Kleiner Satellit, großes Potenzial

16.01.2025

Mindestens ein Jahr wird der Kleinsatellit InnoCube verschiedene technologische Innovationen im Weltall testen. Entwickelt wurde er in einem gemeinsamen Projekt der Universität Würzburg und der TU Berlin.

Kleinsatellit InnoCube (links) mit dem Auswurfcontainer (rechts). In diesem ist der Satellit an Bord der Rakete sicher verstaut. (Bild: Pavlo Slobodnychenko / Exolaunch)

Sie bestehen aus würfelförmigen Modulen, eröffnen kostengünstige Möglichkeiten, Innovationen in der Raumfahrt praktisch zu testen und sind entsprechend beliebt bei Forschenden und Studierenden: CubeSats.

InnoCube – ein sogenannter 3U+-CubeSat, also eine Konstruktion aus mindestens drei solcher Module – ist etwa schuhkartongroß, gut 4,5 Kilogramm schwer und gehört damit zu den größeren Vertretern seiner Zunft.

Am 14. Januar startete er an Bord einer SpaceX-Rakete auf seine Mission, die mindestens ein Jahr dauern soll. Erster Kontakt zum Satelliten wurde in der Nacht erfolgreich hergestellt. Wenn alle Systeme geprüft sind, geht InnoCube in den regulären Betrieb über. In 500 Kilometern Höhe wird er dann verschiedene innovative Techniklösungen testen.

Drahtlose Übertragung statt Kabelsalat

InnoCube wurde gemeinschaftlich an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) und der TU Berlin entwickelt. In Würzburg ist das Projekt am Lehrstuhl Informatik VIII von Professor Sergio Montenegro angesiedelt.

Das Herzstück der Mission ist der drahtlose Satellitenbus – die grundlegende Plattform des Satelliten – SKITH (Skip The Harness), der herkömmliche Kabelverbindungen durch drahtlose Datenübertragung ersetzt. „Dieses Konzept reduziert nicht nur die Masse und potenzielle Fehlerquellen, sondern ermöglicht auch eine flexiblere Integration der Satellitenmodule und Anpassungen während der Entwicklungsphase“, erklärt Tom Baumann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl.

Die SKITH Technologie wurde an der JMU über mehrere Jahre entwickelt und kommt nun das erste Mal auf einem Satelliten zum Einsatz. Ziel ist es, potenziell mehr als zehn Prozent der Masse eines herkömmlichen Satelliten einzusparen, was zu geringeren Startkosten führt – und jedes eingesparte Gramm bedeutet mehr Platz für wissenschaftliches Equipment.

Im kleinen Kasten steckt viel Technik

Während die kabellose Kommunikation bereits umgesetzt ist, befindet sich ein anderes Experiment noch in einer früheren Testphase und wird erstmals im Weltraum erprobt: Das Batteriesystem WallE-2-Space, entwickelt an der TU Berlin, speichert Energie und soll zukünftig Teil der Satellitenstruktur sein. In InnoCube fliegt ein Prototyp dieser Energiespeichertechnik als Nutzlast mit. Die Batterie basiert auf kohlefaserverstärkten Kunststoffen und nanoskaligen Materialien für Anoden und Kathoden.

Außerdem an Bord: EPISODE – ein Experiment, das eine extrem genaue Positionsbestimmung des Satelliten ermöglicht – sowie ein, ebenfalls in Würzburg entwickelter, KI-basierter Lageregler, der nun erstmals im All getestet wird. Auch eine zwei Experimente umfassende Amateurfunklast fliegt mit.

An der JMU wurden außerdem das On-Board Betriebssystem RODOS sowie das Satellitensoftware-Framework CORFU entwickelt.

Die Technologien WallE und SKITH gingen in den Jahren 2016 und 2017 jeweils als Sieger aus den INNOspace Masters Wettbewerben des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hervor. Ihre Entwicklung wurde in separaten Vorhaben vom DLR-Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums gefördert.

Studierende sind eng in die Mission eingebunden

Neben technologischen und wissenschaftlichen Zielen steht die Ausbildung von Studierenden im Fokus der Mission. Die Beteiligten begleiten den gesamten Entwicklungsprozess – von der Konzeption über die Fertigung bis hin zum Betrieb des Satelliten. Diese praxisnahe Herangehensweise bietet den Studierenden wertvolle Einblicke und bereitet sie optimal auf zukünftige Herausforderungen in der Raumfahrt vor.