Quantentechnologien für künftige Generationen von Galileo
QYRO - ein quantenbasiertes Gyroskop
New Space: Der erste mit Quantentechnologie gesteuerte Satellit
QYRO - ein quantenbasiertes Gyroskop
Das Projekt QYRO hat das Ziel, einen auf dem Quanteneffekt der Kernspinresonanz basierenden, weltraumtauglichen und hochgenauen Drehratensensor zu entwickeln, mit dessen Hilfe die Satellitenausrichtung präzise geregelt werden kann.
Das Galileo Kompetenzzentrum hat mit Q.ANT, Bosch und TRUMPF eine Partnerschaft zur Entwicklung weltraumtauglicher Lagesensoren geschlossen. Mit Hilfe dieser auf Quantentechnologie basierenden Sensoren soll es gelingen, Mini-Satelliten präzise auszurichten und die weltweite Datenkommunikation zu verbessern.
Cubesat Kommunikationssatelliten im erdnahen Orbit
Das geplante Quantenbasierte Gyroskop (QYRO) soll eine Alternative zu derzeitigen mechanischen Gyroskopen sein. Das Galileo Kompetenzzentrum im DLR ist im Projekt für alle weltraumrelevanten Aspekte verantwortlich. Es erstellt für die beteiligten Partner einen Anforderungskatalog für Weltraumsensoren, damit diese schon von Beginn des Projektes an weltraumspezifische Gegebenheiten in der Entwicklung der Einzelkomponenten berücksichtigen können. Zum anderen ist das Galileo Kompetenzzentrum für die Definition, Planung und Umsetzung der Satellitenmission zuständig. Die Entwicklung, Implementierung, der Transport und der Betrieb des Satelliten erfolgt in Zusammenarbeit mit anderen Instituten des DLR. Das Institut für Softwaretechnologie steuert beispielsweise die softwareseitigen Elemente bei, die Kollegen vom Institut für Kommunikation und Navigation unterstützen mit der Bereitstellung einer der Referenzantennen und Empfänger und der DLR Raumflugbetrieb übernimmt später den Betrieb des Satelliten.
Die QYRO-Nutzlast kann unter realen Einsatzbedingungen im All validiert werden und dadurch feststellen ob QYRO, und damit quantenbasierte Gyroskope generell, weltraumtauglich ist und wenn ja, wie es im Vergleich zu kommerziell verfügbaren, modernen Referenzsystemen abschneidet.
Dieser erste mit Quantentechnologie gesteuerte Satellit soll 2027 in den Weltraum starten.
Partnerschaft aus Industrie und Forschung
Die Entwicklung europäischer Quantensensoren soll die Unabhängigkeit vom Weltmarkt stärken. Q.ANT leitet die Entwicklungspartnerschaft. „Die gemeinsamen Entwicklung von Zukunftstechnologien steckt. Der Einsatz von Quantentechnologie in der Luft- und Raumfahrt ist für den Industriestandort Deutschland eine riesige Chance“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Das Start-up baut die verschiedenen Komponenten des Sensors zusammen und liefert die Detektionseinheit. Die Bosch-Forschung entwickelt eine miniaturisierte, weltraumtaugliche Messzelle. Sie ist mit einem atomaren Gas befüllt, welches mit Laserstrahlen und Magnetfeldern zu einer Kreiselbewegung der Atome angeregt wird. Miniaturlaserdioden von TRUMPF werden gemeinsam mit dem Ferdinand-Braun Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, für den Einsatz in der Quantentechnologie und im Weltraum entwickelt. Anschließend werden sie mit weiterer Messtechnik in das Gehäuse integriert.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt QYRO im Rahmen der Fördermaßnahme „Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen“. Das Forschungsbudget für das Projekt liegt bei rund 28 Millionen Euro, ein Großteil davon stammt vom BMBF.
