Neue Case Study: Connova fertigt die Teleskopstruktur für die ESA-Klimamission CO2M
Gemeinsam mit Thales Alenia Space Schweiz hat Connova die Teleskopstruktur für die Copernicus-Mission CO2M entwickelt,
Gemeinsam richten wir den Blick auf die Sterne. Wie die Connova AG die Halterahmen für die Spiegel und das optische Gitter im G-CLEF-Spektrographen entwickelt, gefertigt und unter Vakuum getestet hat.
Projekt 2022–2024 · Case Study veröffentlicht im Oktober 2025 · aktualisiert im Oktober 2026 · Connova AG, Villmergen
Auslegungsziel: keine thermische Ausdehnung der Halterahmen im Hochvakuum
INVAR36-Komponenten pro Baugruppe, jede verzugskontrolliert gefräst und nachbearbeitet
von der Vertragsvergabe im November 2022 bis zur Endlieferung im September 2024
Quelle · Connova Group
Für den G-CLEF-Spektrographen des Giant Magellan Telescope (GMT) hat die Connova AG aus Villmergen die Halterahmen für die Spiegel M1 und M2 sowie den Stabilisator für das optische Gitter entwickelt und gefertigt. G-CLEF soll kleinste Veränderungen im Sternenlicht erfassen, unter anderem bei der Suche nach erdähnlichen Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.
Dafür dürfen sich die Halterahmen im Hochvakuum und bei wechselnden Temperaturen nicht verformen. Connova übernahm die gesamte Umsetzung: Bauteil- und Prozesskonzeption, Konstruktion, Materialauswahl, Berechnung, Fertigung und Qualitätssicherung, dazu die Nachweiskonzepte und Prüfvorrichtungen.
Das Ergebnis: vollständig qualifizierte, unter realen Einsatzbedingungen validierte Bauteile, geliefert in nicht ganz zwei Jahren. Die ganze Projektgeschichte erhalten Sie kostenlos als PDF.
Weitere optische Präzisionsstrukturen aus CFK zeigen unsere Seiten CFK-Teleskopstrukturen und optische Baseplates im Bereich Composites für die Raumfahrt.
CFK-Halterahmen für Spiegel M1 (Quelle: Connova AG)
Engineering, Fertigung und Qualitätssicherung arbeiten bei Connova unter einem Dach. Sprechen Sie direkt mit den Personen, die optische Präzisionsstrukturen wie diese verantworten.
Head of Sales & Project Management · Connova Group
Diplomierter Luft- und Raumfahrtingenieur (TU München) mit über 30 Jahren Erfahrung in der Luft- und Raumfahrttechnik. Ihr Kontakt für das GMT-Projekt und für Vorhaben mit vergleichbaren Anforderungen.
Head of Engineering · Connova AG
Leitet das Engineering der Connova AG. Konzeption, FEM-Berechnung und Konstruktion der G-CLEF-Halterahmen sind im Engineering in Villmergen entstanden.
Project Lead Space Structures · Connova Group
Spezialist für die Fertigung präziser CFK-Strukturen für die Raumfahrt. Verantwortlich für Teleskopstrukturen und optische Baseplates, von der Machbarkeitsstudie bis zur flugqualifizierten Auslieferung.
Im PDF finden Sie die ganze Projektgeschichte auf vier Seiten, mit Bildern, CAD-Modellen und Verformungsanalysen, ideal zum Weitergeben an Ihr Projektteam. Füllen Sie das Formular aus, wir senden Ihnen die Case Study per E-Mail.
| Projekt | G-CLEF-Spektrograph («Large Earth Finder») des Giant Magellan Telescope |
|---|---|
| Teleskop | Giant Magellan Telescope (GMT), Las-Campanas-Observatorium, Chile · geplante Inbetriebnahme 2030 |
| Bauteile | Halterahmen für die Spiegel M1 und M2, Stabilisator für das optische Gitter (Grating Stabilizer) |
| Werkstoffe | Ultrahochmodul-Carbonfasern in Cyanatester-Matrix, Inserts aus INVAR36, vakuumfeste Verklebung |
| Auslegungsziele | CTE ≈ 0 K-1, höchste Steifigkeit bei minimalem Gewicht, langfristige Stabilität, keine Ausgasung im Vakuum |
| Prüfung | Thermische Zyklen und Vakuumtests mit der Universität Bern, Leistungsprüfung unter einsatznahen Bedingungen |
| Leistungsumfang | Bauteil- und Prozesskonzeption, Konstruktion, Materialauswahl, FEM-Berechnung, Fertigung, Nachweiskonzepte, Prüfvorrichtungen, Qualitätssicherung |
| Projektzeitraum | Sommer 2022 bis September 2024 |
| Fertigung | Connova AG, Villmergen (Schweiz) |
CAD-Modell Spiegelhalter M2 (Quelle: Connova AG)
Die Frage, ob es Leben ausserhalb der Erde gibt, beschäftigt die Menschheit seit jeher. Das Giant Magellan Telescope (GMT) am Las-Campanas-Observatorium in Chile gehört zu den ehrgeizigsten astronomischen Projekten unserer Zeit. Nach der geplanten Inbetriebnahme im Jahr 2030 soll es mit einer zehnmal besseren Auflösung als das Hubble-Weltraumteleskop Sterne und Exoplaneten beobachten, besonders erdähnliche Planeten, deren Atmosphäre auf Hinweise auf Leben untersucht werden soll.
Ein zentrales Instrument des GMT ist der G-CLEF-Spektrograph, ein hochpräzises Messgerät, das kleinste Veränderungen im Sternenlicht erfasst. Damit diese Messungen in der nötigen Genauigkeit gelingen, müssen die optischen Komponenten extrem präzise und unabhängig von äusseren Einflüssen positioniert sein.
Genau hier kommt ein unscheinbares, aber entscheidendes Bauteil ins Spiel: der Halterahmen aus CFK, entwickelt und gefertigt von Spezialisten in Villmergen.
Mehr zum Teleskop: Giant Magellan Telescope (giantmagellan.org)
Die Halterahmen für die Spiegel (M1, M2) und das optische Gitter (GS) im G-CLEF-Spektrographen dürfen sich auch unter extremen Bedingungen nicht verformen. Neben der aktiven Vibrationsisolierung der gesamten optischen Einheit stellt das der Halterahmen selbst sicher: Während der Messkampagnen im Hochvakuum darf er keinerlei Verformung erfahren. Die Auslegung folgte deshalb vier Kriterien:
Konventionelle Werkstoffe stossen hier an ihre Grenzen. Die Lösung liegt in hochentwickelten Verbundwerkstoffen, deren Verhalten bereits in der Auslegung exakt berechnet wird. Warum Faserverbund hier im Vorteil ist, zeigen die Eigenschaften von Composites.
CAD-Modell Spiegelhalter M1 (Quelle: Connova AG)
Die Connova AG wurde aufgrund ihrer Expertise in der Herstellung hochpräziser Composite-Strukturen ausgewählt und übernahm die gesamte Umsetzung. Drei Elemente machten die geforderte Nullausdehnung möglich:
Zentrales Element ist die Kombination von Ultrahochmodul-Carbonfasern mit einer Cyanatester-Matrix. Mit diesem Werkstoff lässt sich bei geschickter Auslegung die geforderte Nullausdehnung erreichen. Für die Befestigung der optischen Komponenten und die Integration in die Messkammer kommen Komponenten aus INVAR36 zum Einsatz, einem Nickel-Eisen-Werkstoff mit ebenfalls minimalem Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Mehr dazu: Forschung und Entwicklung · Eigenschaften von Composites
Die Konstruktion entstand FEM-basiert: Verformungsanalysen unter verschiedenen Belastungen ermöglichten präzises Finetuning bereits vor der Fertigung. Die komplexen CFK-Geometrien wurden mit extrem engen Toleranzen gefertigt. Pro Baugruppe kamen 14 INVAR-Komponenten hinzu, jeweils verzugskontrolliert gefräst und in einem mehrstufigen Bearbeitungs- und Thermoprozess nachbearbeitet.
Mehr dazu: Konstruktion und Berechnung · CNC-Fräsen · Composite-Bearbeitung
In enger Abstimmung mit dem Kunden entwickelte Connova die Nachweiskonzepte sowie die Prüf- und Testvorrichtungen. Damit wurden die Bauteile in einer realistischen Umgebung auf Verformung, Temperaturwechsel und Vakuumbeständigkeit getestet, unter anderem mit thermischen Zyklen und Vakuumtests in Zusammenarbeit mit der Universität Bern.
Mehr dazu: Messung und Prüfung · Qualitätssicherung nach EN 9100
Einem straffen Projektplan folgend haben die Spezialisten von Connova den Kunden mehr als zufriedengestellt.
Erstkontakt und Prüfung der Spezifikationen.
Vertragsvergabe an die Connova AG in Villmergen.
FEM-Modellierung und CAD-Entwicklung.
Fertigung der CFK-Bauteile und INVAR-Komponenten sowie Integration.
Veröffentlichung der Case Study und Sonderbeitrag im Composites United (CU) Report. Zur News
«Wir haben noch nie so makellose Verbundbauteile gesehen – und das bezog sich nicht nur auf die Oberfläche. Die Ergebnisse der Strukturtests waren einfach herausragend.»
– Leitender Ingenieur, G-CLEF-Projekt, bei der Endabnahme
Verformungsanalysen bei verschiedenen Belastungen (Quelle: Connova AG)
Bauteil- und Prozesskonzeption, Materialauswahl, FEM-Berechnung und Konstruktion sowie die Nachweiskonzepte in enger Abstimmung mit dem Kunden.
Fertigung der komplexen CFK-Geometrien aus Ultrahochmodul-Carbonfasern in Cyanatester-Matrix mit extrem engen Toleranzen und vakuumfester Verklebung.
14 INVAR-Komponenten pro Baugruppe mit verzugskontrollierter Fräsung und Nachbearbeitung, ergänzt durch die Präzisionsbearbeitung der CFK-Bauteile.
Sprechen Sie mit uns über thermische Stabilität, Werkstoffe und Nachweisführung, oder lesen Sie zuerst die ganze Case Study. Gerne auch über unser Kontaktformular.
Das Giant Magellan Telescope (GMT) ist eines der ehrgeizigsten astronomischen Projekte unserer Zeit und entsteht am Las-Campanas-Observatorium in Chile. Nach der geplanten Inbetriebnahme im Jahr 2030 soll es mit einer zehnmal besseren Auflösung als das Hubble-Weltraumteleskop Sterne und Exoplaneten beobachten, insbesondere erdähnliche Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems.
Die Connova AG hat für den G-CLEF-Spektrographen die CFK-Halterahmen für die Spiegel M1 und M2 sowie den Stabilisator für das optische Gitter (Grating Stabilizer) entwickelt, gefertigt, geprüft und geliefert. Die Bauteile wurden vollständig qualifiziert und unter realen Einsatzbedingungen validiert.
Die Halterahmen dürfen sich im Hochvakuum und bei Temperaturwechseln nicht verformen. Ultrahochmodul-Carbonfasern in einer Cyanatester-Matrix erreichen bei geschickter Auslegung eine Wärmeausdehnung von nahezu null (CTE ≈ 0 K⁻¹) bei höchster Steifigkeit und minimalem Gewicht. INVAR36, ein Nickel-Eisen-Werkstoff mit minimalem Wärmeausdehnungskoeffizienten, dient zur Befestigung der Optik und zur Integration in die Messkammer.
Connova entwickelte gemeinsam mit dem Kunden die Nachweiskonzepte sowie eigene Prüf- und Testvorrichtungen. Die Bauteile wurden unter realistischen Bedingungen auf Verformung, Temperaturwechsel und Vakuumbeständigkeit geprüft, unter anderem mit thermischen Zyklen und Vakuumtests in Zusammenarbeit mit der Universität Bern.
Das vierseitige PDF beschreibt das Projekt von der Spezifikationsprüfung bis zur Endlieferung: Ausgangslage, Auslegungskriterien, Werkstoffkonzept, Projektablauf, Erfolgsfaktoren, Kundenfeedback sowie CAD-Modelle und Verformungsanalysen. Sie erhalten es kostenlos per E-Mail.
Am einfachsten mit einem ersten Gespräch mit Taylan Toprak, Head of Sales & Project Management. In einer Machbarkeitsanalyse klären wir gemeinsam Anforderungen, Werkstoffe und Fertigungsroute. Sie erreichen ihn unter Taylan.Toprak@connova.com oder +41 56 619 10 95.
Weiterführend: Machbarkeitsanalyse und Beratung
Das GMT-Projekt ist eines von mehreren Präzisionsprojekten, bei denen Connova als Strukturpartner mitwirkt. Alle Projekte finden Sie in der Übersicht Case Studies und Referenzprojekte.
Teleskopstruktur für die ESA-Klimamission CO2M, mit bis zu 0,02 mm Positionsgenauigkeit an den optischen Schnittstellen.
Hauptkomponenten für das Landebein-System des wiederverwendbaren Raketen-Demonstrators Themis (Almatech / ArianeGroup).
Tragstrukturen, Tubus-Geometrien und optische Bänke für Weltraumteleskope, mit Spezifikationen und weiteren ESA-Missionen.
Flache CFK-Plattformen, die optische Komponenten wissenschaftlicher Instrumente mit Toleranzen im Mikrometer-Bereich tragen.
Die Connova AG – New Ways in Composites ist ein führender Anbieter von kundenspezifischen Composite-Bauteilen und massgeschneiderten Dienstleistungen. Wir lösen komplexe Leichtbau-Aufgaben für Kunden aus Luftfahrt, Raumfahrt, Motorsport und Automobil sowie vielen weiteren spezialisierten Industrien, mit konsequenter Kundenorientierung, erstklassigem Engineering, höchster Produktqualität und Liefertreue. Echtes Swiss Made.
Das Qualitätsmanagementsystem ist nach ISO 9001:2015 und der Luft- und Raumfahrtnorm EN 9100:2018 zertifiziert. Mehr über Standorte, Organisation und Werte erfahren Sie unter Über uns.
Auch in der Fachpresse: Das GMT-Projekt wurde in einer zweiseitigen Sonderveröffentlichung im Composites United (CU) Report vorgestellt.
Gemeinsam mit Thales Alenia Space Schweiz hat Connova die Teleskopstruktur für die Copernicus-Mission CO2M entwickelt,
Vom 20. bis 22. Oktober 2026 trifft sich die Zulieferindustrie der Luft- und Raumfahrt in
Die Connova Deutschland GmbH ist vom DNV als Hersteller von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen zugelassen.
