Nur zehn Zentimeter hoch und maximal ein Kilo schwer – CUBESats, standardisierte Kleinstsatelliten für verschiedenste Aufgaben in der Fernerkundung, sind eine noch junge, aber vielversprechende Richtung der Satellitentechnik. Forscher der TU Berlin wollen jetzt Technologien und Methoden für CUBESats entwickeln, implementieren und im Orbit bei eigenen Missionen erproben.
„Ziel ist es, einmal mit vielen kleinen Satelliten einen großen ersetzen zu können. Und das zu einem Bruchteil der Kosten“, beschreibt Klaus Brieß, Professor für Raumfahrttechnik der TU die Motivation des Projektes. Die Startkosten für Satelliten liegen derzeit zwischen 10.000 und 20.000 Euro pro Kilogramm. Aufgrund des geringen Gewichts und des einheitlichen Formates können gleich mehrere CUBESats hintereinander bei einem Raketenstart in den Orbit gebracht werden.
Von Erdbeobachtung bis Aufklärung
Die Aufgaben, die CUBESats in Erdumlaufbahnen in circa 400 bis 900 Kilometer Höhe einmal übernehmen sollen, sind vielseitig: Sie liegen unter anderem in der Umweltbeobachtung, der Ereignisdetektion auf der Erdoberfläche (zum Beispiel von Großbränden, Überflutungen oder Wetterphänomenen), Kommunikation und in wissenschaftlichen Fragestellungen. Denkbar ist, dass mehrere „Würfel“ auf das gleiche Ziel auf der Erde ausgerichtet werden und dieses Ziel zeitgleich mit verschiedenen Instrumenten untersuchen. Natürlich eignen sich die Winzlinge auch hervorragend als Nachrichten- oder Aufklärungssatelliten für das Militär.
CUBESats gehen auf Konzepte der California Polytechnic State University San Luis Obispo und des Space Systems Development Lab der Stanford University zurück. Derzeit arbeiten im CUBESat program weltweit über 40 Universitäten, High Schools und private Firmen zusammen. Seine Tauglichkeit hat der „Würfel“ bereits bewiesen: CUBESats wurden im Juni 2003 erstmals erfolgreich in der Erdumlaufbahn abgesetzt.
Miniaturisierung von Antrieb und Messinstrumenten
Geforscht wird zur Zeit unter anderem an optimalen Mikroantriebssystemen. Dabei müssen unterschiedliche Missionszwecke berücksichtigt werden. „Feststoffantriebe eignen sich für Satelliten, die ihre Position im Orbit nicht ändern müssen. Unter Druck stehende Kaltgassysteme, gefüllt mit flüssigem Stickstoff, oder ein Heißwasserantrieb, der gezielt Wasserdampf ausstoßen kann, sind ideal zum Manövrieren im Raum“, sagt Brieß.
Viel Platz ist nicht in einem Würfel von zehn Zentimetern Kantenlänge. Auch Messgeräte, Optiken und sonstiges Equipment müssen en miniature sein. Brieß rechnet mit einem Entwicklungszeitraum von fünf bis zehn Jahren, bevor CUBESats am Fließband bestückt und in den Routineeinsatz geschickt werden können. Die frühe Beteiligung deutscher Forschungseinrichtungen am CUBESat program ist deshalb von großer strategischer und wirtschaftlicher Bedeutung für den Forschungs- und Industriestandort Deutschland.
(Technische Universität Berlin, 09.11.2004 – NPO)
