Fraunhofer IIS eröffnet Labor im Weltraum – Raumfahrer.net


Im Weltraum herrschen extreme Bedingungen wie Strahlung, Hochvakuum und große Temperaturschwankungen, die die Satellitenkommunikation vor große Herausforderungen stellen. Mit dem Fraunhofer Onboard Processor (FOBP) können Sie Experimente im Weltraum durchführen und untersuchen, ob neue Technologien unter realen Bedingungen funktionieren. Pressemitteilung des Fraunhofer IIS.

Quelle: Fraunhofer IIS, 18. April 2024.

Testdurchführung: Das FOBP wurde für den praktischen Einsatz in einer thermischen Vakuumkammer unter simulierten Weltraumbedingungen vorbereitet.  (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)Testdurchführung: Das FOBP wurde für den praktischen Einsatz in einer thermischen Vakuumkammer unter simulierten Weltraumbedingungen vorbereitet.  (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)
Testdurchführung: Das FOBP wurde für den praktischen Einsatz in einer thermischen Vakuumkammer unter simulierten Weltraumbedingungen vorbereitet. (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)

18. April 2024 – FOBP hat letzte Woche seine letzten Tests bestanden und den Betrieb auf dem Heinrich-Hertz-Satelliten der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) aufgenommen.

Die Satellitenkommunikation steht häufig vor dem Dilemma, dass leistungsfähigere Technologien erst dann eingesetzt werden können, wenn ihre Funktionalität im Weltraum nachgewiesen wurde. Dies verlangsamt den Fortschritt und hemmt das Innovationspotenzial der Satellitenindustrie. Um diese Bremse zu lösen, eröffnete das Fraunhofer IIS ein Weltraumlabor namens FOBP. Die Besonderheit des Labors besteht darin, dass die Nutzlast des Satelliten jederzeit von der Erde aus, auch in einer Höhe von 36.000 Kilometern, gesteuert und für verschiedene Anwendungen umprogrammiert werden kann. . „Man kann es sich wie ein Smartphone vorstellen, bei dem man Updates aufspielt, um neuen Anforderungen gerecht zu werden“, sagt Rainer Wansch, Leiter des Bereichs „HF- und SatCom-Systeme“.

Die Möglichkeiten der Industrie zur Nutzung experimenteller Plattformen sind daher so vielfältig wie die Satellitenkommunikation selbst und ihr reibungsloser Betrieb hängt davon ab, dass verschiedene Elemente zu einer nahtlosen Übertragungskette zusammenwirken. Dazu gehören in den Satelliten eingebaute Komponenten und Geräte, die die Kommunikation vom Boden aus ermöglichen, in Form von Modems und Antennen. Mit dem Ziel, die Kapazitäten so effizient wie möglich zu steuern, damit diese einzelnen Elemente optimal zusammenarbeiten können, werden verschiedene Konzepte untersucht.

Hilfe bei Katastrophen
Darüber hinaus will das Fraunhofer IIS in eigenen Experimenten herausfinden, wie eine leistungsfähigere Satellitenkommunikation dazu beitragen könnte, den Informationsaustausch auf der Erde künftig konkret zu verbessern. Eines der Projekte ist eine Folge der Aartal-Flutkatastrophe vor zwei Jahren. Damals verursachten große Wassermengen schwere Schäden an der Kommunikationsinfrastruktur und legten den Mobilfunk für mehrere Tage lahm. Das aktuelle Ziel besteht darin zu untersuchen, wie flexible FOBPs dazu beitragen können, Rettungskräften einen sicheren, stabilen und direkten Zugang zu Satelliten zu ermöglichen. „Damit ist die Kommunikation im Katastrophenfall unabhängig vom Mobilfunk und seinem kommerziellen Anbieter gewährleistet“, sagt Rainer Wansch.

Dieses Beispiel zeigt, dass Satelliten eine immer wichtigere Rolle in der terrestrischen Kommunikation spielen. In der neuen Mobilfunkgeneration werden Raketen konsequent in 5G-Netze integriert. Ziel ist es, ein „nicht-terrestrisches Netzwerk“ zu schaffen, in dem terrestrischer und satellitengestützter Datenverkehr zu einem hybriden Netzwerk zusammengeführt werden. Diese sollen dafür sorgen, dass der Mobilfunk auch entlegene Gebiete erreicht. Wie 5G über Satellit vernetzt werden kann, wird auch im FOBP-Experiment untersucht.

Mission Control: In diesem Raum überwacht das Fraunhofer IIS das FOBP und erteilt Befehle an das FOBP.  (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)Mission Control: In diesem Raum überwacht das Fraunhofer IIS das FOBP und erteilt Befehle an das FOBP.  (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)
Mission Control: In diesem Raum überwacht das Fraunhofer IIS das FOBP und erteilt Befehle an das FOBP. (Foto: Fraunhofer IIS / Paul Purkert)

Weltraumsimulation in Erlangen
Forschungsinstitute und Unternehmen erhalten durch die enge Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS Zugang zu Weltraumlaboren. Die Kommunikationsexperimente werden durch die Erlanger Testinfrastruktur unterstützt. Dazu gehört eine Bodenstation mit einer Multiband-Satellitenantenne, die das FOBP überwachen und steuern kann. Das Fraunhofer IIS verfügt außerdem über eine thermische Vakuumkammer in Erlangen, in der die Technologie für den realen Einsatz unter Weltraumbedingungen vorbereitet werden kann, die mit demselben FOBP-Modell simuliert werden.

Heinrich-Hertz-Mission und ihre Partner
Mit der Heinrich-Hertz-Mission verfügt Deutschland erstmals über einen eigenen Kommunikationssatelliten, um neue Technologien und Kommunikationsszenarien zu erforschen und zu testen. Damit leistet diese Mission einen Beitrag zur deutschen Informationsgesellschaft. Die Heinrich-Hertz-Mission wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter Beteiligung des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) geleitet. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten wurde die OHB-System AG beauftragt. Auch die IABG GmbH, die MDA AG und die TESAT GmbH & Co. KG sind an der Entwicklung und Erprobung von Satelliten beteiligt. OHB Digital Connect wird in Zusammenarbeit mit CGI für das Bodensegment verantwortlich sein. In Bonn wurde ein Satellitenkontrollzentrum errichtet. Die neuen Bodenstationen befinden sich in Hürth (Nordrhein-Westfalen) und Neustrelitz (Mecklenburg-Vorpommern). Arianespace ist für den Start der Mission an Bord der Ariane-5-Rakete (VA261) verantwortlich. An dieser Mission sind insgesamt 42 Partner beteiligt, davon sind 14 an wissenschaftlichen Nutzlasten beteiligt.

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