16.01.2025

Innovativer Kleinsatellit der universitären Forschung gestartet

InnoCube dient als Demonstrationsplattform für neuartige Technologien zur drahtlosen Datenübertragung.

Am 14. Januar um 20:09 Uhr MEZ ist der Kleinsatellit „InnoCube“ von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien mit einer Falcon-9-Rakete zu seiner einjährigen Mission in den Erdorbit aufgebrochen. Er hat etwa die halbe Größe eines Schuhkartons und ist nur 4,5 Kilogramm schwer. Trotz seiner geringen Größe hat es dieser Kleinstsatellit in sich: Auf engstem Raum vereint die Apparatur zwei weltweit einzigartige und innovative Technologien. Sie sollen in Zukunft helfen, den Bau von Satelliten massiv zu vereinfachen und zu verkürzen. Außerdem sollen die Technologien auch in Anwendungen auf der Erde zum Einsatz kommen. Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat die Entwicklung von InnoCube gefördert und begleitet.

Abb.: Der Kleinsatellit InnoCube ist eine Demonstrationsplattform für eine... — Abb.: Der Kleinsatellit InnoCube ist eine Demonstrationsplattform für eine neuartige Technologie zur drahtlosen Datenübertragung und eine innovative Batterie.
Quelle: ExoLaunch

InnoCube ist ein CubeSat, also ein sehr kleiner Satellit mit nur 34 Zentimetern Länge und zehn mal zehn Zentimetern Breite und Tiefe. Er dient als Demonstrationsplattform für neuartige Technologien zur drahtlosen Datenübertragung sowie für eine innovative Batterie. Während seiner einjährigen Mission im Erdorbit werden die eingebauten Technologien unter Weltraumbedingungen getestet.

Entwickelt wurden die Technologien von der Uni Würzburg sowie der TU Berlin. Sie haben ihren Ursprung im internationalen Innospace-Masters-Wettbewerb der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Beide Projekte haben in den Jahren 2016 und 2017 jeweils den Gesamtsieg des Wettbewerbs errungen. 2020 haben sich die Gewinnerteams zusammengeschlossen und die Idee für den Bau eines gemeinsamen Satelliten entwickelt.

InnoCube beinhaltet zwei neuartige Schlüsseltechnologien, die erstmals auf einem Satelliten zum Einsatz kommen: „Skip the Harness“ SKITH überträgt die Daten zwischen allen Modulen des Satelliten drahtlos, beispielsweise zwischen Bordcomputer, Navigations- und Kommunikationseinheit. Bislang wurden hierfür zahlreiche Datenkabel verwendet. Sie können beim Start jedoch beschädigt werden und die Funktionalität des Satelliten gefährden. Mit dieser neuen Technologie ist es also möglich, potenzielle Fehlerquellen zu reduzieren. Zudem wird der Bau von Satelliten hierdurch sehr viel flexibler, da die Verkabelung wegfällt. Das spart zusätzlich Gewicht und damit auch Kosten. Die Technologie stammt von der Universität Würzburg.

Und „Fibre-Reinforced Spacecraft Wall for Storing Energy“ Wall#E ist eine neuartige Festkörperbatterie aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. In Zukunft sollen Stromspeicher wie Wall#E zugleich als Baukörper für Satelliten fungieren. Diese sogenannten Strukturbatterien machen klassische Batterien und Stromkabel überflüssig. Hierdurch können Satelliten kleiner und leichter gebaut werden, was zusätzlich Kosten spart. Die Technologie stammt von der TU Berlin.

Weiterhin ist auf InnoCube das „Experiment for Precise Orbit Determination“ Episode eingebaut, ein Instrument zur präzisen Positionsbestimmung. Episode wurde größtenteils von Studenten der TU Berlin entwickelt. Es besteht aus einem softwarebasierten Empfänger für Satellitennavigationsdaten sowie einem miniaturisierten Laser-Ranging-Retroreflektor. Er misst die Lage des Satelliten mithilfe der eigenen Laserentfernungsstation der TU Berlin.

Im späteren Verlauf der Mission soll zudem eine KI-basierte Lageregelung getestet werden. Sie nutzt maschinelles Lernen, um äußere Einflüsse auf den Satelliten autonom zu korrigieren, ihn also optimal im Orbit auszurichten. Sie wurde von der Uni Würzburg entwickelt.

InnoCube beinhaltet weiterhin zwei Nutzlasten für Amateurfunk-Experimente. Zudem gibt es Überlegungen, den Kleinsatelliten für gemeinschaftliche radioastronomische Experimente zu nutzen.

Kleinsatelliten stellen einen bedeutenden Faktor im Zukunftsmarkt der Raumfahrt dar. Die Bundesregierung fördert im Rahmen der Kleinsatelliteninitiative Projekte wie InnoCube. Hierdurch werden modernste und innovative Techniken entwickelt, gebaut und im Weltraum betrieben. Forschungseinrichtungen und Hochschulen gelten dabei als Innovationstreiber. Sie dienen durch Technologietransfer in Unternehmen und Start-ups als Fundament für New-Space-Ansätze. Mit der Mission InnoCube wird ein wichtiger Beitrag zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands in den Bereichen Technologie und Forschung geleistet.

DLR / RK