Date: 1 August 2024
Location: Delft, Netherlands

Dawn Aerospace, a leading provider of satellite propulsion, is proud to reveal the Docking and Fluid Transfer (DFT) port for SatDrive propulsion systems to enable in-space refueling for Dawn customers.

The DFT port replaces standard manual fill/drain valves used for propellant loading on the ground with a passive interface that can facilitate refueling in space, adding only 0.6 kg. It includes provision for two pressurized propellants, nitrous oxide, and propene or ethane, as well as power and data connections. It will be provided as standard for all SatDrive customers with propulsion systems above 10 kNs from 2025 onwards.

The DFT takes advantage of Dawn’s existing flight-proven components such as valving common to the B20 thruster. Over 200 such valves are already in space.

Multiple SatDrive customers are in line to use the DFT port, the first of which is scheduled to launch in 2025.

“With low mass, low risk, and zero cost, we believe it’s getting close to a ‘no brainer’ decision for any Dawn customer who sees value in refueling,” said CEO, Stefan Powell. “This allows customers to make the leap of faith, even though there are no established refueling services yet.”

Nitrous-based propulsion systems are well suited to in-space refueling for two key reasons;

1. No pumps are required for propellant transfer. Once a connection is established, propellant can be transferred by virtue of temperature differential alone. This is possible due to the self-pressurizing nature of the propellants.

2. No life-limiting catalysts. Nitrous thrusters, unlike hydrazine or hydrogen peroxide thrusters, are spark-ignited and thus theoretically capable of near-infinite restarts and propellant throughput. This allows systems to be refueled and reused nearly indefinitely.

Dawn produces nitrous-based satellite propulsion for over 20 customers worldwide. Being a leading provider of satellite propulsion, Dawn is uniquely suited to solve the “chicken and egg” problem of satellite refueling.

“Dawn is currently producing about one satellite propulsion system per week. Not all will use the DFT, but if a significant fraction does, we foresee potentially hundreds of refuellable satellites on-orbit by the 2030s. That will go a long way to establishing a customer base for satellite refueling,” said Stefan Powell.

Dawn sees refueling as the next horizon for improving the useful life of satellites and enabling the next generation of use cases such as VLEO orbits and dynamic space operations which are essential for the defense of legacy space assets.

“Dawn was the first to bring nitrous propulsion to the world. It’s now the fastest-growing hydrazine alternative. We are excited to now be the first to offer refuellable propulsion systems as standard.”

In addition to its refueling capabilities, Dawn’s docking port also serves as a critical contact point for LEO debris removal operations. This way, the DFT port contributes to the mitigation of space debris, addressing a significant challenge in maintaining the safety and sustainability of space environments, making this addition critical for constellations operating in Low Earth Orbit. As a signatory of ESA’s zero debris Charter, Dawn is committed to the sustainable development of space.

Nederlands/Dutch

Dawn Aerospace, een toonaangevende leverancier van satellietvoortstuwing, onthult trots de Docking and Fluid Transfer (DFT) koppeling voor SatDrive voortstuwingssystemen. Hiermee maakt Dawn het mogelijk voor satellieten om in de ruimte bijgetankt te worden. De DFT-koppeling vervangt de standaard handmatige kleppen, die worden gebruikt voor het tanken van brandstof op de grond, met een passieve koppeling, die bijtanken in de ruimte mogelijk maakt.  Het ondersteunt de groene brandstoffen, lachgas en propeen of ethaan, die Dawn’s voorstuwingsystemen gebruiken en bevat aansluitingen voor stroom- en data overdracht. De DFT zal vanaf 2025 standaard worden geleverd aan alle klanten van SatDrive voortstuwingssystemen.

De DFT maakt gebruik van Dawn’s componenten die zich al in de ruimte bewezen hebben, zoals de kleppen van de B20 motoren. Meer dan 200 van deze kleppen bevinden zich momenteel al in de ruimte.

Meerdere klanten hebben recent SatDrive systemen besteld die deze DFT-koppeling zullen gebruiken, waarvan de eerste lancering gepland staat in 2025. "Met een laag gewicht, laag risico en geen extra kosten voor de klant, geloven we dat het bijna een 'no-brainer' beslissing is voor elke Dawn-klant die waarde ziet in bijtanken," legt CRO Jeroen Wink uit. "Dit stelt klanten in staat om de sprong in het diepe te wagen, ook al zijn er nog geen gevestigde bijtankdiensten."

Op lachgas gebaseerde systemen zijn om twee redenen goed geschikt voor bijtanken in de ruimte:

Er zijn geen pompen nodig voor de overdracht van de brandstoffen.  Zodra een verbinding is gemaakt kunnen de brandstoffen, vanwege hun unieke eigenschappen, door alleen een temperatuurverschil worden overgedragen. Geen levensbeperkende katalysatoren. Lachgas motoren maken gebruik van een ontsteker en zijn in staat tot een grote hoeveelheid (her)starts . Dit maakt het mogelijk voor systemen om vrijwel onbeperkt bij te tanken en te worden hergebruikt. Dit in tegenstelling tot conventionele hydrazine of waterstofperoxide motoren die een katalysator nodig hebben. Dawn produceert op lachgas gebaseerde satellietvoortstuwing voor meer dan 20 klanten wereldwijd. Als toonaangevende leverancier is Dawn daarom sterk gepositioneerd om de standaard te zetten voor het bijtanken van satellieten in de ruimte. "Dawn produceert momenteel ongeveer één satellietvoortstuwingssysteem per week. Niet allemaal zullen ze de DFT gebruiken, maar als een aanzienlijk deel dat wel doet, voorzien we in 2030 honderden bijtankbare satellieten" zei Jeroen Wink. "Hiermee creëert Dawn een grote markt voor toekomstige dienstverlening in de ruimte."

Dawn ziet bijtanken als de volgende mijlpaal voor het verbeteren van de nuttige levensduur van satellieten en het mogelijk maken van nieuwe gebruiksscenario's, zoals VLEO-banen en dynamische ruimteoperaties die essentieel zijn voor de verdediging van bestaande satellieten.

"Dawn was de eerste die lachgas voortstuwing succesvol naar de markt heeft gebracht. Lachgas systemen zijn nu de snelst groeiende alternatieven voor het giftige hydrazine. Wij zijn trots om nu de eerste te zijn die bijtankbare voortstuwingssystemen als standaard aanbiedt."

Naast bijtankmogelijkheden dient de DFT van Dawn ook als een cruciale oplossing voor het voorkomen van ruimteafval. Wanneer de missie van een satelliet voltooid is, kunnen toekomstige dienstverleners de DFT gebruiken om met de satelliet te koppelen om deze vervolgens uit zijn baan rond de aarde te kunnen halen. Deze mogelijkheid is onmisbaar voor constellaties van meerdere satellieten die in een lage baan om de aarde opereren. Als ondertekenaar van het ESA Zero Debris Charter is Dawn toegewijd aan de duurzame ontwikkeling van de ruimte.