Extreme Temperaturschwankungen von -190 °C bis +150 °C stellen eine der grössten Herausforderungen für Sensoren im Weltraum dar. Ein Satellit kann diese extremen Werte erreichen, je nachdem ob er dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt ist oder sich im Schatten befindet. Unter diesen Bedingungen müssen Sensoren zuverlässig funktionieren, um das Einfrieren oder Überhitzen kritischer Satellitenkomponenten zu verhindern.

Wir freuen uns besonders, dass die Innovative Sensor Technology IST AG hierfür eine bemerkenswerte Lösung entwickelt hat. Das Schweizer Unternehmen bietet ESCC-qualifizierte Dünnfilm-Pt-Temperatursensoren an, die im Bereich von -200 °C bis +200 °C einsetzbar sind. Diese Sensoren haben nach vier Jahren intensiver Evaluierungs- und Qualifikationstests die Zertifizierung der European Space Agency (ESA) erhalten. Besonders beeindruckend ist dabei die nachgewiesene Stabilität über 70.000 Temperaturzyklen, was ihre aussergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegen thermische Belastungen belegt. Während herkömmliche Komponenten oft an ihre Grenzen stossen, zeigen diese Sensoren zudem eine hervorragende Driftstabilität.

In diesem Artikel betrachten wir die technischen Herausforderungen für Sensoren im All, erläutern den ESCC-Qualifikationsprozess und zeigen die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten dieser hochspezialisierten Sensoren in ESA-Missionen.

Thermische Herausforderungen für Sensoren im All

Die Weltraumumgebung stellt ausserordentliche Anforderungen an jedes technische Gerät. Für Sensoren, die auf Raumfahrzeugen und Satelliten eingesetzt werden, ergeben sich dadurch besondere Herausforderungen, die weit über irdische Bedingungen hinausgehen.

Temperaturbereiche von -200 °C bis +200 °C

Im Weltraum herrschen extreme Temperaturunterschiede, die durch direkte Sonneneinstrahlung und tiefe Schattentemperaturen verursacht werden. Auf dem Mond beispielsweise können während der langen Sonnenphase Temperaturen von bis zu +120 °C entstehen, während es in der Schattenphase bis auf -130 °C abkühlen kann. Die Temperaturschwankungen im niedrigen Erdorbit (LEO) bewegen sich typischerweise zwischen -65 °C und +125 °C, abhängig von Faktoren wie Orbithöhe, Sonneneinstrahlung und der durch Elektronik erzeugten Wärme.

Besonders problematisch sind die schnellen Temperaturwechsel beim Übergang von Sonnenlicht in den Erdschatten. Diese raschen Veränderungen können erhebliche Materialspannungen verursachen, besonders bei hochleitfähigen Materialien. Der Start von der sonnigen Küste Floridas in den eisigen Weltraum mit Temperaturen von bis zu -100 °C stellt eine weitere kritische Phase dar.

Die IST AG hat speziell für diese extremen Bedingungen ihre Dünnfilm-Pt-Temperatursensoren entwickelt, die zuverlässig im Bereich von -200 °C bis +200 °C arbeiten können. Diese aussergewöhnliche Temperaturstabilität macht sie zu idealen Komponenten für Weltraummissionen.

Einfluss von Vakuum und Strahlung auf Sensorleistung

Das Vakuum des Weltraums verschärft die thermischen Herausforderungen erheblich. Während auf der Erde ein Temperaturausgleich durch Konvektion erfolgen kann, ist dieser Mechanismus im Vakuum nicht möglich. Folglich müssen Sensoren und andere Komponenten ihre Wärme hauptsächlich durch Strahlung abgeben, was die Temperaturregulierung deutlich erschwert.

Darüber hinaus bewirkt das Vakuum mehrere problematische Effekte:

• Ausgasung von Materialien: Unter Vakuumbedingungen setzen viele Materialien gasförmige Stoffe frei, die benachbarte Komponenten erheblich beeinträchtigen können
• Erhöhter Dampfdruck: Höhere Temperaturen steigern den Dampfdruck und beschleunigen chemische Reaktionen, was wiederum die Ausgasung verstärkt
• UV-Degradation: Die intensive ultraviolette Strahlung kann sogar die molekulare Zusammensetzung von Materialien verändern, insbesondere durch das Entfernen von Sauerstoffatomen

Zusätzlich sind Sensoren der kosmischen Strahlung ausgesetzt, die Einzelereignisstörungen verursachen kann. Diese Strahlungseffekte können die Elektronik beeinträchtigen und zu Datenfehlern führen.

Die Sensoren der IST AG zeichnen sich durch ihre Strahlungsbeständigkeit aus und wurden speziell für den Einsatz in Hochvakuumumgebungen konzipiert. Ihre besondere Materialauswahl minimiert Ausgasungseffekte, wodurch sie sich als Marktführer für weltraumtaugliche Sensortechnologie etabliert haben.

Zyklische Belastung durch Orbitwechsel

Eine weitere bedeutende Herausforderung stellen die ständigen Temperaturzyklen dar, denen Satelliten ausgesetzt sind. Beim Umlauf um die Erde durchläuft ein Satellit wiederholt Phasen intensiver Sonneneinstrahlung und tiefer Schattentemperaturen. Diese zyklischen Belastungen können kleine Materialdefekte vergrössern, die Festigkeit verringern und die Sensorleistung beeinträchtigen.

Um die Widerstandsfähigkeit gegen diese Belastungen zu gewährleisten, werden aufwendige Testverfahren durchgeführt. Der Thermal-Cycling-Test überprüft die Funktionstüchtigkeit nach einer definierten Anzahl von Zyklen mit wechselnden Temperaturniveaus. Jeder Satellit durchläuft eine vollständige Testreihe, die mehrere Wochen dauern kann und bei der zahlreiche zusätzliche Sensoren die Temperaturentwicklung engmaschig kontrollieren.

Um die Betriebstemperatur im Inneren des Satelliten zu gewährleisten, werden teilweise zusätzliche Heizer verbaut, die im Gegensatz zur direkten Sonneneinstrahlung eine definierte Temperierung ermöglichen. Ebenso werden kritische Komponenten mit isolierendem Material verpackt, um sie vor den extremen Temperaturwechseln zu schützen.

Die ESCC-qualifizierten Sensoren der IST AG wurden speziell für diese herausfordernden Bedingungen entwickelt und haben ihre aussergewöhnliche Zuverlässigkeit in Tests mit 70.000 Temperaturzyklen unter Beweis gestellt. Ihre kompakte Bauform und der Verzicht auf bewegliche Teile machen sie besonders robust gegen die mechanischen und thermischen Belastungen im Weltraum.

ESCC-Qualifikation als Massstab für Weltraumtauglichkeit

Die Weltraumsensorik unterliegt strengsten Qualitätsanforderungen, wobei die ESCC-Qualifikation (European Space Components Coordination) als höchster Massstab für Weltraumtauglichkeit gilt. Die Innovative Sensor Technology IST AG hat sich in diesem anspruchsvollen Segment als Marktführer etabliert und bietet als einziges Unternehmen ESCC-zertifizierte Dünnfilm-Platin-Temperatursensoren an.

Zertifizierungsprozess durch ESA

Der Zertifizierungsprozess durch die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist ausserordentlich anspruchsvoll und umfassend. Für die Qualifikation der IST AG Sensoren war ein vierjähriger Evaluierungs- und Qualifikationsprozess notwendig. Dieser langwierige Prozess stellt sicher, dass nur Komponenten mit höchster Zuverlässigkeit für Weltraummissionen eingesetzt werden.

Der Prozess umfasst mehrere Phasen:

1. Umfangreiche Materialtests unter Weltraumbedingungen
2. Konstruktionsanalysen zur Feststellung der mechanischen Belastbarkeit
3. Elektrische Leistungstests unter extremen Temperaturbedingungen
4. Dokumentation aller Fertigungsschritte mit lückenloser Rückverfolgbarkeit

Nach erfolgreicher Zertifizierung werden die Komponenten in die ESC-Datenbank aufgenommen und erhalten die allgemeine ESCC-Spezifikation Nr. 4006/015. Besonders bemerkenswert ist, dass die IST AG nicht nur ihre Sensoren, sondern auch deren Kabelverbindungen, die sogenannten “Pigtails”, ESCC-zertifizieren liess – eine Reaktion auf die steigende Nachfrage besonders von Luft- und Raumfahrtingenieuren.

Langzeittest mit 70.000 Temperaturzyklen

Ein zentrales Element der ESCC-Qualifikation sind aussergewöhnlich anspruchsvolle Langzeittests. Die Sensoren der IST AG haben dabei ihre Funktionsfähigkeit über beeindruckende 70.000 Temperaturzyklen von -200 °C bis +200 °C nachgewiesen. Diese enorme Zyklenzahl übersteigt die üblichen Anforderungen bei weitem und demonstriert die aussergewöhnliche Robustheit dieser Sensoren Weltraum.

Zum Vergleich: Ein Satellit im niedrigen Erdorbit durchläuft pro Jahr etwa 5.000 bis 6.000 Temperaturzyklen. Die getesteten 70.000 Zyklen entsprechen daher einer simulierten Betriebsdauer von mehr als einem Jahrzehnt unter extremsten Bedingungen.

Die Tests werden in speziellen Thermal-Vakuum-Anlagen durchgeführt, die die extremen Bedingungen im Weltraum simulieren und sicherstellen, dass die Satellitenkomponenten der Luftleere und den Temperaturschwankungen standhalten. Diese aufwendigen Testverfahren ermöglichen es, die langfristige Zuverlässigkeit der Sensoren unter realistischen Weltraumbedingungen zu verifizieren.

TCR-Stabilität und Driftverhalten

Neben der reinen Überlebensfähigkeit unter extremen Bedingungen ist die Messgenauigkeit entscheidend für Weltraumsensoren. Hierbei spielen zwei Faktoren eine besondere Rolle:

1. TCR-Stabilität (Temperature Coefficient of Resistance): Der Temperaturkoeffizient des Widerstands beschreibt die Änderung des elektrischen Widerstands bei Temperaturänderungen. Die Tests haben gezeigt, dass die TCR-Werte der IST AG Sensoren auch nach tausenden Temperaturzyklen nur irrelevante Änderungen aufwiesen. Diese Stabilität ist entscheidend für präzise Temperaturmessungen über die gesamte Missionsdauer.
2. Driftstabilität: Hierbei handelt es sich um die langfristige Abweichung des Messwerts unter gleichbleibenden Bedingungen. Die Sensoren der IST AG haben sich während der Tests als ausgesprochen driftstabil erwiesen, was bedeutet, dass ihre Messungen auch nach Jahren im Weltall zuverlässig bleiben.

Die HiRel Pt-Temperatursensoren der IST AG sind mit Widerständen von 100 Ω bis 2000 Ω erhältlich und decken Temperaturbereiche von -50 °C bis +150 °C oder -200 °C bis +200 °C ab. Sie werden sowohl als Flugmodelle (FM) für den tatsächlichen Einsatz im All als auch als Engineering-Modelle (EM) für Entwicklungs- und Testzwecke angeboten. Darüber hinaus bietet das Unternehmen verschiedene Anschlussmöglichkeiten: reine Platinleitungen oder verdrehte 2- bzw. 4-adrige Verlängerungskabel bis zu 10.000 mm, mit oder ohne Abschirmung und Mantel.

Diese technischen Eigenschaften in Kombination mit der ESCC-Zertifizierung machen die IST AG Sensoren zu einer ersten Wahl für internationale Raumfahrtmissionen und unterstreichen die Schweizer Präzision und Zuverlässigkeit in diesem Hochtechnologiesektor.

Technologische Merkmale der IST AG Sensoren

Die bahnbrechende Dünnfilm-Technologie der IST AG hat die Entwicklung von Sensoren für Weltraumanwendungen revolutioniert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Drahtwickelsensoren bieten die Dünnfilm-Platin-Temperatursensoren der Innovative Sensor Technology IST AG entscheidende Vorteile für den anspruchsvollen Einsatz im All.

Miniaturisierung: 2.2 x 2.0 x 1.1 mm Bauform

Die beeindruckende Miniaturisierung ist eines der herausragenden Merkmale der IST AG Sensoren für Weltraumanwendungen. Mit einer Baugrösse von nur 2,2 x 2,0 x 1,1 mm sind diese Sensoren ausserordentlich kompakt. Diese extreme Miniaturisierung ermöglicht eine signifikante Gewichtsreduktion im Vergleich zu herkömmlichen Drahtwickelsensoren. In der Raumfahrt, wo jedes Gramm zählt, stellt dies einen erheblichen Vorteil dar.

Besonders bemerkenswert: Trotz der winzigen Abmessungen erreichen die Sensoren Widerstandswerte von bis zu 2000 Ω auf einer Fläche von nur 2 x 2,3 mm. Die IST AG bietet ihre HiRel Pt-Temperatursensoren in verschiedenen Widerstandsvarianten an, von Pt100 bis Pt2000. Diese Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz in unterschiedlichsten Weltraum-Subsystemen.

Ausserdem nutzt die IST AG ihre führende Position in der Dünnfilmtechnologie, um nicht nur einzelne Sensorelemente, sondern auch komplexe Sensormodule zu entwickeln. Diese zeichnen sich durch hervorragende Genauigkeit und Konsistenz unter verschiedensten Messbedingungen aus.

Robustheit durch Verzicht auf bewegliche Teile

Die aussergewöhnliche Robustheit der IST AG Sensoren basiert massgeblich auf dem konsequenten Verzicht auf bewegliche Teile. Diese Konstruktionsphilosophie macht die Sensoren besonders unempfindlich gegenüber den extremen Vibrationen während des Raketenstarts und den nachfolgenden Manövern im Orbit.

Zudem bildet bei der Dünnfilmtechnologie die Platinwiderstandsstruktur eine permanente Verbindung mit der Keramikoberfläche des Sensors. Diese feste Integration erhöht die Zuverlässigkeit unter Vibrationsbelastung erheblich. Während herkömmliche Sensoren oft an ihre Grenzen stossen, wenn sie extremen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, bleiben die IST AG Sensoren zuverlässig funktionsfähig.

Der Paradigmenwechsel von reiner Temperaturmessung hin zu aktiver Temperaturregelung stellt zusätzliche Anforderungen an die Sensortechnologie. Mit einer Ausfallrate von bis zu 20% bei reinen Überwachungssystemen sind Fehler bei aktiven Regelungssystemen nicht mehr tolerierbar. Die Sensoren der IST AG adressieren genau diese Herausforderung durch ihre aussergewöhnliche Zuverlässigkeit.

Materialwahl für Hochvakuumumgebungen

Die IST AG setzt bei der Entwicklung ihrer Weltraumsensoren auf sorgfältig ausgewählte Materialien, die den extremen Bedingungen des Hochvakuums standhalten. Der Produktionsprozess stellt höchste Anforderungen an den Workflow und die Infrastruktur. In ihrem Produktionsstandort in Ebnat-Kappel, Schweiz, verfügt die IST AG über eine der am besten ausgestatteten Frontendproduktionsstätten für Dick- und Dünnfilmsensoren mit Reinräumen bis Klasse 1000.

Reinste Bedingungen sind für die Herstellung der Sensoren unerlässlich, da im unteren Mikrometerbereich schon kleinste Verschmutzungen die Produktion unmöglich machen würden. Diese kompromisslose Qualitätssicherung garantiert, dass die Sensoren auch unter den extremen Bedingungen des Weltraums zuverlässig funktionieren.

Die speziellen Materialien der IST AG Sensoren sind zudem unempfindlich gegen Druck- oder Vakuumschwankungen. Diese Eigenschaft ist entscheidend für den Übergang von der Erdatmosphäre ins Vakuum während des Starts sowie für Missionen mit unterschiedlichen Druckverhältnissen.

Aufgrund ihrer technologischen Überlegenheit sind die IST AG Sensoren aktuell die einzigen ESCC-qualifizierten Platin-Temperatursensoren am Markt, weder als Drahtwickel- noch als Dünnfilmsensoren. Diese Marktführerschaft unterstreicht die einzigartige Kompetenz der IST AG in der Entwicklung und Herstellung von Hochleistungssensoren für extreme Umgebungen.

Einsatzbereiche in ESA-Missionen

Die IST AG Sensoren beweisen ihre aussergewöhnliche Leistungsfähigkeit in zahlreichen anspruchsvollen Weltraummissionen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Seit ihrer ESCC-Qualifizierung im Februar 2018 haben sich diese hochpräzisen Temperatursensoren als weltweiter Standard für Weltraummissionen etabliert.

JUICE, Solar Orbiter, Euclid: Temperaturmessung im Orbit

Die Dünnfilm-Pt-Temperatursensoren der IST AG kommen in mehreren bedeutenden ESA-Missionen zum Einsatz:

• JUICE (JUpiter ICy moons Explorer): Diese Mission, gestartet am 14. April 2023, untersucht Jupiter und seine Eismonde. Die Sensoren der IST AG leisten hier einen wichtigen Beitrag zur thermischen Überwachung der Sonde während ihrer achtjährigen interplanetaren Reise.
• Solar Orbiter: Bei dieser Mission, die der Sonne näher kommt als jedes andere europäische Raumfahrzeug zuvor, sind präzise Temperaturmessungen unerlässlich. Die Sonde ist extremen Temperaturen ausgesetzt, da sie sich der Sonne bis auf 42 Millionen Kilometer nähert – näher als der Planet Merkur. Die Solarpaneele und wissenschaftlichen Instrumente wie Spektrometer und Magnetometer müssen vor der enormen Hitze geschützt werden.
• Euclid: Auch bei dieser Weltraummission zur Erforschung der dunklen Materie und dunklen Energie kommen die zuverlässigen Sensoren der IST AG zum Einsatz.

Darüber hinaus finden sich die Sensoren in weiteren Projekten wie LISA, MPCV, ARIEL und dem Kometenabfänger (Comet Interceptor). Diese breite Anwendung unterstreicht die herausragende Zuverlässigkeit der IST AG Sensoren unter extremen Weltraumbedingungen. Mehr dazu: https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Germany/Jetzt_online!_Unsere_neue_Broschuere_Solar_Orbiter_-_Blick_zur_Sonne

Sensorintegration in Reaktionsräder und Nutzlasten

Die Integration der Temperatursensoren in kritische Satellitenkomponenten erfolgt an strategisch wichtigen Stellen. Insbesondere werden die Sensoren in Reaktionsrädern verbaut, die für die Lageregelung der Raumfahrzeuge unerlässlich sind. Dank ihrer minimalen Grösse von nur 2,2 x 2,0 x 1,1 mm können die Sensoren der IST AG auch in stark miniaturisierten Systemen integriert werden.

Ein entscheidender Anwendungsbereich sind zudem die wissenschaftlichen Nutzlasten der Missionen. Bei der Solar Orbiter Mission beispielsweise sind die Sensoren in die Optical Head Unit des JANUS-Instruments integriert. Diese sensiblen optischen Komponenten müssen bei konstanten Temperaturen gehalten werden, um präzise Messergebnisse zu liefern.

Die Temperatursensoren der IST AG ermöglichen nicht nur passive Überwachung, sondern auch aktive Temperaturregelung. Ein Beispiel hierfür ist die JANUS-Temperaturregelung bei der JUICE-Mission. Diese aktive Regulierung ist besonders anspruchsvoll, da bei reinen Überwachungssystemen Ausfallraten von bis zu 20% tolerierbar sein könnten, während bei Regelungssystemen absolute Zuverlässigkeit gefordert ist.

Beitrag zur Missionssicherheit durch präzise Daten

Die hohe Präzision und Zuverlässigkeit der IST AG Sensoren trägt wesentlich zur Gesamtsicherheit der Weltraummissionen bei. Bei Temperaturfluktuationen zwischen -200°C und +200°C liefern die Sensoren kontinuierlich stabile Messwerte. Diese Genauigkeit ist entscheidend, da selbst kleine Temperaturschwankungen empfindliche Instrumente beeinträchtigen können.

Besonders deutlich wird die Bedeutung präziser Temperaturüberwachung bei Missionen wie dem Solar Orbiter, wo die korrekte Ausrichtung des Satelliten “extrem wichtig” ist. Die Instrumente werden durch einen Thermoschild geschützt und nur wenn sie aktiv sind, öffnen sich kleine Türen im Schutzschild. Eine exakte Temperaturkontrolle ist hierbei unerlässlich.

Zusätzlich können unerkannte Temperaturanomalien zu Schäden an elektronischen Geräten führen. Die Solar Orbiter Mission verdeutlicht dieses Risiko: Sonnenaktivitäten können elektrische Systeme, Satellitenkommunikation sowie Positionsbestimmungssysteme stören und höhere Strahlendosen für Polarflüge und Astronauten verursachen. Durch präzise Temperaturmessung werden solche Risiken frühzeitig erkannt.

Die IST AG hat sich demzufolge als Marktführer für Weltraumsensorik etabliert. Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit der ESA, die 2014 begann, führte vier Jahre später zur ESCC-Qualifikation ihrer Dünnfilm-Pt-Temperatursensoren. Seitdem sind diese Sensoren der weltweite Standard für Weltraummissionen und bieten eine unübertroffene Kombination aus Miniaturisierung, Robustheit und Präzision.

Vorteile von ESCC-zertifizierten Komponenten für Raumfahrtprojekte

Die ESCC-Zertifizierung stellt für Hersteller wie die IST AG einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil dar. Nach einem aufwendigen vierjährigen Qualifikationsprozess profitieren sie nicht nur von technischer Exzellenz, sondern auch von strategischen Marktvorteilen. Diese Zertifizierung öffnet zahlreiche Türen in der internationalen Raumfahrtindustrie und schafft Vertrauen bei Projektpartnern.

Internationale Anerkennung und Zulassungserleichterung

Das ESCC-System geniesst weltweite Anerkennung und erleichtert dadurch die Zulassung von Komponenten in internationalen Raumfahrtprojekten erheblich. Während bei nicht-zertifizierten Bauteilen oft langwierige Einzelprüfungen erforderlich sind, ermöglicht die ESCC-Qualifikation einen deutlich vereinfachten Zulassungsprozess. Dies spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die Projektkosten signifikant.

Besonders hervorzuheben ist hierbei, dass ESCC QPL/QL-Teile (Qualified Parts List/Qualified Manufacturers List) als bevorzugte Komponenten in ESA-Programmen gelten. Für die IST AG bedeutet diese Präferenz einen entscheidenden Marktvorteil, da ihre Sensoren automatisch in den Fokus von Projektplanern rücken. Die ESCC-Qualifikation wirkt somit als Türöffner für zahlreiche Raumfahrtmissionen.

Die European Cooperation for Space Standardization (ECSS) hat sich zum Ziel gesetzt, die Standardisierungsbestrebungen einzelner nationaler Raumfahrtagenturen in europaweit geltende, übergreifende Regelwerke zu überführen. Diese Vereinheitlichung stärkt die Wettbewerbsfähigkeit Europas in der internationalen Luft- und Raumfahrt erheblich. Demzufolge profitiert die IST AG als Schweizer Unternehmen von dieser europäischen Harmonisierung.

Auditiertes Lieferkettenmanagement

Ein weiterer wichtiger Vorteil der ESCC-Zertifizierung liegt im auditierten Lieferkettenmanagement. Die Lieferketten der Hersteller werden durch die ESCC-Exekutive sorgfältig geprüft und kontinuierlich überwacht. Diese strenge Kontrolle garantiert die lückenlose Nachverfolgbarkeit aller Komponenten und Materialien – ein entscheidendes Kriterium für Weltraummissionen, bei denen absolute Zuverlässigkeit gefordert ist.

Die IST AG unterliegt als ESCC-zertifizierter Hersteller regelmässigen Audits ihrer gesamten Produktionsprozesse. Diese Überprüfungen umfassen:

• Vollständige Dokumentation aller Fertigungsschritte
• Strenge Qualitätskontrollen der verwendeten Materialien
• Regelmässige Überprüfung der Fertigungsprozesse
• Lückenlose Rückverfolgbarkeit jeder einzelnen Komponente

Durch dieses auditierte Lieferkettenmanagement wird sichergestellt, dass jeder Sensor den höchsten Qualitätsstandards entspricht. Für Raumfahrtprojekte bedeutet dies ein deutlich reduziertes Risiko von Komponentenausfällen, die potenziell zum Scheitern ganzer Missionen führen könnten.

Standardisierung für High-Reliability-Anwendungen

Im Bereich der Raumfahrt sind absolute Zuverlässigkeit und Präzision unerlässlich. Die ESCC-Zertifizierung bildet hierfür einen verbindlichen Rahmen, der die Standardisierung von High-Reliability-Anwendungen ermöglicht. Die Sensoren der IST AG wurden speziell für Weltraumanwendungen auf ihre Zuverlässigkeit hin evaluiert. Ihre Technologien, Designs und Herstellungsprozesse sind klar definiert und streng kontrolliert, was ein Höchstmass an Qualitätssicherung garantiert.

Die Theorie der hohen Zuverlässigkeit (High Reliability Theory) beschreibt Organisationen, die gefährliche technische Systeme mit einer Zuverlässigkeit und Sicherheit betreiben können, die weit über das hinausgeht, was vernünftigerweise erwartet werden kann. Die IST AG hat sich dieser Philosophie verschrieben und entwickelt ihre Sensoren nach diesen strengen Grundsätzen.

Im Bereich der Luft- und Raumfahrt sind Material und Technik extremen Umweltbedingungen ausgesetzt. Die Anwendungen stellen absolute Qualitätsansprüche an das zum Einsatz kommende Equipment. Durch die ESCC-Standardisierung wird sichergestellt, dass alle Komponenten diese hohen Anforderungen erfüllen.

Die Standardisierung bietet zudem folgende Vorteile:

Erstens ermöglicht sie eine vereinfachte Integration in bestehende Systeme, da die Schnittstellen und Leistungsparameter klar definiert sind. Zweitens reduziert sie die Entwicklungszeit neuer Raumfahrzeuge erheblich, da auf bewährte Komponenten zurückgegriffen werden kann. Drittens senkt sie das Gesamtrisiko von Missionen, da die Zuverlässigkeit jeder einzelnen Komponente durch umfangreiche Tests nachgewiesen wurde.

Für die IST AG als Marktführer im Bereich der Weltraumsensorik bedeutet die ESCC-Zertifizierung folglich nicht nur eine Bestätigung ihrer technologischen Expertise, sondern auch einen strategischen Wettbewerbsvorteil in einem hochspezialisierten Markt mit stetig wachsender Bedeutung.

IST AG als Marktführer für Weltraumsensorik

Mit über 160 Mitarbeitern an internationalen Standorten hat sich die Innovative Sensor Technology IST AG als unbestrittener Marktführer für Weltraumsensorik etabliert. Das Unternehmen bietet als einziger Hersteller weltweit ESCC-zertifizierte Dünnfilm-Platin-Temperatursensoren an und hält zudem die ESCC-Qualifikation für die Kabelverbindungen. Diese Exklusivstellung unterstreicht die Schweizer Präzision und Zuverlässigkeit im Hochpräzisionsbereich der Weltraumsensorik.

Standort IST AG Schweiz und globale Präsenz

Der Hauptsitz der IST AG befindet sich in Ebnat-Kappel im Osten der Schweiz, in der Toggenburger Region des Kantons St. Gallen. Für diesen massgeschneiderten, hochmodernen Firmensitz investierte das Unternehmen mehr als 14 Millionen Schweizer Franken. Die speziell errichteten Räumlichkeiten bieten optimale Bedingungen für Forschung und Entwicklung sowie für anspruchsvolle Produktionsanforderungen und schaffen eine ideale Arbeitsumgebung für das Team von Spezialisten.

Darüber hinaus verfügt die IST AG über eine Produktionsstätte in Roznov pad Radhostem in der Tschechischen Republik, die erhöhte Flexibilität, Effizienz und schnelle Reaktionszeiten ermöglicht. Ein weiterer wichtiger Standort ist das Büro in Shanghai, das lokalen und regionalen Kunden technischen Support und Beratung vor Ort in chinesischer und englischer Sprache bietet. An diesen drei Standorten – Ebnat-Kappel, Las Vegas und Roznov – produziert das Unternehmen jährlich mehr als zehn Millionen Sensoren.

Die IST AG ist zudem ein Unternehmen der Endress+Hauser Gruppe mit Hauptsitz in Reinach, Schweiz. Endress+Hauser zählt zu den weltweit führenden Anbietern von Messgeräten, Dienstleistungen und Lösungen für die industrielle Prozesstechnik, was der IST AG zusätzliche Ressourcen und globale Reichweite verschafft.

Führende Rolle in der Sensorentwicklung für extreme Umgebungen

Die IST AG nimmt eine Vorreiterrolle in der Entwicklung hochpräziser Sensoren für extreme Umgebungen ein. Als einer der führenden Hersteller von Sensoren und aufgrund der zahlreichen Anforderungen und notwendigen Qualifikationen für Weltraumanwendungen ist die IST AG von Anfang an in der Luft- und Raumfahrtindustrie tätig gewesen.

Besonders bemerkenswert ist die Tatsache, dass derzeit keine anderen EAS/ESCC-qualifizierten Platin-Temperatursensoren auf dem Markt erhältlich sind – weder als Drahtwickel- noch als Dünnfilmsensoren. Diese Alleinstellung verdeutlicht den technologischen Vorsprung der IST AG.

Nach jahrelanger Erfahrung in der Industrie und dank der Beteiligung an zahlreichen Satellitenprojekten konnte die IST AG die Zuverlässigkeit ihrer Sensoren unter Beweis stellen. Die Qualifikation zielte darauf ab, standardisierte Sensoren anzubieten, was zur Verfügbarkeit bestimmter Sensorvarianten ab Lager führt und die Lieferzeit erheblich verkürzt.

Zusammenarbeit mit ESA und Sensorfusion-Unternehmen

Die enge Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) stellt einen Meilenstein für die IST AG dar. Nach Jahren intensiver Entwicklungsarbeit erhielten ihre Dünnfilm-Pt-Temperatursensoren die begehrte ESCC-Zertifizierung, was sie zum bevorzugten Lieferanten für zahlreiche Weltraummissionen macht.

Nicht zuletzt arbeitet die IST AG mit einem breiten Netzwerk von Partnern, Universitäten und technischen Instituten zusammen. Diese Kooperationen ermöglichen es dem Unternehmen, die Grenzen bestehender Technologien zu verschieben und Innovationen zu schaffen, die den steigenden Kundenanforderungen in einem breiten Spektrum von Branchen gerecht werden.

Alle IST Space Sensoren sind sowohl als Flugmodelle (FM) als auch als Engineering-Modelle (EM) erhältlich und eignen sich auch für andere High Reliability (Hi-Rel) Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie. Diese Vielseitigkeit erweitert das Anwendungsspektrum der Sensoren erheblich.

Die Sensoren der IST AG werden in verschiedenen Anwendungen zur Messung eingesetzt. Je nach Anwendung werden Temperaturen zwischen -200°C und +200°C für die aktive Temperaturregelung der Aussenhülle oder von Messinstrumenten innerhalb des Satelliten angewendet. Die Temperaturregelung wird für Missionen im Weltraum immer wichtiger und kritischer, was die Bedeutung der präzisen und zuverlässigen Sensoren der IST AG weiter unterstreicht.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend zeigt sich deutlich, dass die temperaturbeständigen Sensoren der IST AG einen entscheidenden Durchbruch in der Weltraumsensorik darstellen. Die aussergewöhnliche Temperaturstabilität von -200°C bis +200°C, gepaart mit der beeindruckenden Widerstandsfähigkeit über 70.000 Temperaturzyklen, macht diese Sensoren unersetzlich für anspruchsvolle Weltraummissionen. Besonders hervorzuheben ist dabei die kompakte Bauform von nur 2,2 x 2,0 x 1,1 mm, die zur signifikanten Gewichtsreduktion beiträgt – ein entscheidender Vorteil in der Raumfahrt.

Die IST AG hat sich durch ihre technologische Vorreiterrolle als unbestrittener Marktführer etabliert. Tatsächlich bietet das Schweizer Unternehmen als einziger Hersteller weltweit ESCC-zertifizierte Dünnfilm-Platin-Temperatursensoren an. Diese Exklusivstellung unterstreicht nicht nur die Schweizer Präzision, sondern auch die jahrelange Expertise des Unternehmens im Bereich der Hochpräzisionstechnologie.

Der vierjährige ESCC-Qualifikationsprozess hat zweifellos die herausragende Zuverlässigkeit dieser Sensoren bestätigt. Folglich finden sie Anwendung in zahlreichen bedeutenden ESA-Missionen wie JUICE, Solar Orbiter und Euclid. Die Integration in kritische Satellitenkomponenten wie Reaktionsräder und wissenschaftliche Nutzlasten verdeutlicht das enorme Vertrauen in diese Technologie.

Darüber hinaus gewährleistet die ESCC-Zertifizierung internationale Anerkennung und vereinfacht den Zulassungsprozess erheblich. Das auditierte Lieferkettenmanagement garantiert zudem höchste Qualitätsstandards durch lückenlose Rückverfolgbarkeit aller Komponenten.

Angesichts der zunehmenden Bedeutung der Temperaturregelung in Weltraummissionen wird die Nachfrage nach hochpräzisen, zuverlässigen Sensoren weiter steigen. Die IST AG hat sich durch ihre bahnbrechende Dünnfilm-Technologie optimal positioniert, um dieser Herausforderung zu begegnen und auch künftig Massstäbe in der Weltraumsensorik zu setzen. Zweifellos werden ihre innovativen Sensoren weiterhin zum Erfolg zahlreicher Raumfahrtmissionen beitragen und die Grenzen des technisch Machbaren kontinuierlich erweitern.

FAQs

Q1. Welche Temperaturbereiche müssen Sensoren im Weltraum aushalten? Sensoren im Weltraum müssen extreme Temperaturschwankungen von -200°C bis +200°C aushalten können. Diese Schwankungen entstehen durch direkte Sonneneinstrahlung und tiefe Schattentemperaturen im Orbit.

Q2. Was macht die Sensoren der IST AG besonders robust für den Weltraumeinsatz? Die Sensoren der IST AG zeichnen sich durch ihre kompakte Bauform ohne bewegliche Teile aus. Zudem wurden sie speziell für Hochvakuumumgebungen entwickelt und haben ihre Zuverlässigkeit in Tests mit 70.000 Temperaturzyklen bewiesen.

Q3. Warum ist die ESCC-Zertifizierung für Weltraumsensoren wichtig? Die ESCC-Zertifizierung gilt als höchster Massstab für Weltraumtauglichkeit. Sie garantiert internationale Anerkennung, erleichtert die Zulassung für Raumfahrtprojekte und stellt durch strenge Audits höchste Qualitätsstandards sicher.

Q4. In welchen ESA-Missionen kommen die Sensoren der IST AG zum Einsatz? Die Sensoren der IST AG werden in bedeutenden ESA-Missionen wie JUICE (zur Erforschung des Jupiters), Solar Orbiter (zur Sonnenbeobachtung) und Euclid (zur Untersuchung dunkler Materie und Energie) eingesetzt.

Q5. Wie tragen die Sensoren zur Sicherheit von Weltraummissionen bei? Die hochpräzisen Sensoren der IST AG liefern kontinuierlich stabile Messwerte unter extremen Bedingungen. Dies ermöglicht eine genaue Temperaturüberwachung und -regelung kritischer Satellitenkomponenten, was entscheidend zur Gesamtsicherheit der Missionen beiträgt.