Wenn das kein anwendungsorientiertes Studium ist: Zwei
Studenten der Technischen Universität in Darmstadt entwickelten im Rahmen
ihrer Diplomarbeiten ein Kernelement des Stabilisierungssystems des
Satelliten AMSAT-Phase 3-D. Dieser wurde Mitte November mit einer Ariane
5-Rakete ins All geschossen und wird von Funkamateuren in aller Welt
genutzt und wurde auch von diesen entwickelt.
Eine
Ariane 5 Rakete brachte Mitte November auch den AMSAT-Phase
3-D-Satelliten in eine Erdumlaufbahn. Foto:
Arianespace |
Studenten der TU Darmstadt waren an der
Entwicklung eines Nachrichtensatelliten beteiligt, der Mitte November mit einer Ariane
5 erfolgreich gestartet wurde. Im Rahmen von zwei Diplomarbeiten wurden als Stabilisierungssystem
für den
Nachrichtensatelliten AMSAT-Phase 3-D sogenannte "Drallräder" neu
entwickelt. Die drei Drallräder sorgen für die Ausrichtung des
Satelliten im Raum, so dass dessen Antennen stets in Richtung Erde zeigen. Die
Drallräder, deren Achsen in unterschiedlichen Raumrichtungen liegen,
werden individuell beschleunigt oder gebremst, was eine Drehung des Satelliten
bewirkt. Da die Solarzellen des
Satelliten die notwendige elektrische Energie liefern, besitzt das System
eine im Prinzip unbegrenzte Lebensdauer.
Im Rahmen seiner
Diplomarbeit entwickelte Michael Scharfe die magnetische Drallradlagerung, während sein Studienkollege Ralf
Zimmermann (beide am Institut für
Elektromechanische Konstruktionen der Technischen Universität Darmstadt) für den Drallradantrieb
verantwortlich war. Die Lagerung der Räder im Vakuum des Weltraums bereitete
ein besonderes Problem, da herkömmliche Lager unter diesen Bedingungen
versagen.
Deshalb wurde eine magnetische Lagerung ohne mechanische Berührung gewählt,
was auch eine neue Lösung für den Antrieb erforderlich machte.
Der Bau von Magnetlagern
für die
Schwerelosigkeit scheint wegen der kleinen Kräfte eine einfache Aufgabe zu
sein. Jedoch sollten die Drallräder auch unter irdischen Bedingungen geprüft werden
können, so dass die Magnetlager deren gesamtes Gewicht tragen mussten. Außerdem
musste dafür gesorgt werden, dass die Lager auch den Start des Satelliten
überstehen.
Offenbar erfüllten
die Darmstädter Lager ihre Anforderungen: Seit dem Start des AMSAT-Phase 3-D
Satelliten funktioniert die Sonde fehlerfrei. Während Nachrichtensatelliten normalerweise von kommerziellen
Betreibern genutzt und
finanziert werden, ist AMSAT P 3-D der bisherige Höhepunkt der
nichtkommerziellen Entwicklung von Satelliten durch Funkamateure mehrerer Länder. Er soll der internationalen
Satellitenkommunikation in
unterschiedlichen Betriebsarten und auf unterschiedlichen Frequenzbändern
zwischen Funkamateuren dienen. Der Satellit wiegt etwa eine halbe Tonne und hat mit ausgebreiteten
Solarzellen einen Durchmesser von rund sechs Metern.
AMSAT-Phase 3-D soll in etwa
zwei Jahren eine stabile, stark elliptische Umlaufbahn mit Abständen zwischen 4000
und 47.000 Kilometern von der Erde erreichen. Dann wird der Satellit, der sich derzeit
im Testbetrieb befindet, weltweit für alle Amateurfunker zur Verfügung stehen.
Funkamateure aus Belgien, Brasilien, Kanada,
Deutschland, England, Finnland, Japan, Russland, Slowenien, Südafrika,
Tschechien, Ungarn und den USA waren am Bau des Satelliten beteiligt und
hatten Teilaufgaben übernommen. Die Federführung lag bei AMSAT-Deutschland,
die Leitung des Projektes hatte die Universität Marburg.