S-NET

 

Im Rahmen einer Zuwendung des DLR-Raumfahrtmanagements (Fkz 50 YB 1225) an die Technische Universität Berlin (TUB) erfolgte eine Demonstration der Intersatellitenkommunikation mit vier Nanosatelliten (Startmasse ca. 8 kg). Die vier Nanosatelliten sind mit je einem an der TU Berlin neu entwickelten netzwerkfähigen Funkgerät (Projektname: Slink) ausgestattet.

Die sogenannten SLink Transceiver bilden die Hauptnutzlast in den Nanosatelliten und wurden von der TU Berlin gemeinsam mit IQ Wireless GmbH im Rahmen eines Verbundvorhabens entwickelt. Dabei werden moderne Übertragungsverfahren wie DQPSK und Turbo Code eingesetzt, um eine hohe Datenrate bei möglichst geringem Energieverbrauch zu erzielen. Es können Daten mit bis zu 100 kbps zwischen zwei Satelliten ausgetauscht werden. Darüber hinaus ermöglicht das Funkgerät auch eine beidseitige Kommunikation mit einer Bodenstation mit einer Datenrate von 1 Megabit pro Sekunde. Das ist für Kleinsatellitenkommunikation Weltspitze.

Von Oktober 2014 bis Dezember 2019 unterstützte das DeSK die Mission als Unterauftragnehmer mit zusätzlichen Aufgaben und Aktivitäten: So baute der Verein eine UHF-Bodenstation am Standort Backnang als Redundanz-Station im Showroom auf und setzte u.a. diverse Tätigkeiten im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit um.

Das Berliner Unternehmen Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH entwickelte und baute den Auswurfcontainer für die Nanosatelliten. Auch hier war der Innovationsaspekt von erheblicher Bedeutung, da die „Lebensdauer“ der gesamten Mission von der Separationsgenauigkeit der Nanosatelliten von der Startrakete abhing. Eine zeitlich perfekt getimte Trennung der S-NET Satelliten war die Basis dieser erfolgreichen Mission.

Durch die Erprobung und Demonstration eines Intersatelliten-Netzwerkes anhand entsprechender Funktechnologien und Kommunikationsprotokollen soll der wissenschaftliche und technische Grundstein für zukünftige autonome Mulitsatelliten-Missionen gelegt werden. In Zukunft könnte ein flächendeckendes Netzwerk aus Nanosatelliten die Erde umkreisen und zur Erdbeobachtung (z.B. von maritimen Systemen), Katastrophenmonitoring oder Frühwarnsystemen eingesetzt werden. Die gesammelten Daten könnten über das kosteneffiziente, aber dennoch flexible autonome Netz, zeitoptimal zum Nutzer gesendet werden.

Das erste Jahr der Betriebsphase hat neue Erkenntnisse gebracht und gezeigt, dass sich die Satelliten langsamer als ursprünglich angenommen voneinander entfernen, was eine längere aktive Experimentierzeit ermöglicht. So wurde festgestellt, dass sich das Driftverhalten der Satelliten auf weniger als 1 Kilometer pro Tag beläuft.

Die relative Entfernung der Satelliten untereinander kann durch die Ausnutzung der atmosphärischen Reibung gesteuert werden, so dass der Schwarm auch in naher Zukunft innerhalb der Kommunikationsreichweite von ca. 400km bleiben wird.

Diese positive Entwicklung ermöglichte dem S-NET Team – zusammen mit dem DeSK – die Mission zu verlängern und bis zum 31.12.2019 durchzuführen.

Nachdem sich die Satelliten weiterhin in einem betriebsbereiten Zustand befinden, wurden Ansätze mit Blick auf Langzeitanalysen erarbeitet.

Als Ergebnis entstand das Anschlussvorhaben S-NET OPS, welches an der erfolgreichen Umsetzung der S NET Mission angeknüpft und den Satellitenbetrieb für Langzeitanalysen verlängert.

Durch die Erprobung und Demonstration eines Intersatelliten-Netzwerkes anhand entsprechender Funktechnologien und Kommunikationsprotokollen konnten wissenschaftliche und technische Grundlagen für zukünftige autonome Multi-Satelliten-Missionen gelegt werden.

In Zukunft könnte ein flächendeckendes Netzwerk aus Nanosatelliten die Erde umkreisen und zur Erdbeobachtung (z.B. von maritimen Systemen), Katastrophenmonitoring oder Frühwarnsystemen eingesetzt werden. Die gesammelten Daten könnten über das kosteneffiziente, aber dennoch flexible autonome Netz, zeitoptimal zum Nutzer gesendet werden.

Das S-NET-Projektteam der TUB