Uni-Satellit Sonate-2 ein Jahr im All
Alle Missionsziele erreicht – so gelang es im Orbit, eine künstliche Intelligenz direkt an Bord zu trainieren.
Am 4. März 2024 startete Sonate-2, ein Kleinsatellit der Uni Würzburg, mit einer Rakete in den Weltraum. Ein Team um Hakan Kayal, dem Leiter der Professur für Raumfahrttechnik, hatte den etwa schuhkartongroßen Satelliten in dreijähriger Arbeit entwickelt und gebaut. Schon kurz nach dem Auswurf des Satelliten über Madagaskar glückte im Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus die erste Kontaktaufnahme.
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Künstliche Intelligenz schützt Kleinsatelliten
Ein Ziel der Weltraummission war es zu zeigen, dass das Training einer KI autonom an Bord des Satelliten möglich ist. Sonate-2 sollte lernen, selbstständig Anomalien auf der Erdoberfläche zu erkennen und zu fotografieren – ein wichtiger Schritt hin zu einer erhöhten Autonomie von Kleinsatelliten.
Nach einem Jahr im All ist das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Projekt nun offiziell beendet. „Alle Missionsziele wurden erreicht“, freut sich Projektleiter Oleksii Balagurin. Unter anderem demonstrierte das Team, dass auf dem Kleinsatelliten das eigenständige Training neuronaler Netzwerke im Orbit funktioniert.
Als Zielregion für die Erkennung von Anomalien war die Sahara ausgewählt worden. Der Satellit machte zunächst 270 Fotos und speicherte sie in zwei Datensätzen mit 90 und 180 Bildern. Danach wurden zwei KI-Modelle trainiert und mit jedem eine Anomaliedetektion durchgeführt. Dabei erkannte Sonate-2 sicher Objekte, die in einer Wüste normalerweise nicht vorkommen, etwa den Nil und die angrenzende grüne Region.
„In Zukunft können diese Methoden eingesetzt werden, um bei interplanetaren Missionen interessante Features autonom zu erkennen, etwa auf unbekannten Planeten oder Himmelskörpern“, sagt Kayal.
Neben der primären KI-Nutzlast befinden sich auf Sonate-2 drei weitere Nutzlasten, die ebenfalls erfolgreich getestet wurden: der Mehrkopf-Miniatursternsensor MultiView, ein Pulsed-Plasma-Triebwerk sowie eine Amateurfunk-Nutzlast, die Funkamateuren weltweit zwei Amateurfunkdienste anbietet.
Sonate-2 ist weiterhin voll funktionsfähig. Der Kleinsatellit wird im Team von Kayal in reduziertem Umfang weiterbetrieben. Er steht nun zum Beispiel für die praktische Ausbildung von Studenten der Luft- und Raumfahrtinformatik zur Verfügung. Unterstützt wird das Team dabei vom studentischen Würzburger Verein WüSpace.
Mit Hilfe von Softwareuploads sind theoretisch weitere Experimente an Bord möglich. Das allerdings geht nur noch für eine begrenzte Zeit: Sonate-2 verliert beim Umlauf um die Erde naturgemäß stetig an Höhe. „Wir schätzen, dass unser Satellit noch eineinhalb Jahre funktioniert und dann beim Eintritt in die Erdatmosphäre vollständig verglüht“, so Kayal.
JMU / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
O. Balagurin et al.: Erste Flugergebnisse der Satellitenmission SONATE-2, Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt – Lilienthal-Oberth e.V. (2024; DOI: 10.25967/630218 - Professur für Raumfahrttechnik (H. Kayal), Institut für Informatik, Julius-Maximilians-Universität Würzburg
