UWE-2 UND BEESAT
Zwei deutsche Kleinstsatelliten im Orbit
Redaktion / idw / Pressemitteilungen der Universität Würzburg und der TU Berlin 
astronews.com
23. September 2009

Mit einer indischen Trägerrakete ist heute Morgen nicht nur der Erdbeobachtungssatellit Oceansat-2 in eine Erdumlaufbahn gebracht worden, sondern gleichzeitig auch vier Kleinstsatelliten - darunter der Universität Würzburg Experimentalsatellit 2, kurz UWE-2, und BEESAT, der Berlin Experimental and Educational Satellite. In Würzburg und Berlin hat man schon erfolgreich Kontakt mit den kleinen Satelliten hergestellt. 

UWE-2 im All. Bild: Universität Würzburg / idw Der Kleinstsatellit BEESAT. Foto: TUB / Sebastian Trowitzsch

Hauptnutzlast der indischen Trägerrakete vom Typ PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle), die heute Morgen vom indischen Weltraumbahnhof Sriharikota südlich von Chennai startete, war der  Erdbeobachtungssatellit Oceansat-2 der indischen Raumfahrtagentur. Mit an Bord waren aber auch vier so genannte Pico-Satelliten, hergestellt an den Universitäten in Berlin, Istanbul, Lausanne und Würzburg.

Aus Würzburg stammt dabei der knapp ein Kilogramm schwere Kleinstsatellit "Universität Würzburg Experimentalsatellit 2", kurz UWE-2. Er wurde von einer Gruppe internationaler Studenten am Lehrstuhl für Technische Informatik der Universität Würzburg unter der Anleitung von Professor Klaus Schilling entwickelt und realisiert (astronews.com berichtete).

Aufgabe von UWE-2 ist es, mit einer fortgeschrittenen Software auf der Basis verschiedener Sensordaten möglichst genau seine Position und Ausrichtung zu bestimmen. Die Daten dafür stammen aus einem GPS-Empfänger sowie aus Messungen mit Sonnen-, Magnetfeld- und so genannten Inertial-Sensoren - letztere erfassen Beschleunigungs- und Rotationskräfte. "Die besondere Herausforderung war die clevere Datenverarbeitung mit Miniatursensoren, um im Rahmen der Gesamtsatellitenmasse von nur einem Kilogramm die Blickrichtung des Satelliten zu bestimmen", erklärte Schilling.

Knapp eine Stunde nach dem Start hat UWE-2 wie geplant die Rakete verlassen und seine Reise um die Erde begonnen. Schon wenig später konnte eine Empfangsstation in Kalifornien die ersten Signale von ihm empfangen. "UWE-2 ist erfolgreich nach oben gekommen und hat den richtigen Orbit gefunden", freute sich Schilling. Inzwischen ist UWE-2 auf seiner Umlaufbahn auch über Würzburg hinweg geflogen. "In der Bodenstation der Uni wurden die Signale empfangen und konnten dekodiert werden", so Schilling.

Jetzt kann das UWE-2-Team "den operationellen Betrieb aufnehmen" und das wissenschaftliche Programm starten. UWE-1, der Vorgänger von UWE-2, war am 27. Oktober 2005 von Plesetsk in Russland aus in den Orbit gestartet. Dort hatte er erfolgreich Experimente zum Internet im Weltall durchgeführt und rund ein halbes Jahr lang Signale zur Erde geschickt. In Würzburg arbeitet man derweil schon am Nachfolger UWE-3. "Wir wurden dazu eingeladen, mit UWE-3 am Jungfernflug der europäischen Wega-Rakete teilzunehmen", sagt Schilling. Der Start ist zwar für Dezember 2009 geplant; nach Schillings Kenntnisstand wird er sich jedoch voraussichtlich bis ins Jahr 2010 verschieben. UWE-3 soll im Unterschied zu seinen Vorgängern in der Lage sein, aktiv seine Position im Weltraum zu steuern.

Nicht nur in Würzburg, auch an der TU Berlin gab es heute Grund zur Freude: Auch der am Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß entwickelte und gebaute Picosatellit BEESAT (Berlin Experimental and Educational Satellite) hat den Start ins All gut überstanden. Studierende und Wissenschaftler der TU Berlin konnten bereits von der Bodenstation in Berlin-Charlottenburg Kontakt mit dem Pico-Satelliten aufnehmen. Der gesamte Satellitenbetrieb erfolgt vom Raumflugkontrollzentrum der Technischen Universität Berlin und einer eigenen Bodenstation.

Auch BEESAT entspricht der CubeSat-Spezifikation und hat die Form eines Würfels mit einer Kantenlänge von zehn Zentimetern und einer Gesamtmasse von knapp einem Kilogramm. Das Missionsziel ist unter anderem die technische Erprobung der am TU-Fachgebiet gemeinsam mit der Industrie neu entwickelten Reaktionsräder. Sie werden genutzt, um den Satelliten, der auf eine Geschwindigkeit von 7 Kilometern pro Sekunde kommt, in der Schwerelosigkeit exakt auszurichten. Mit dem Betrieb der drei installierten Räder kann sich BEESAT um die eigene Achse drehen.

"In diesem kleinen Maßstab gibt es die Reaktionsräder noch nicht. BEESAT ist der erste Drei-Achsen-stabilisierte Picosatellit unter Verwendung von Reaktionsrädern", erläutert Brieß. Eine weitere Besonderheit von BEESAT ist das fehlertolerante Konzept, das dem Satelliten zu Grunde liegt. Systeme wie der Bordcomputer, die Batterien, das Kommunikationssystem sowie diverse Sensoren sind doppelt ausgelegt, so dass das Gesamtsystem bei einem Teilausfall weiter betrieben werden kann. "In Bezug auf die Größe des Kleinstsatelliten war das eine besondere Herausforderung für uns", so Brieß.

In dem Kleinstsatellit stecken noch weitere innovative Picosatellitentechnologien. "Wir haben innerhalb von drei Jahren BEESAT komplett neu entwickelt. So kommen auch an der TU Berlin konstruierte neuartige Sonnensensoren zum Einsatz, die uns jeweils die Ausrichtung zur Sonne übermitteln können", erklärt Brieß weiter.

Mit der Entwicklung und dem Betrieb von BEESAT konnte das Institut für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin die Praxisnähe seiner studentischen Ausbildung weiter ausbauen. Zahlreiche Studierende waren in den vergangenen Monaten an der Konstruktion beteiligt und werden den Satelliten vom Raumflugkontrollzentrum der TU Berlin verfolgen. Das Projekt BEESAT begann im April 2005 im Rahmen des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) geförderten Vorhabens "Verifikation von Microwheels für Picosatelliten (Microwheels II)".

Nach nur drei Jahren Entwicklungszeit war das Flugmodell Anfang Juni 2008 startbereit. Der Bau von Kleinstsatelliten hat an der TU Berlin eine lange Tradition. Bereits 1991 wurde mit TUBSAT-A der erste Satellit erfolgreich gestartet. Die TUBSAT-Satellitenfamilie hat inzwischen sieben Mitglieder. BEESAT setzt diese Erfolgsgeschichte fort. Zurzeit sind weitere Missionen geplant. Mit BEESAT-2 soll ein nahezu baugleicher Satellit mit verbesserter Kamera und Nutzlastdaten-Computer 2010 gestartet werden. BEESAT-3 ist ein Ausbildungsprojekt, das direkt in die Lehrveranstaltungen des Fachgebiets Raumfahrttechnik eingebettet ist. Der Start ist für 2011 vorgesehen.