In den Sternen steht es geschrieben: Qualität großer Satelliten gibt es jetzt zum Preis von Kleinsatelliten
Vor mehr als 60 Jahren starteten die Russen erfolgreich Sputnik 1, den ersten künstlichen Satelliten, der die Erde umkreiste. Seitdem sind Satelliten für die Telekommunikation, die Erdbeobachtung, die globale Positionsbestimmung, die Sicherheit und vieles mehr unentbehrlich geworden. Derzeit gibt es etwa 2 000 Satelliten, die die Erde umkreisen, und diese Zahl könnte sich in den nächsten zehn Jahren verfünffachen, was weitgehend auf das boomende Geschäft mit Kleinsatelliten mit einer Masse von weniger als 500 kg und Konstellationen von Kleinsatelliten zurückzuführen ist. Kleinsatelliten ermöglichen im Vergleich zu größeren Satelliten erheblich reduzierte Missionskosten und wesentlich schnellere Entwicklungs- und Bereitstellungszeiten. Das EU-finanzierte Projekt ARGO hat für diesen Markt eine missionskritische Technologie entwickelt, deren Leistung und Robustheit der von großen Satelliten entspricht und das zu einem Preis, den die Betreiber von Kleinsatelliten lieben werden.
Hightech-Anwendungen von Notech-Methoden
Die Bestimmung der Ausrichtung eines Satelliten im Weltraum (Lageregelung) ist entscheidend für die Überwachung und erfolgreiche Durchführung einer Mission. Sie dient dazu, Solarmodule zur Sonne hin zu drehen, Teleskope zur Erdbeobachtung nachzuführen und Antennen auf Bodenstationen oder andere Satelliten in der Umlaufbahn auszurichten. Projektkoordinatorin Gabriella Caporaletti von EICAS Automazione SpA erklärt dazu: „Sternsensoren stellen bei Weitem die genaueste Lösung dar – sie sind fast zwei Größenordnungen genauer als die zweitbeste Lösung. An Bord des Satelliten montierte Digitalkameras verwenden für die richtige Ausrichtung die älteste Technik: wie schon die alten Seefahrer beobachten sie die Sternbilder und erkennen ihre Muster, wobei die Ausrichtung des Satelliten in Bezug zum Himmelsgewölbe bestimmt wird.“
Große Dinge in kleinen Paketen
Vor ARGO gab es zwei Kategorien von Sternsensoren: sehr kostspielige und extrem genaue Sensoren für große Raumfahrzeugintegratoren, deren Kosten sich auf etwa 1 Mio. EUR beliefen, und relativ kostengünstige Lösungen mit niedrigem Leistungsniveau für etwa 100 000 bis 150 000 EUR. ARGO 1.0 das erste Produkt, das im Rahmen des Projekts ARGO entwickelt wurde, ist ein Multikamera-Sternsensor für Kleinsatelliten. „Im Vergleich zu anderen Sternsensoren verbessert ARGO die Genauigkeit der Lagemessung, die zulässigen Arbeitsbedingungen sowie die Robustheit und Autonomie des Systems. Darüber hinaus vereinfacht es auch die Hardwareanforderungen und eröffnet den Weg für Konzepte automatischer Einzelsensor-Bahnregelungssysteme ohne Gyroskop, die preislich alle auf den Kleinsatellitenmarkt abgestimmt sind“, so Caporaletti. Die zahlreichen Kameras können überall am Raumfahrzeug installiert werden, um eine optimale Himmelsabdeckung zu erzielen. Die Hauptkamera ist dabei die einzige, die starr an der Nutzlast installiert ist. Die Position der anderen Kameras wird in Bezug auf die Hauptkamera gemessen und basierend auf der intelligenten Datenfusion von Sternmessungen kontinuierlich aktualisiert. Die intelligente Fusion von Rohdatenmessungen mehrerer Kameras und die automatische Kalibrierung während des Flugs sorgen hierbei für eine enorme Erhöhung der Genauigkeit und Robustheit.
Der Himmel ist die Grenze
ARGO 1.0 wurde bis zu Technologiereifegrad 9 getestet und auch als eine der sieben Nutzlasten für die von STRIVING durchgeführte Jungfernmission zur Demonstration im Orbit ausgewählt, einem kommerziellen Dienst, mit dem auch andere Interessierte Technologien testen und validieren können. Die zweite Architektur von ARGO, die leichter und kompakter ist und auf Satellitenkonstellationen abzielt, soll bei der Mission GOMX-5 zur Demonstration im Orbit in den Weltraum geschickt werden. Geleitet wird die Mission von GomSpace und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Im Zeitraum von 2018 bis 2030 könnten mehr als 16 000 Kleinsatelliten eingeführt werden. Daher bereitet sich ARGO nun darauf vor, diese Nachfrage mit einer Produktionsanlage für die weltweite Vermarktung des ARGO-Sternsensors zu befriedigen.
Schlüsselbegriffe
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