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Mission Control des größten Satellitennetzwerks der Welt
Mission Control des größten Satellitennetzwerks der Welt (Bild: Planetlabs)

Kleine Satelliten sind fast so gut wie die großen

"Die aktuellen Satelliten sind jetzt in Version 14, die erstmals eine positive Energiebilanz hat. Das heißt, dass sie die gesamte Zeit aktiv sein können", sagt Schingler. In den vergangenen Jahren hat das ganze Feld der Cubesats große Fortschritte gemacht. Als die ersten Cubesats überhaupt getestet wurden, taumelten sie noch unkontrolliert im Orbit und trugen nicht mehr als die einfachsten Sensoren, oft sogar nur einen Funksender. Moderne Cubesats lassen sich dagegen gezielt steuern.

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Die wichtigste Einschränkung im Betrieb der Satelliten stellt nicht die Hardware dar, sondern die Flughöhe. Nach drei bis fünf Jahren tauchen die Satelliten in ihren relativ niedrigen Orbits durch die Reibung an der Restluft wieder in die Atmosphäre ein, je nachdem, wie aktiv die Sonne ist - dies hat Einfluss auf die Ausdehnung der Atmosphäre. Solche Verluste müssten mit einem aktiven Antrieb ausgeglichen werden, zum Beispiel kleinen Ionenantrieben. Es gibt dafür viele Konzepte, aber bisher hat sich noch keines durchgesetzt. Auch Planet arbeitet daran, Schingler will sich aber nicht festlegen, welches für das Unternehmen infrage kommt.

Die Cubesats sind so stabil wie eine Kompassnadel

Die Stabilisierung der kleinen Cubesats gehörte zu den ersten und wichtigsten Verbesserungen der Technik. Größere Satelliten benutzen dafür Steuertriebwerke und Schwungräder. Durch Beschleunigen und Abbremsen der Schwungräder kann ein Satellit im Weltall ohne Treibstoffverbrauch gedreht werden. Doch die Restatmosphäre, Gravitation und auch der Lichtdruck der Sonne üben ständig Kräfte auf den Satelliten aus, die ihn nur in eine bestimmte Richtung drehen. Irgendwann können die Schwungräder nicht weiter beschleunigt werden. Dann braucht der Satellit eine Kraft von außen, die in die Gegenrichtung wirkt, so dass die Schwungräder abgebremst werden können und wieder mehr Spielraum haben.

Es dauerte Jahre, bis Schwungräder entwickelt wurden, die klein und leicht genug für Cubesats waren. In der Zwischenzeit wurden auch andere Techniken zur Stabilisierung genutzt. Das Magnetfeld der Erde stabilisiert bekanntlich die Lage einer Kompassnadel entlang der Magnetfeldlinien. Magnetspulen im Satelliten können den gleichen Effekt nutzen. Diese Technik wirkt nicht so schnell und nicht so genau wie die der Schwungräder, aber es war ein großer Fortschritt.

Nachdem die Schwungräder verfügbar waren, dienten die Magnetspulen als Gegenkraft, um zu schnelle Schwungräder abbremsen zu können. Damit sind Cubesats innerhalb des Erdmagnetfelds fast genauso gut beweglich wie größere Satelliten, nur ein Antrieb fehlt ihnen. An miniaturisierten Antrieben wird längst gearbeitet, aber es hat sich noch keine Technik als ausgereift genug erwiesen, um großflächig eingesetzt zu werden.

 Cubesats: Startup steuert riesigen Satellitenschwarm von Berlin ausNiedrige Orbits machen kleine Satelliten möglich 

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Komischer_Phreak 14. Nov 2017

Wie lange Satelliten in bestimmten Höhen verweilen, ist sehr leicht nachweisbar...

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Komischer_Phreak 14. Nov 2017

Mehr von FWP würde sicherlich helfen. Es ist schade, das er nicht in der IT tätig ist...

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LinuxMcBook 09. Nov 2017

Ich würde es eher so machen, dass ich eigene Rechenkapazität für die "Grundlast" bereit...

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ElBeek 09. Nov 2017

Sehr guter Artikel!

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mnementh 09. Nov 2017

Sind sie nicht. In die Berlin sind die Büros die früher zu RapidEye und dann BlackBridge...

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