Würzburg – SONATE heißt der jüngste Satellit der Universität Würzburg und ist am Freitag erfolgreich ins All gestartet. Seine Mission: Neue und innovative Technik – entwickelt an der Uni Würzburg – im All unter realen Bedingungen testen.
Er ist in etwa so klein wie ein Schuhkarton und doch der größte und auch komplexeste in ganz Bayern: Der jüngste Nanosatellit der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) ist am Freitag, 5. Juli, erfolgreich ins All gestartet. Der Raketenstart vom russischen Weltraumbahnhof in Wostotschny erfolgte um 7.41 Uhr, seit Freitag 12.02 Uhr ist der Satellit im Erdorbit in einer Höhe von rund 530 Kilometern aktiv.
Der Satellit mit dem Namen SONATE (Solutus Nano Satellite) ist etwa 31 Zentimeter lang, wiegt 4,2 Kilogramm und enthält unter anderem neun leistungsfähige Bordrechner, die die Autonomie und den sicheren Betrieb gewährleisten sollen. Dabei sind die meisten Systeme, wie in der Raumfahrttechnik üblich, redundant vorhanden; das heißt, sie sind doppelt ausgeführt. Von seinem Missionskontrollzentrum in Würzburg aus soll er nun neuste Technik, die an der JMU entwickelt wurde, im All testen. Hinter Sonate stecken Hakan Kayal, Professor für Raumfahrttechnik an der JMU und sein Projektleiter Oleksii Balagurin. „Die Mission von SONATE ist es, neue Technologien für die Steigerung der Autonomie von Nanosatelliten zu erproben – unter realen Bedingungen im Weltraum“, erklärt Kayal.
Technologie made in Würzburg
Die wichtigste Hauptnutzlast des Satelliten ist eine von der JMU entwickelte intelligente Kamera (ASAP-L). Sie soll selbstständig kurzzeitige Leuchterscheinungen in der Atmosphäre und im erdnahen Weltraum aufspüren. Dazu zählen zum Beispiel Meteore oder Weltraumschrott, welcher in der Atmosphäre verglüht. Oder auch sogenannte „Sprites“ oder „Blue Jets“, spektakuläre Blitze, die nach oben schießen und bis zu 100 Kilometer in Richtung All ausschlagen können. Mit einem noch kommenden Software-Update soll die Kamera dann eigenständig entscheiden können, ob sie solche Phänomene nur einmal ablichtet oder gar verfolgt und mehrmals fotografiert.
Die zweite Hauptnutzlast (ADIA-L) von SONATE ist ein neues autonomes Diagnosesystem für Satelliten, das bei einem Fehler die Ursache bereits alleine an Bord ermitteln soll, um dadurch am Boden wertvolle Zeit für Korrekturmaßnahmen zu sparen. Weitere Technologien an Bord, die von der JMU entwickelt wurden, sind neue Sternsensoren, welche die Lage des Satelliten im All präzise erkennen. Hinzu kommen neue, miniaturisierte Reaktionsräder, quasi die Bewegungsmotoren des Satelliten für die Ausrichtung im Weltraum, und ein Sender für Amateurfunkverbindungen.
Universitätspräsident Professor Alfred Forchel gratulierte dem Würzburger Forscher- und Technikteam zum erfolgreichen Start: „Innovationskraft und Spitzentechnologie haben bei uns einen festen Platz. Daher freut es mich sehr, dass SONATE den Sprung ins Weltall geschafft hat. Der Start von SONATE ist ein großer Erfolg für unsere Universität, und ich danke Professor Kayal und allen Beteiligten für ihre herausragenden Leistungen.“
Drei Jahre Bau und Vorbereitungen
Rund drei Jahre Bauzeit und Vorbereitungen liegen hinter inzwischen hinter dem Satelliten-Projekt. Zahlreiche Mitarbeiter, Hilfskräfte und auch Studierende aus Bachelor- und Master-Studiengängen waren an Bau und Entwicklung von SONATE und den einzelnen Nutzlasten beteiligt. Nach der Startparty am Freitagmorgen wird nun im Würzburger SONATE -Missionskontrollzentrum am Campus Hubland Nord rund um die Uhr gearbeitet. Ein Kommandooperator und mehrere Nutzlastspezialisten überwachen und arbeiten mit dem Satelliten und der darin enthaltenen neuen Technik. Die Daten werden von den zwei Bodenstationen am Campus empfangen, ausgewertet und archiviert. In den nächsten Tagen geht es darum, die ersten Tests zu überstehen. „Erst nach ein paar Monaten wird der Aufwand abflauen“, so der Würzburger Raumfahrttechniker Kayal.
Einsatz auch in der Lehre
„Autonome Nanosatelliten wie SONATE sind vor allem für interplanetare Missionen von großer Bedeutung“, erklärt Kayal. Bis ein Signal von der Erde zum Beispiel einen Satelliten im Marsorbit erreicht, könnte es für bestimmte Situationen zu spät sein. Daher der Wunsch nach verbesserter Autonomie. Mit SONATE will man entsprechend Erfahrungen für künftige interplanetare Missionen sammeln.
Die aktuelle SONATE -Mission ist für ein Jahr ausgelegt. Doch auch danach wird der Satellit noch im All sein und von der Uni genutzt werden: in der Lehre. Im Fach „Raumfahrtbetrieb“ werden Studierende dann die Möglichkeit haben, direkt mit dem Satelliten zu arbeiten. So können sie lernen, wie man Satelliten kommandiert oder ihre Daten empfängt und sammelt. Das Missionsmanagement und die Integration von SONATE an die Rakete wurde von Exolaunch, einem deutschen Anbieter von Kleinsatellitenstartdiensten und Separationssystemen, ausgeführt.
SONATE wird gefördert vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (50RM1606) – mit 1,3 Millionen Euro. Hinzu kommen noch Fördermittel für die einzelnen Nutzlasten an Bord.
Bild: Sonate ist zwar klein, aber der größte Uni-Satellit in Bayern. (Foto: Hakan Kayal / Universität Würzburg)