ESAT-SHI
Spatial-Heterodyne-Interferometer (SHI) auf kleinen Satelliteninstrumenten sind eine Technik zur Temperaturmessung in der oberen Atmosphäre, die wissenschaftliche Daten für Klimamodelle und die Charakterisierung von Schwerewellen liefern. Wir entwickeln ausfallsichere Sensorelektronik mit speziellen Methoden, um hochintegrierte Prozessor-Architekturen auf der Grundlage kommerzieller Standardkomponenten (COTS) für langfristige Kleinsatellitenmissionen einsetzen zu können.
Für alle wissenschaftlichen Missionen muss je nach Messaufgaben und Anforderungen eine maßgeschneiderte Elektronik entwickelt werden.Insbesondere für den Einsatz von komplexeren Fernerkundungsinstrumenten sind hochmoderne Komponenten erforderlich, um die operative Steuerung und die anspruchsvolle Datenverarbeitung zu gewährleisten.
Ein Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderungen ist der Einsatz moderner eingebetteter Multi-Prozessor-System-on-Chips (MPSoC). Diese vereinen verschiedene Arten von Prozessoren auf einem einzigen Chip und ermöglichen eine erhöhte Systemzuverlässigkeit durch maßgeschneiderte Redundanzkonzepte.
Mit einer hochintegrierten System-on-Module (SoM)-Architektur sind hohe Rechenleistungen bei geringem Ressourcenbedarf möglich. Mit Vorteilen wie flexible Einsetzbarkeit, die Möglichkeit des Umprogrammierens, der Auslegung in verschiedenen Funktionsmodulen und damit der Wiederverwendbarkeit der Module in mehreren Anwendungsbereichen führt zu geringeren Entwicklungszeiten und -kosten. Es ist jedoch eine Herausforderung, diese Module unter Weltraumbedingung einzusetzen.
Um die Module gegenüber der kosmischen Strahlung toleranter auszulegen, wird von uns zunächst die Strahlungsumgebung modelliert, die eintretenden Gefahren auf Bauteile / Modulebene abgeschätzt und anschließend die Ausfallrisiken auf ein akzeptables Maß durch zusätzlich implementierte Schutzmaßnahmen und Schutzschaltungen reduziert. Dieser Ansatz führt zu einer Sensorelektronik, die hardware- und softwarebasierte Redundanzansätze kombiniert, um die Systemverfügbarkeit und -zuverlässigkeit für langlebige wissenschaftliche Missionen in einer erdnahen Umlaufbahn (LEO) zu erhöhen.
Unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeit konzentriert sich dabei auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Messsystemen für den Einsatz in Kleinsatelliten / Cubesats. Die entwickelten Schutzmaßnahmen werden durch Erfahrungen mit bereits realisierten wissenschaftlichen Messinstrumenten validiert und stets weiterentwickelt.
Flugerfahrungen und weitere geplante Missionen
AtmoHIT
Das AtmoHIT-Experiment war Teil der Kampagne „Rocket Experiment for University Students“ (REXUS 22), die im Rahmen eines bilateralen Agenturabkommens zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Swedish National Space Board (SNSB) durchgeführt wurde. Das AtmoHIT-Experiment wurde am 26. März 2017 um 12:58 UTC gestartet. Die Rakete erreichte 140 Sekunden nach dem Start ihre maximale Höhe von 84,3 km.
AtmoSHINE
Am 22.12.2018 um 0:51 MEZ startete eine Rakete vom Typ „Langer Marsch 11“ vom chinesischen Weltraumbahnhof Jiuquan in eine sonnensynchrone Umlaufbahn. In einer Höhe von 1100 km umkreist AtmoSHINE an Bord eines Technologie-Demonstrationssatelliten die Erde entlang der Tag-Nacht-Grenze. Das erfolgreiche Projekt ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Entwicklung einer CubeSat-Konstellation zur Untersuchung der Dynamik der Atmosphäre.
AtmoLITE
Im Rahmen der Mission Atmospheric Coupling and Dynamics Explorer (ARCADE), dem vierten Satelliten der Reihe International Satellite Program in Research & Education (INSPIRE), wurde eine neue Generation wissenschaftlicher Sensorelektronik in den 27U-Mikrosatelliten INSPIRESat-4 integriert. AtmoLITE wurde am 30. Juli 2023 um 01:01 UTC erfolgreich gestartet, und ein weiterer Einsatz von Instrumenten ist an Bord des Satelliten INSPIRE-3a im Jahr 2026 geplant.
AtmoSHIPAS
AtmoSHIPAS ist die erste Generation mit zwei Kamerasystemen, die neben der Horizontsondierung auch Streulicht misst und zu diesem Zweck mit einer mehrkanaligen Abbildungselektronik ausgestattet ist. Dieses Instrument soll auf der neuesten Generation der P200-Satellitenplattform von Redwire Space (ehemals QinetiQ Space) im Rahmen der EU-Initiative „Horizon 2020 In-Orbit Demonstration and Validation (IOD/IOV)“ zur Validierung im Orbit eingesetzt werden.
Kontakt
- Institute of Technology and Engineering (ITE)
Raum 220