Quelle: ÖWF, 11. April 2023.

Der zweite Satellit der österreichischen ADLER-Serie ist doppelt so groß wie sein Vorgänger und wurde wie ADLER-1 von Spire Space Services gebaut. Das Unternehmen wurde von dem Österreicher Peter Platzer mitgegründet und organisiert auch den Transport des Satelliten in die Erdumlaufbahn. Für die Suche nach Weltraumschrott werden ein Radargerät und das „Weltraum-Mikrofon“ APID des Österreichische Weltraum Forums (ÖWF) eingesetzt. Alle vom Radar und dem Weltraummikrofon gewonnenen Daten werden vom ÖWF ausgewertet, um mehr über Weltraumschrott im Erdorbit zu erfahren. Ebenfalls an Bord ist der Technologie-Demonstrator eines Sensors von GRASP SAS Europe, der Aerosole in der Erdatmosphäre aufspüren soll. Für die Übermittlung der voraussichtlich zwei Millionen Datensätze vom Satelliten an das ÖWF wurde von dem österreichisch-spanischen Midstream-Dienstleistungsunternehmen Tilebox eine maßgeschneiderte Daten-Pipeline entwickelt. Finanziert wird das Projekt von dem oberösterreichischen Unternehmen Findus Venture GmbH, das in innovative Weltraumtechnologien investiert.

Vitali Braun vom Space Debris Office der Europäischen Weltraum Agentur ESA beschreibt das Projekt als Vorreiter bei der Vertiefung unseres Verständnisses von Weltraumschrott. „Die kleinen Partikelgrößen, die ADLER-2 misst, gehen über das hinaus, was mit bodengestützten Methoden nachgewiesen werden kann, und bisher gibt es bestenfalls sporadische Messungen im Weltraum“, erklärte er und betont, „Obwohl wir komplexe Modelle zur Beschreibung der Trümmerumgebung haben – unterstützt durch Radar und optische Detektoren in Erd-Observatorien – haben unsere Daten eine Schwachstelle, wenn es um die Fülle kleiner Partikel geht. Daten von ADLER-2 können beginnen, diese Lücke zu schließen und nahezu Echtzeitdaten im Zusammenhang mit Weltraumschrott in der untersuchten Umlaufbahn liefern.“

Ein Mikrofon im Weltraum
Für diese neue Mission hat das Österreichische Weltraum Forum sein „Weltraum-Mikrofon“ APID materialtechnisch weiterentwickelt und dadurch seine Detektorfläche versechsfacht. Während ADLER-1 piezoelektrische Folien verwendete, nutzt ADLER-2 eine speziell entwickelte piezokeramische Platte, die eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist und sensitiver ist.

„Unser APID-Instrument, in seiner Funktionalität vergleichbar mit einem Mikrofon, ist ein hochsensibles, faltbares Sensor-Panel, das Einschläge registriert und diese Signale dann an den Bordcomputer weiterleitet“, sagt ÖWF-Direktor Dr. Gernot Grömer und ergänzt, „Die Versechsfachung der Größe bedeutet, dass das APID-Panel bei voller Entfaltung eine Spannweite von 2 m hat und daher viel mehr Einschläge registrieren wird als ADLER-1. Mehr Einschläge bedeuten mehr Daten und damit ein noch genaueres Bild von der Verteilung von Weltraumschrott im Erdorbit.“

Ein maßgeschneiderter Satellit
ADLER-2 wurde von Spire Space Services gebaut und wird von dem Raumfahrtunternehmen auch betrieben. Spire Space Services ermöglicht maßgeschneiderte Satellitenkonstellationen, die in sehr kurzer Zeit, mit minimalem Risiko gebaut und in die Erdumlaufbahn gebracht werden können.

Dazu Frank Frulio, General Manager von Spire Space Services: „Unser Ziel bei Spire Space Services ist es, den Zugang zum Weltraum zu vereinfachen. Alle sollen von den Erkenntnissen und Informationen profitieren können, die von diesem ultimativen Aussichtspunkt, dem Erdorbit, gewonnen werden können. Das ÖWF ist das beste Beispiel für eine Organisation, die unsere Plattform genutzt hat, um weltraumgestützte Anwendungen zu entwickeln und Informationen zu sammeln, die die Nachhaltigkeit auf der Erde und darüber hinaus fördern.“

Auf der Suche nach Aerosolen
Der GAPMAP-Sensor (GRASP-Airphoton Multi-Angle Polarimeter) von GRASP ist ein Technologie-Demonstrator. Es ist das erste Instrument seiner Art, das die Zusammensetzung und Konzentration von Aerosolen in der Erdatmosphäre aus der Umlaufbahn misst. Hierzu wird der Sensor die Atmosphäre in mehreren Wellenlängen, Winkeln und Polarisationszuständen beobachten und so zur Untersuchung der globalen Partikelverschmutzung beitragen. Aktuell gibt es keine kleinen und nur wenige große Satellitensensoren, die diese Messmöglichkeiten bieten.

Datenhighway im Weltraum
Während des einjährigen Betriebs des Satelliten werden mehr als zwei Millionen Datensätze vom Satelliten an das ÖWF übermittelt. „Unsere Mission bei Tilebox ist es, Unternehmen in die Lage zu versetzen, die Leistungsfähigkeit von Satellitendaten voll auszunutzen. Wir erledigen im Vorfeld die Datenbereinigung, während ÖWF und Findus sich auf die Schaffung von Informationen konzentrieren können“, kommentiert Mitbegründer Stefan Amberger. Tilebox Inc. ist die erste vollständig integrierte Midstream-Cloud-Plattform, die Raumfahrtunternehmen eine sichere, leistungsstarke und skalierbare Lösung bietet, um Datenprodukte einfacher, schneller und kostengünstiger zu entwickeln.

Warum die Suche nach Weltraumschrott wichtig ist
Jahrzehntelange Weltraumaktivitäten haben die Erdumlaufbahn mit Trümmern übersät. Da die Raumfahrtnationen ihre Aktivitäten im Weltraum weiter verstärken, steigt auch die Wahrscheinlichkeit einer Kollision.

Wissenschaftliche Modelle schätzen die Gesamtzahl von Objekten aus Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn auf mehr als 170 Millionen mit einer Größe von mehr als 1 mm. Diese entwickeln eine Aufprallenergie, die mit der Geschwindigkeit einer Pistolenkugel vergleichbar ist.

„Weltraumschrott und das erhöhte Risiko von Kollisionen mit funktionierenden Satelliten und der Internationalen Raumstation ISS gefährden die Raumfahrt und alle Vorteile, die sie bringt, wie z.B. die Wettervorhersage oder Beobachtung von Überschwemmungen, Dürren und anderen Umweltkatastrophen. Wir müssen also dringend unser Verständnis davon verbessern, was wo passiert und wann“, sagt Dr. Grömer, Direktor des Österreichischen Weltraum Forums und ergänzt, „ADLER-2 wird dazu beitragen, die Trümmererkennungsrate mit Hilfe des leistungsfähigeren Radars und eines größeren Erfassungsbereichs um 80 Prozent zu erhöhen und mit APID-2 auch die Anzahl der protokollierten Beobachtungen zu vervielfachen.“

„Die Echtzeit-Datenerfassung kann dann mit den ESA- und NASA-Simulationen verglichen werden, was uns einen wertvollen Realitätscheck für die Modelle liefert“, fügt Grömer hinzu, „Aber Weltraumschrott zu kartieren und sichere Umlaufbahnen zu finden, ist nur ein Teil der Geschichte. Es ist genauso wichtig, Weltraumschrott so weit wie möglich zu vermeiden, um zukünftigen Generationen einen sicheren Zugang zum Weltraum zu ermöglichen.“

Zum Abschluss eine Sternschnuppe
Nach Abschluss seiner erfolgreichen einjährigen Mission wird ADLER-2 unter kontrollierten Bedingungen seine Umlaufbahn verlassen und in der Erdatmosphäre als Sternschnuppe verglühen, um zu vermeiden, dass er ebenfalls zu Weltraumschrott wird. Die Ergebnisse seiner Messungen werden nach Abschluss der Mission der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.

Eckdaten zu ADLER-2

    Größe: 6 Unit Cubesat mit 30 x 20 x 10 cm (ADLER-1 ist ein 3 Unit Cubesat)
    Missionsdauer: 1 Jahr
    Flughöhe: 500 km
    Start: 15. April 2023, SpaceX Falcon 9 Trägerrakete, Vandenberg Space Force Space Base, Kalifornien
    Beteiligte Unternehmen:
    Findus Venture GmbH (Finanzierung)
    Spire Space Services (Cubesat, Radar)
    ÖWF (APID Weltraum-Mikrofon und Wissenschaftliche Leitung)
    GRASP SAS (GAPMAP)
    Tilebox (Datenmanagement)

Über das Österreichische Weltraum Forum
Das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF) gehört im Bereich der Analogforschung weltweit zu den führenden Organisationen, die an der Vorbereitung astronautischer Erforschung anderer Planeten mitarbeiten. Expert*innen verschiedenster Disziplinen bilden innerhalb des ÖWFs die Basis für diese Arbeit. Gemeinsam mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, Industrie und Unternehmen unterschiedlicher Branchen wird hier Forschung auf höchstem Niveau betrieben. Das Österreichische Weltraum Forum ist zudem einer der wichtigsten Bildungsträger in Österreich, wenn es um Raumfahrt und darum geht, junge Menschen für Wissenschaft und Technik zu begeistern sowie ihnen einen Zugang zu dieser Branche zu ermöglichen. oewf.org

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• Weltraummüll

Der Beitrag ADLER-2 wird nach Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn suchen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ÖWF.

14. Januar 2022 – Heute brachte das Raumfahrtunternehmen Virgin Orbit ADLER-1, den ersten privat entwickelten Satelliten aus Österreich, in die Erdumlaufbahn. ADLER-1 wird mit zwei Instrumenten im Erdorbit Weltraummüll-Teilchen aufspüren, die der Raumfahrt und Astronaut*innen gefährlich werden können. Der Kleinsatellit ist ein aktuelles Beispiel für den sogenannten „Fast Space“-Sektor der Raumfahrt, denn von der Blaupause bis zum erfolgreichen Start sind lediglich 15 Monate vergangen. Verwirklicht wurde das Projekt von drei Organisationen mit österreichischen Wurzeln: Die Findus Venture GmbH von Christian Federspiel finanziert das Projekt. Das Silicon-Valley-Unternehmen Spire Global stellte einen seiner Kleinsatelliten zur Verfügung, baute das Weltraum-Radar-Gerät und organisierte auch den Start. Das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF) entwickelte den hochsensiblen Impakt-Sensor und leitet die wissenschaftliche Koordination. ADLER-1 wird nach Erreichen seiner endgültigen Umlaufbahn ein erstes Lebenszeichen senden und innerhalb weniger Wochen mit der Datenübertragung beginnen.

Warum Weltraummüll-Teilchen gefährlich sind
Gernot Grömer, Direktor des Österreichischen Weltraum Forums: „Weltraummüll ist eine ernsthafte Herausforderung für die Raumfahrt, auf die wir so schnell wie möglich eine Antwort brauchen. Aktuellen Schätzungen zufolge umkreisen bis zu 170 Millionen Objekte die Erde, die größer als 1 mm sind. Bereits kleinste Teilchen mit nur wenigen Millimetern Durchmesser können die Einschlagskraft einer Pistolenkugel entwickeln. Es geht z.B. um den Schutz von Wettersatelliten und Kommunikationssatelliten, und einen möglichst ungehinderten Zugang in den Weltraum für zukünftige Generationen. ADLER-1 ist als erster privat finanzierter Satellit aus Österreich ein rot-weiß-roter Beitrag zum Umweltschutz jenseits der Erdatmosphäre.“

Christian Federspiel, CEO der Findus Venture GmbH, ergänzt: „Ziel ist autonome Satelliten zu entwickeln, die selbstständig im Sinne ihrer Mission anderen Satelliten und Weltraummüll ausweichen. Aktuell wird hauptsächlich mit Computersimulationen gearbeitet und die Verteilung, Anzahl und Größe der Weltraummüll-Teilchen großteils nur geschätzt. ADLER-1 und seine Nachfolger sollen einen Blick vor Ort ermöglichen. Gemeinsam mit Spire Global konnten wir innerhalb nur eines Jahres dieses innovative Projekt verwirklichen. Diese Mission ist ein globaler Vorreiter für weitere Fast Space-Projekte.“

Über ADLER-1
Der Kleinsatellit ADLER-1 (Austrian Debris Detection Low Earth (Orbit) Reconnoiter) misst 30x10x10 cm und wiegt sechs Kilogramm. Er ist ein Technologie-Demonstrator für zwei neuartige Weltraummüll-Detektoren. Die beiden Instrumente, ein Radargerät und ein Impaktsensor, sollen Kleinst-Weltraummüll in der Erdumlaufbahn in einer Höhe von ca. 500 km, dem sogenannten Low Earth Orbit aufspüren. Bereits bestehende Computer-Modelle der Europäischen Weltraumagentur ESA, die aktuell für die Bestimmung von Verteilung, Anzahl und Größe von Weltraummüll Auskunft geben, sollen mit den gewonnenen Daten ergänzt und korrigiert werden.

Gestartet wurde ADLER-1 mit der Firma Virgin Orbit: Dabei setzte eine umgebaute Boeing 747 in einer Höhe von 11 km eine Trägerrakete aus, welche ADLER-1 in eine 500 km-hohe Umlaufbahn verbrachte.

Die Geräte zur Entdeckung von Weltraummüll
ADLER-1 kombiniert zwei komplementäre Mikrotrümmer-Erkennungssysteme:
Die radarbasierte Detektion von Trümmerpartikeln stammt von Spire Global. Teilchen, die in der Nähe des Satelliten vorbeifliegen, werden erkannt und ihre Relativgeschwindigkeit wird gemessen.
Das ÖWF baute eine entfaltbare piezoelektrische Platte, sozusagen ein „Weltraum-Mikrofon“, um die Aufprallenergie der Teilchen zu bestimmen.

ADLER-1 in der Nussschale:
● Kleinsatellit mit den Maßen 30x10x10 cm und einem Gewicht von 6 kg
● ADLER-1 ist ein Vorzeigebeispiel für „Fast Space“ und wird zeigen, das innovative Detektionstechnologie schnell und flexibel auf der Plattform eines Kleinsatelliten umgesetzt werden kann. „Von der Blaupause in den Orbit in einem Jahr.“
● ADLER-1 wird vor-Ort-Daten zur Verteilung und Anzahl von Weltraummüll-Teilchen sammeln und so bestehende Computersimulationen ergänzen und gegebenenfalls auch korrigieren.
● ADLER-1 testet zwei neuartige Verfahren, um Weltraummüll-Teilchen direkt im Erdorbit aufzuspüren: einen radarbasierten Detektor und ein Weltraum-Mikrofon.

Über das Österreichische Weltraum Forum
Das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF) gehört im Bereich der Analogforschung weltweit zu den führenden Organisationen, die an der Vorbereitung astronautischer Erforschung anderer Planeten mitarbeiten. Expert*innen verschiedenster Disziplinen bilden innerhalb des ÖWFs die Basis für diese Arbeit. Gemeinsam mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, Industrie und Unternehmen unterschiedlicher Branchen wird hier Forschung auf höchstem Niveau betrieben. Dabei nutzt das ÖWF seine ausgezeichneten Kontakte zu Meinungsbildner*innen, Politik und Medien, um österreichische Spitzenforschung und Technologie international voranzutreiben und bekanntzumachen. Das Österreichische Weltraum Forum ist zudem einer der wichtigsten Bildungsträger in Österreich, wenn es um Raumfahrt und darum geht, junge Menschen für Wissenschaft und Technik zu begeistern sowie ihnen einen Zugang zu dieser Branche zu ermöglichen. Neben der Betreuung von universitären Arbeiten bietet das ÖWF auch immer wieder Studierenden und Schüler*innen die Möglichkeit, im Rahmen von Praktika ihr Wissen zu erweitern. www.oewf.org

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• LauncherOne von Virgin Orbit

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