D. Pridöhl, T. Schalm, D. Fehr, C. von Byern, T. Siedenburg, D. Louis, M. Wlochal, K.-U. Schröder, S. Schael

REBCO-Hochtemperatursupraleiter ermoglichen den verlustfreien Stromtransport bei Temperaturen unterhalb von 80 K. Ihre mechanische Robustheit und hoher technischer Reifegrad eroffnen neue Anwendungsfelder im Weltraum, bei denen starke Magnetfelder benotigt werden. Mogliche Anwendungen erstrecken sich von der Abschirmung bemannter Habitate vor kosmischer Strahlung uber elektrische Antriebssysteme bis hin zu Magnetspulen fur wissenschaftliche Experimente. Im Rahmen des AMS-100-Projekts wird ein Teilchendetektor entwickelt, der mithilfe von supraleitenden Magnetspulen die kosmische Strahlung in nie dagewesener Prazision vermessen wird. Das Experiment dient als Nachfolger des AMS-02-Magnetspektrometers, das seit 2011 an Bord der Internationalen Raumstation betrieben wird. Wir berichten von den Herausforderungen bei der Entwicklung solcher supraleitenden Spulen fur Weltraumanwendungen. Neben strengen Anforderungen an die Masse und Steifigkeit der Struktur mussen die Spulen zahlreiche Rahmenbedingungen erfullen, die aus ihrem Betrieb in der Weltraumumgebung resultieren. Wir prasentieren die Ergebnisse experimenteller und numerischer Studien, in denen unter anderem das Thermalmanagement und die Startlasten untersucht werden. Produkt des interdisziplinaren Entwicklungsprozesses ist ein robustes supraleitendes Kabel mit einem Gewicht von [Tilde] 100 g/m, das bei kryogenen Temperaturen ohne Verlustleistung Strome von mehreren Kiloampere leiten kann. Ein Konzept fur die modulare Kabelfertigung ermoglicht das Realisieren von Magnetspulen beliebiger Dimensionen. Der Einsatzbereich der Technologie ist dabei nicht auf den Weltraum beschrankt, sondern richtet sich auch an terrestrische Anwendungen.

REBCO high-temperature superconductors enable lossless current transport at temperatures below 80 K. Their mechanical robustness and high level of technical maturity open up new fields of application in space, where strong magnetic fields are required. Potential uses range from shielding crewed habitats against cosmic radiation and electric propulsion systems to magnetic coils for scientific experiments. As part of the AMS-100 project, a particle detector is being developed that will use superconducting magnetic coils to measure cosmic radiation with unprecedented precision. This experiment serves as a successor to the AMS-02 magnetic spectrometer, which has been in operation aboard the International Space Station since 2011. We report on the challenges involved in developing such superconducting coils for space applications. In addition to strict requirements regarding the mass and structural rigidity, the coils must meet numerous criteria dictated by the space environment. We present the results of experimental and numerical studies, which include investigations into thermal management and launch loads. The outcome of this interdisciplinary development process is a robust superconducting cable weighing approximately 100 g/m, capable of carrying currents of several kiloamperes at cryogenic temperatures without power loss. A concept for modular cable manufacturing allows for the creation of magnetic coils of any size. While this technology is well-suited for space, its potential applications also extend to terrestrial use.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2026, Aachen

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2026

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2611041034597.294210324472

10.25967/680071

Hochtemperatur-Supraleiter, Magnetspule, Teilchendetektor, Magnetspektrometer, Satellit, Lagrange-Punkt 2

Download - Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen dieses Dokuments: CC BY 4.0  OPEN ACCESS

Pridöhl, D.; Schalm, T.; et al. (2026): Supraleitende Magnetspulen für Weltraumanwendungen. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/680071. urn:nbn:de:101:1-2611041034597.294210324472.

04.11.2026