Würzburg

Universität Würzburg Kleinsatellit „Sonate“ hat wichtige Daten aus dem Weltraum geliefert

Ein Jahr im All unterwegs

Archivartikel

Würzburg.Seit einem Jahr ist der Kleinsatellit „Sonate“ der Uni Würzburg im All unterwegs – und hat Außerordentliches geleistet. Ausgelegt war die Würzburger Raumfahrtmission jedoch nur auf ein Jahr.

Three, two, one . . . lift off! Ein Jahr ist es inzwischen her, dass Bayerns größter Uni-Satellit ins All gestartet ist und seither im Orbit um die Erde kreist.

Start im Juli 2019

Im Juli 2019 startete der etwa 30 Zentimeter lange Kleinsatellit „Sonate“, entwickelt und gebaut an der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, seine Mission am russischen Weltraumbahnhof Wostotschny. Inzwischen konnte er zahlreiche Tests meistern und damit neuen Entwicklungen das Prädikat „weltraumerprobt“ verleihen.

Mit einer Soyuz-Trägerrakete wurde der Kleinsatellit damals in den Erdnahen Orbit transportiert und nimmt seitdem seine Technologieerprobungsmission in rund 530 Kilometern Höhe vor.

An Bord von „Sonate“ befinden sich neuartige Komponenten für Kleinstsatelliten, die an der Julius-Maximilians-Universität Professur für Raumfahrttechnik unter der Leitung von Professor Hakan Kayal entwickelt wurden.

Unter den neuen Entwicklungen sind eine autonome Kamera, ein autonomes Diagnosesystem sowie miniaturisierte Komponenten für Kleinstsatelliten. Dazu zählen beispielsweise zwei kleine Sternkameras in der Größe einer Streichholzschachtel, mit deren Hilfe die Orientierung des Satelliten im Weltraum außerordentlich präzise eingestellt werden kann. Die Ergebnisse der Tests dieser Sternsensoren in der realen Weltraumumgebung liefern wertvolle Informationen über weitere Entwicklungsstufen, die eine kommerzielle Verwertung ermöglichen können.

Gezielte Aufnahmen

Um die Lage des Satelliten im luftleeren Raum zu ändern, hat das Team um Projektleiter Oleksii Balagurin neue miniaturisierte Reaktionsräder entwickelt. Mit Hilfe von drei solchen Rädern kann sich „Sonate“ in alle Richtungen drehen, um beispielsweise gezielte Aufnahmen zu machen. Die Tests wurden bereits mehrfach erfolgreich vorgenommen.

Eine weitere erfolgreiche Komponente ist ein selbstentwickelter Transceiver. Dieser ist dazu gedacht, Bilder von verschiedenen Kameras von „Sonate“ in niedriger Auflösung mit Hilfe des im Amateurfunkbereich üblichen SSTV-Protokolls zur Erde zu senden. Die beiden Transceiver – also Sender und Empfänger – sind seit dem Start im Dauereinsatz und haben sich im Alltag als erfolgreiche Kommunikationskomponenten bewiesen.

Dabei werden sie zusätzlich auch für die Kommandierung des Satelliten mitgenutzt. „Insgesamt waren die Tests mit ,Sonate’ ein großer Erfolg, und es bestätigt die hohe Qualität der Arbeit unseres Teams. Wir hoffen, diese Technik nun auch in Nachfolgemissionen von ,Sonate’ einsetzen zu können“, erklärt Hakan Kayal.

Studierende der Luft- und Raumfahrtinformatik an der JMU haben in Form von Abschlussarbeiten oder als studentische Hilfskräfte an dem Weltraumprojekt mitgewirkt und zum Erfolg der auf ein Jahr ausgelegten Mission beigetragen.

Das Projekt „Sonate“ wird durch das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert.

Zu seinem Zustand und zu den Experimenten an Bord hat der Satellit bisher mehr als 100 000 Datensätze zur Bodenstation am JMU-Campus Hubland Nord geschickt. „Ganz besonders hervorzuheben ist, dass der Satellit wegen der Corona-Pandemie derzeit komplett vom Homeoffice aus betrieben wird – und das ohne Probleme. Abgesehen von sehr seltenen Stromausfällen oder dergleichen, konnte der Betrieb aufgrund der hervorragenden Expertise und Erfahrung des Teams sowie der äußerst robusten Bauweise des Satelliten auch unter diesen widrigen Umständen erfolgreich fortgesetzt werden“, erklärt Kayal.

Weitere Experimente

Auch wenn sich die Mission von „Sonate“ dem Ende neigt: Zurzeit werden noch weitere Experimente an Bord des Satelliten geplant sowie Softwareupdates vorbereitet. „Der Satellit kann auch nach Ende der regulären Missionszeit durch Softwareupdates für weitere Tests und zur praxisnahen Ausbildung von Studierenden in der Lehre zum Betrieb von Raumfahrzeugen genutzt werden“, so Kayal.

Das gesammelte Know-how soll nach den Wünschen des „Sonate“-Teams dann in Nachfolgemissionen einfließen.

Daher wird neben dem Betrieb des aktuellen Satelliten schon an neuen Satellitenmissionen gearbeitet, wie es abschließend in einem Bericht der Universität Würzburg heißt.