Quelle: Universität Stuttgart 6. Juni 2023.

6. Juni 2023 – Nach vier Jahren Entwicklung und Tests schickt ein Forschungsteam rund um die Universität Stuttgart noch in diesem Monat den Satelliten EIVE (Exploratory In-Orbit Verification of an E/W-Band Satellite Communication Link) ins Weltall. Ziel ist es, eine breitbandige Datenübertragung über größere Distanzen hinweg aufzubauen, beispielweise für eine globale, zeit- und ortsunabhängige Versorgung mit schnellem Internet. Die Forschenden statteten EIVE dafür mit Technologien aus, die es ermöglichen, in einen bislang wenig erforschten Frequenzbereich vorzudringen – das sogenannte E-Band.

EIVE ist weltweit eines der ersten Projekte, das im All eine derartige Kommunikationsstrecke mit einer Reihe von verschiedenen Modulationsarten und Datenraten im E-Band bei 71—76 Gigahertz (GHz) testet. Die gewonnenen Ergebnisse bilden die Grundlage für künftige Kommunikationssatelliten.

Technologisches Raumwunder sorgt für rasante Datenübertragung
Mit einer Größe von etwa 12 x 24 x 40 Zentimetern und 8,8 Kilogramm gehört EIVE zur Klasse der Nanosatelliten und passt bequem in einen Schuhkarton. „Wir haben EIVE mit standardisierten CubeSat-Bauelementen entworfen“, erklärt Prof. Sabine Klinkner vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS). „Durch die Verwendung von Standards lässt sich der Satellit mit praktisch jeder Rakete ins All transportieren.“

Obwohl er so klein ist, birgt der Satellit jede Menge komplexe Technik: Neben dem kompakten Satellitenbus, der den Betrieb im Weltraum ermöglicht, verfügt EIVE über einen Transmitter zur Datenübertragung im E-Band. „Das ermöglicht eine zehn- bis hundertmal höhere Frequenz als wir sie bislang in der Mobilkommunikation nutzen“, sagt Prof. Ingmar Kallfass vom Institut für Robuste Leistungshalbeitersysteme (ILH). „Das entspricht einer Datenübertragungsrate von bis zu 16 Gigabit pro Sekunde.“

Sensoren und Aktuatoren sorgen dafür, dass der Transmitter für die Datenübertragung exakt auf die Bodenstation ausgerichtet ist. Mit an Bord sind außerdem besonders leistungsfähige Sendetechnologien, die das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF) entwickelt hat. So lassen sich neben Testdaten auch Livevideodaten mit einer 4K-Kamera vom All zur Erde übertragen.

Für den Empfang der E-Band Transmissionen auf der Erde müssen sich Satellit und die für dieses Projekt eigens errichtete Bodenstation an der Universität Stuttgart exakt aufeinander ausrichten. Am Boden empfangen, speichern und analysieren die Forschenden die bis zu zwölf Terrabyte großen anfallenden Datenmengen pro Überflug.

Vom Start bis zur Inbetriebnahme
EIVE wird von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien mit SpaceX/Transporter-8 ins All starten. Etwa eine Stunde nach dem Start wird der Satellit im niedrigen Erdorbit auf etwa 520 Kilometern Höhe und in polarer Flugbahn ausgeworfen. Während der darauffolgenden Tage wird rund um die Uhr im Zweischichtbetrieb gearbeitet, um alle Systeme des Satelliten zu überprüfen und in Betrieb zu nehmen. Anschließend führen die Forscher*innen mit EIVE bis mindestens 2024 Experimente zur E-Band-Kommunikation durch.

Über das EIVE-Projekt
An der Entwicklung des Satelliten waren neben dem IRS und ILH der Universität Stuttgart, das Fraunhofer IAF sowie Partner aus der Industrie – RPG Radiometer Physics, Tesat-Spacecom und Thales Alenia Space Deutschland, AZUR SPACE sowie die Exolaunch GmbH – beteiligt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• CubeSats

Der Beitrag Satellit EIVE erkundet neuen Frequenzbereich im All – Stuttgarter Forschende sind Vorreiter in der E-Band-Forschung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DeSK.

Stuttgart, 30. Januar 2022: Am 28. Januar 2022 wurden die Ergebnisse einer innovativen Kooperation präsentiert: So haben im Jahr 2021 das Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH) und das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart gemeinsam mit der HfK+G*, private Hochschule für Kommunikation und Gestaltung, staatlich anerkannte Hochschule für angewandte Wissenschaften, im Rahmen der sogenannten Nanosatellitenmission ‚EIVE‘ eine interdisziplinäre Zusammenarbeit gestartet:

Das hochinnovative Vorhaben EIVE – Exploratory In-Orbit Verification of an E/W-Band Satellite Communication Link – hat zum Ziel, neue Frequenzbereiche für die breitbandige Satellitenkommunikation und zur Sicherstellung des stetig wachsenden Bedarfs an Datenraten zu erschließen. Es gilt, die weltweit erste In-Orbit-Verifikation einer Kommunikationsstrecke im E-Band zu demonstrieren. „Mit dieser neuen Technologie können rund 10x mehr Daten vom Weltraum zur Erde gefunkt werden, wie sie beispielsweise in der Erdbeobachtung und der zukünftigen Breitbandinternetversorgung benötigt werden“, erklärt Professor Ingmar Kallfass, Leiter des ILH.

Zielsetzung der Zusammenarbeit mit der HfK+G* war daher, die technisch-naturwissenschaftlichen Inhalte von EIVE in einer kultur-gesellschaftswissenschaftlichen Sprache in Form von Videoclips/-sequenzen zu vermitteln.

„Wir freuen uns sehr über die gelungene Kooperation. Mit diesem Transferprojekt erfüllen wir ein weiteres Mal unsere Mission, die Kreativität, den qualifizierten Praxisbezug und die interdisziplinäre Kompetenz unserer Studierenden zu fördern. Die besondere Herausforderung bei diesem Projekt bestand darin, komplexe technische Zusammenhänge in ein klar verständliches Storytelling zu übersetzen“, fasst Frau Professorin Köhler – Studiengangsleitung Kommunikationsdesign und Illustration – zusammen.

Die Studierenden der HfK+G* stellten an der Universität Stuttgart ihre insgesamt acht Videoprojekte einem ausgewählten Fachpublikum vor. Das Deutsche Zentrum für Satelliten-Kommunikation (DeSK) mit Sitz in Backnang war Initiator der Zusammenarbeit und führte durch die Veranstaltung.

Gefördert wurde diese interdisziplinäre Kooperation durch das Landratsamt Rems-Murr-Kreis. So erklärt Kreiswirtschaftsförderer Dr. Timo John bei der Ergebnisvorstellung, dass „wir das Projekt sehr gerne unterstütz haben. Gerade die verständliche Sprache kann dazu beitragen, junge Menschen zu gewinnen, sich für das Thema Satellitenkommunikation oder für Naturwissenschaften ganz allgemein zu interessieren und sich dann in diese Richtung beruflich zu orientieren. Ich meine, das ist ein neuer Ansatz und wichtiger Beitrag zur Fachkräftesicherung in der Region für die Zukunft.“

Eine Jury hatte bereits im Vorfeld zwei der Videoprojekte ausgewählt, die als Imagefilme im EIVE-Projekt dafür eingesetzt werden sollen, sowohl Nachwuchskräfte anzusprechen als auch die breite Öffentlichkeit über das hochinnovative Thema zu informieren.

Durch diese fachübergreifende Kooperation der beiden Hochschulen soll am Beispiel der EIVE-Mission eine ganzheitliche Betrachtungsweise des Zusammenwirkens von technik-, sozial-, natur- und geisteswissenschaftlichen Perspektiven erreicht werden.

Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK)
Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen aus dem Bereich der Satellitenkommunikation haben sich im Jahr 2008 im Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK) zusammengeschlossen.
Ziel des DeSK ist es, die Mitglieder zur Erweiterung der Geschäftsbeziehungen zusammenzuführen sowie zu einem schlagkräftigen Netzwerk zu bündeln und dabei Synergien zu erzeugen. Außerdem werden gemeinsame Aktivitäten zur Fachkräftegewinnung durchgeführt. Ferner obliegt dem DeSK der Betrieb eines Showrooms zum Thema ‚Satellitenkommunikation‘.
Als Teil der Kompetenzzentren Initiative der Region Stuttgart wird das DeSK von der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) gefördert.

Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH) der Universität Stuttgart
Seit seiner Gründung im Jahr 2013 arbeiten Wissenschaftler am ILH der Universität Stuttgart an Innovationen im Bereich mikroelektronischer Schaltungen und Systeme für Anwendungen der Leistungselektronik und der Hochfrequenzelektronik. Die Forschungsschwerpunkte der aktuell 15 wissenschaftlichen Mitarbeiter und zahlreicher Studierender am ILH liegen auf dem Einsatz moderner Halbleitertechnologien in leistungsfähigen Transceivern für die hochbitratige Funkkommunikation und in kompakten Spannungswandlern für die Elektromobilität und die Energiewende.

Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart
Das Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart wurde 1970 unter dem Namen Institut für Raumfahrtantriebe (IRA) gegründet und schließlich mit der Verbreiterung der Themengebiete in Institut für Raumfahrtsysteme umbenannt. Es ist der Fakultät 6: Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie der Universität Stuttgart zugeordnet. Am Institut sind mit den 5 Professuren die Forschungsthemen Astronautik und Raumstationen, Chemische Raumfahrtantriebe, Flugzeugastronomie und extraterrestrische Missionen, Raumtransporttechnologien und Satellitentechnik angesiedelt. Mit 150 Mitarbeiter*innen, etwa 10 Promotionen und 50 bis 70 Studien/Diplom- bzw. Bachelor/Master-Arbeiten pro Jahr ist das IRS eines der größten universitären Raumfahrt-Forschungsinstitute Europas.

Private Hochschule für Kommunikation und Gestaltung (HfK+G)
(staatlich anerkannte Hochschule für angewandte Wissenschaften mit Sitz in Stuttgart und Ulm, Studiengänge: Kommunikationsdesign, Illustration, Werbung- und Marktkommunikation).
Seit ihrer Gründung im Jahr 2014 fördert die HfK+G mit bedarfsgerechten Studienangeboten und einem praxisorientierten Lehrkonzept die Kooperation und den Austausch zwischen akademischer Lehre, Unternehmen und öffentlichen Institutionen. Mit substanziellen Beiträgen in Forschung, Entwicklung und Kunstausübung trägt die HfK+G zur nachhaltigen Entwicklung in Gesellschaft und mittelständischer Wirtschaft bei, insbesondere im regionalen Umfeld der Hochschulstandorte Stuttgart und Ulm sowie in der Donau-Region.

Landratsamt Rems-Murr-Kreis
In Backnang haben sich in den letzten Jahrzehnten zahlreiche weltweit agierende Unternehmen der Satelliten- und Breitbandkommunikation entwickelt. Das Landratsamt Rems-Murr-Kreis war Gründungsmitglied beim DeSK und ist bis heute ständiges Mitglied. Regelmäßig unterstützt die Kreiswirtschaftsförderung Projekte junger Auszubildender und Studierender, die zusammen mit Unternehmen oder der Universität durchgeführt werden, als Beitrag zur Fachkräftesicherung für den Landkreis.
Das Kompetenzzentrum DeSK ‚übersetzt‘ aktuelle Forschungsergebnisse in die Sprache der Unternehmen, initiiert und begleitet innovative Kooperationsprojekte, zeigt praxisnah Anwendungspotenziale neuer Technologien auf, erleichtert den Zugang zu wichtigen Informationen und Partnern und leistet Beiträge zur Bedarfsorientierung von Aus- und Weiterbildung.
Des Weiteren werden Projekte umgesetzt sowie Technologie- und Zukunftsthemen als Grundlage für Kooperationsprojekte identifiziert.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• CubeSats

Der Beitrag Ergebnisvorstellung interdisziplinärer Zusammenarbeit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.