10. Februar 2023 | Mit leistungsfähigem Funk in den passenden Orbit
Kleinsatellitentransfer der Zukunft
Das Raumfahrzeug OSSIE der Firma UARX Space mit eingebauter DLR-Funktechnologie
OSSIE (Orbit Solutions to Simplify Injection and Exploration) soll mehrere Kleinstsatelliten in unterschiedliche Orbits transportieren können. Zur Kommunikation mit der Bodenstation nutzt das Raumfahrzeug das Generic Software Defined Radio (GSDR) des DLR.
Raumfahrzeug soll Satelliten auf unterschiedlichen Erdumlaufbahnen absetzen.
Für das exakte Aussetzen der Satelliten ist eine präzise Kommunikation zwischen dem Raumschiff und dem Bodensegment erforderlich.
Das DLR hat hierfür ein leistungsstarkes Funknetzwerk entwickelt, das die Kommunikation zur Bodenstation sichert.
Schwerpunkte: Raumfahrt, Digitalisierung
Wie können Satelliten in den gewünschten Zielorbit weiterbefördert werden, nachdem eine Trägerrakete sie im All abgesetzt hat? Die Antwort: Mit einem Orbital Transfer Vehicle (OTV). Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeitet aktuell in Kooperation mit der Firma UARX Space an der Entwicklung eines solchen Raumfahrzeugs. Das DLR stellt hierbei eine Funkplattform namens Generic Software Defined Radio (GSDR) bereit, über die die Kommunikation mit der Bodenstation funktioniert. Das GSDR ist ein multifunktionales Funksystem. Es ermöglicht verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen Frequenzbändern auszuführen. Dabei muss die Hardware nicht wie üblich auf die anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst, sondern kann via Software und Kommando im Orbit rekonfiguriert werden.
Mission in 2024 geplant
In der kommerziellen Raumfahrt bringt eine Rakete, um Kosten zu sparen, gleich mehrere Satelliten in einen festen Zielorbit. Das hat zur Folge, dass bestimmte Anwender lange warten müssten, bis eine Rakete den entsprechenden Orbit anfliegt oder die Kosten andernfalls horrend sein würden, wenn sie eine Rakete für sich alleine buchen. Das System Orbit Solutions to Simplify Injection and Exploration (OSSIE) von der Firma UARX Space soll im All ausgesetzte Satelliten in den angestrebten Zielorbit bringen können, unabhängig vom initialen Aussetzungsorbit der Trägerrakete. Dadurch entstehen hohe Anforderungen an die Kommunikation zwischen dem Raumschiff und dem Bodensegment, da die Funkdistanzen während der gesamten Mission stark variieren.
Als Kommunikationssubsystem kommt hierfür das vom DLR entwickelte GSDR zum Einsatz, da die innovative Funkplattform sich ideal für die besonderen Anforderungen durch OSSIE eignet und flexibel auf die variierenden Kommunikationseinflüsse reagieren und agieren kann. „Nach über fünf Jahren Entwicklungszeit und ausgiebigen Tests ist unser GSDR nun auf einem Technology Readiness Level (TRL) von 7. Folgerichtig ist der nächste Schritt die Demonstration im Orbit. Wir freuen uns, mit unserem System einen Beitrag zur Mission von UARX Space zu leisten und das volle Potential von OSSIE ausschöpfen zu können“, sagt Dr.-Ing. Jan Budroweit, Projektleiter beim DLR-Institut für Raumfahrtsysteme.
OSSIE ist ein kostengünstiges Orbital Transfer Vehicle (OTV), das für den Einsatz von Satelliten entwickelt wurde, die in unterschiedlichen Umlaufbahnen fliegen müssen. Das Raumfahrzeug wird so gesteuert, dass Änderungen in den Umlaufbahnparametern jederzeit vom Boden aus vorgenommen werden können. Hierfür ist eine ständige Kommunikation mit der Bodenstation nötig. Zudem bietet OSSIE auch die Möglichkeit als eigener Satellit Experimente an Bord mitzuführen. Tests von Hardware können so beispielsweise im Orbit durchgeführt werden. Alle erforderlichen Dienste, wie Stromversorgung und Kommunikation, können die Tests und Experimente von der OSSIE-Plattform erhalten.
UARX Space hat bereits Kunden für die Mitte 2024 geplante Demonstrationsmission von OSSIE, bei der die Fähigkeiten des Raumfahrzeugs zur Vorbereitung komplexerer Missionen validiert werden. „Um sicherzustellen, dass wir unseren Kunden die beste Servicequalität bieten können, ist es unerlässlich, auf die Unterstützung des DLR zu zählen, um solche komplexen Kommunikationsszenarien zu berücksichtigen“, sagt Andrés Villa, CTO bei UARX Space.
Modulares und wiederverwendbares Funksystem
Die Funkplattform GSDR ermöglicht eine einfache Wiederverwendung und Modifikation von Mission zu Mission. Sie verwendet modernste Technologien, um eine leistungsstarke Datenverarbeitung und eine extreme Flexibilität für eine schnelle Entwicklung und Rekonfiguration zu ermöglichen. Dabei sind missionsrelevante Eigenschaften überwiegend durch softwarebasierte Einstellungen realisiert.
Das GSDR verfügt über die Eigenschaft in verschiedenen Frequenzbändern zu operieren, ohne dabei die Hardware anzupassen zu müssen. Somit können verschiedene Anwendungen, beispielsweise die Kommunikation zwischen der Bodenstation und dem Raumfahrzeug oder der Empfang von Flugzeugsignalen, in nur einem System umgesetzt werden. Das spart Platz und Gewicht, was besonders bei Raumfahrtmissionen die Kosten senkt. Durch das kompakte Design mit geringem Stromverbrauch ist das Netzwerk besonders geeignet für den Betrieb auf kleinen Satelliten. Das GSDR ist auf kritische Umwelteinflüsse, wie thermische, mechanische und elektromagnetische Kompatibilität und Verträglichkeit (EMV) qualifiziert worden.
