sich Jürg Dobler, Geschäftsführer von Keller.

„In die ersten Sensorprojekte für die Raumfahrt fließen selbstverständlich die jahrelangen Erfahrungen für die Luftfahrt aber natürlich auch den industriellen Anwendungen ein. Andererseits werden natürlich auch Rückwirkungen aus den Raumfahrtprojekten in das breite Spektrum der Drucksensorik bei Keller erwartet“, ergänzt Dr. Günther Kaden, Consultant Aerospace Sensors. ■



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