Projekt GESTRA Tx2

Das German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar (GESTRA) ist ein Phased-Array Radarsystem, mit dem Weltraumobjekte (sog. Weltraumschrott) im erdnahen Orbit detektiert und überwacht werden. Die Radarantenne des Systems besteht aus 256 einzelnen Kanälen, die jeweils einen Hochleistungsverstärker zur Erzeugung von Radarstrahlung umfassen. Jeder dieser Verstärker erzeugt im Betrieb erhebliche Mengen an Abwärme.

Im Rahmen des Projektes GESTRA Tx2 wird in Erweiterung des bestehenden GESTRA-Systems eine zweite Sendeeinheit entwickelt und aufgebaut.

Die Aufgabe der Projektpartner Fraunhofer IPM und Fraunhofer IWU bestand in der Entwicklung pulsierender Heatpipes (PHP) mit dem Ziel, die an den Hochleistungsverstärkern anfallende Abwärme zuverlässig abzuführen. In zwei unterschiedlichen Verfahren wurden dafür PHP aus Edelstahl (additiv gefertigt durch Laserstrahlschmelzen) und aus Kupfer (konventionell gefertigt durch Vakuumlöten) hergestellt. Um einen stabilen und effektiven Betrieb der PHP sicherzustellen, wurden diese mit einer hohen Dichte und Anzahl von Kanälen für das Arbeitsfluid gefertigt.

Eine der so hergestellten PHP wurde einem Test unterzogen, bei dem eine übertragene Wärmeleistung von bis zu 750 W erreicht wurde – auch für eine Konfiguration, bei der die PHP gegen die Schwerkraft arbeiten muss (d.h. mit oben liegender Heißseite). Dabei zeigten sich keinerlei Anzeichen einer thermischen Überlastung, wie beispielsweise Austrocknung des Verdampferbereichs – ein Nachweis dafür, dass sogar noch höhere übertragbare Wärmeleistungen möglich sind.

Projektpartner

• Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
• Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
• Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

Projektlaufzeit (Teilprojekt Fraunhofer IPM und IWU)

• 12/2021 – 11/2023

Projektfinanzierung

• Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Projektträger

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)