Innovative Technologien für Satelliten

Manche Satelliten sind nur wenig größer als eine Milchtüte. Solche Klein­satelliten sollen jetzt eine weiter verein­fachte Architektur bekommen und dadurch noch leichter und kosten­günstiger werden: Dieses Ziel verfolgen die Teams von Sergio Montenegro von der Uni Würzburg und Enrico Stoll von der TU Braun­schweig. Ihr gemein­sames Vorhaben INNOcube wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt aus Mitteln des Bundes­minis­teriums für Wirt­schaft und Energie gefördert. An dem Projekt werden auch Studenten mit­arbeiten, etwa im Rahmen von Praktika und bei Bachelor- und Master­arbeiten.

Im Zentrum des Satellitenbaus stehen zwei hoch innovative Techno­logien: Skith und Wall#E. Letztere wurde in Braun­schweig am Institut für Raum­fahrt­systeme entwickelt. Es handelt sich dabei um eine spezielle Faser­verbund­struktur, die elektrische Energie speichern kann und sich gleich­zeitig als tragende Struktur des Satelliten nutzen lässt. „Dieser Art von Akku ermöglicht eine deutliche Massen- und Volumen­redu­zierung eines Satelliten bei gleich­bleibender Leistungs­fähigkeit“, sagt Stoll. Die Abkürzung Wall#E steht für „Fiber Reinforced Spacecraft Walls for Energy Storage“.

Von der Uni Würzburg stammt die kabel­lose Satelliten-Infra­struktur Skith – kurz für: „Skip the harness“. Sie macht die interne Verkabelung der Satelliten-Bauteile über­flüssig, indem sie eine Daten­über­tragung mit Ultra-Breit­band-Funk ermöglicht. „Durch die geringe Signal­stärke der Funk­module werden die hoch­empfind­lichen Instru­mente an Bord des Satelliten nicht gestört“, erklärt Montenegro. Skith sorge außerdem dafür, dass Masse, Komplexität und Integra­tions­aufwand des Satelliten kleiner werden. So könne man zum Beispiel einzelne Satelliten­komponenten auch kurz vor dem Raketen­start unkompli­ziert aus­tauschen.

Der Kleinsatellit INNOcube, in den Skith und Wall#E erstmals integriert sind, soll voraus­sicht­lich Ende 2023 mit einer Rakete in den Orbit gebracht werden. Das ausgiebige Testen und Evaluieren des Satelliten werden etwa ein Jahr in Anspruch nehmen. Dabei umkreist der Satellit die Erde in 350 bis 600 Kilometern Höhe. Er wiegt etwa vier Kilogramm, seine Abmessungen sind 34 × 10 × 10 Kubik­zentimeter.

Die Erkenntnisse aus den Orbit-Tests sollen sowohl in irdische als auch in raumfahrt­bezogene Techno­logien einfließen. Denkbar ist zum Beispiel, dass die Kombination aus Skith und Wall#E den Bau von Flugzeugen mit weniger Kabeln und energie­speichernden Außen­wänden ermöglicht. Das würde Gewicht sparen und könnte womöglich die Tür zum elektrischen Fliegen öffnen.

U. Würzburg / RK

Weitere Infos

• Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt (S. Montenegro), Institut für Informatik, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• Institut für Raumfahrtsysteme (E. Stoll), Technische Universität Braunschweig