Minisatellit Pegasus kommt bald groß raus
Klein wie eine Schuhschachtel, aber mit Technologie ausgestattet wie ein großer: Der von heimischen Studierenden entwickelte Satellit Pegasus soll in Kürze in den Orbit abheben und Klimadaten senden.
Wr. Neustadt – Pegasus ist in der Box und auf der Reise nach Indien. Dort wird er Anfang Juni mit einer indischen PSLV-Trägerrakete in den Orbit geschossen – mit sieben anderen Kleinsatelliten aus dem Forschungsprojekt QB50. „Wir hoffen, dass der Start klappt“, sagt Carsten Scharlemann, FHStudiengangsleiter für AerospaceEngineering in Wiener Neustadt, der das Pegasus-Projekt koordinierte. „Dann kommt es darauf an, ob wir auch Glück im Orbit haben werden.“
Vier Jahre lang hat Scharlemann gemeinsam mit bis zu 40 Freiwilligen an dem Satellitenprojekt gearbeitet. Studierende aus seinem Studiengang und von der TU Wien, Mitarbeiter von Unternehmen, Berufstätige. Freiwilligenarbeit im Wert von circa 1,2 Millionen Euro floss in das Projekt. Scharlemann freut sich: „Das war schon eine Aufgabe, so viele Beteiligte über einen so langen Zeitraum bei der Stange zu halten.“
Jetzt aber ist man glücklich. Ein Etappensieg. Gemeinsam mit der FH-Forschungsfirma Fotec, der Space Tech Group (STG) und dem TU Spaceteam hat die PegasusGruppe nun einen schuhschachtelgroßen Kleinsatelliten auf die Reise geschickt, der alles kann, was auch ein großer kann. Daten senden und empfangen, wissenschaftliche Forschungsarbeiten erledigen, sich selbst mit Energie versorgen und mit Bordcompu- tern und Sensoren blitzschnell auf Veränderungen reagieren. So gut wie alle Hardware-Komponenten entwickelte das Team selbst. „Darauf sind wir besonders stolz“, sagt Scharlemann. „Denn das zeichnet uns gegenüber anderen Satellitenteams aus.“
Insgesamt 75 Teams haben sich Anfang 2012 weltweit für das QB50-Projekt beworben, in dem auch Pegasus entwickelt wurde. In einem mehrstufigen Selektionsprozess blieben schlussendlich 36 Teams übrig. Ihre Aufgabe: Kleinsatelliten zu konstruieren, die in einem Formationsflug Daten aus der Thermosphäre senden sollen. Diese oberste Schicht der Atmosphäre liegt in einer Höhe von 80 bis 500 Kilometern und ist bis jetzt noch wenig erforscht. Klimaexperten vermuten, dass Wissen über Temperatur- und Druckunterschiede der dort befindlichen Restgase verbesserte Wetterprognosen ermöglichen würde.
Arbeiten gegen Systemfehler
Pegasus wird nun die Aufgabe übernehmen, mit einer sogenannten Langmuir-Sonde Dichte und Temperatur der Thermosphäre zu messen und die Daten an die selbstentwickelte Bodenstation zu senden. „Das wird jetzt eine spannende Zeit“, sagt Scharlemann. Denn aus der Erfahrung weiß man, dass nur jeder zweite Kleinsatellit in ähnlichen Projekten überhaupt jemals ein Signal von sich gibt. Jeder fünfte fällt bereits nach einigen Tagen aufgrund von Systemfehlern aus. Nur 30 Prozent funktionieren länger. „Wir haben zwar alle Komponenten auf Herz und Nieren geprüft“, sagt Scharlemann, vor Systemausfällen sei aber keiner gefeit.
Vor allem die elektronischen Komponenten wie beispielsweise die zwölf CPUs des Bordcomputers könnten ein Risiko darstellen. Zwar verwendet das Team dafür Typen, die bereits auf anderen QB50-Missionen flogen. Aus Geldmangel konnten aber keine Prozessoren eingesetzt werden, die die strengen Kriterien von Satelliten-Großprojekten der europäischen Weltraumbehörde Esa erfüllen. „Da hätten wir pro Einheit mehrere Tausend Euro bezahlen müssen.“Geld, das in dem Projekt nicht zur Verfügung stand.
Geht alles gut, hat Pegasus aber die Chance, länger als andere QB50-Satelliten in der Thermosphäre zu überleben. Mitte April wurden bereits 28 Kleinsatelliten von Cape Caneveral, USA, aus mit einer Atlas-Trägerrakete zur internationalen Raumstation ISS transportiert. Sie warten nun darauf, von der Besatzung ausgesetzt zu werden. Ihre vorberechnete Orbithöhe wird circa 350 Kilometer betragen. Durch die in dieser Höhe wirkende Abbremsung durch die Restatmosphäre werden sie aber spätestens nach sechs bis neun Monaten in Richtung Erde fallen und verglühen.
Mission in Etappen
Pegasus hingegen wird Ende Mai oder Anfang Juni in eine Orbithöhe von rund 480 Kilometern transportiert. „Theoretisch könnte unser Satellit in dieser Höhe sechs bis sieben Jahre in der Umlaufbahn bleiben“, sagt Scharlemann. Nach der Ankunft im Orbit beginnt für das Pegasus-Team an der Bodenstation in Langenlebarn seine Arbeit. In den ersten sechs bis acht Wochen werden alle Systeme sukzessive in Betrieb genommen. In den nächsten zwei Monaten wird Pegasus dann die Dichteund Temperaturdaten sammeln und zur Bodenstation senden. Danach gibt es eine Pause von zwei bis drei Monaten, in der die Systeme kontrolliert werden. Dann folgt wieder eine sechs- bis achtwöchige Datensammlung.
Wie immer auch die Mission endet: Die Erfahrungen, die man in den letzten Jahren gesammelt hat, werden nicht ungenutzt in der Schublade verschwinden. Pegasus ist der erste Satellit Österreichs, der nach der Einführung des Weltraumgesetzes 2012 in den Orbit startet, und musste daher einen speziellen gesetzlichen Zulassungsprozess durchlaufen. „Wir haben gemeinsam mit dem Verkehrsministerium erfolgreich einige bürokratische Hürden gemeistert“, sagt Scharlemann. „Diese Erfahrungen kommen uns nun bei der Bewerbung für neue Satellitenprojekte zugute.“
Für Studierende zahlte sich die Projektteilnahme auf jeden Fall aus: Große europäische Weltraumund Luftfahrtunternehmen würden die Satellitenspezialisten mit Handkuss nehmen. Scharlemann: „Damit haben wir unser Ausbildungsziel schon erreicht.“