Quelle: Universität Stuttgart 23. August 2023.

23. August 2024 – Abgesehen von Helium und Wasserstoff entstehen die meisten schwereren chemischen Elemente in unserem Kosmos bis hin zu Eisen durch die Verschmelzung von Atomkernen im Inneren von Sternen. Dabei sind die massereichsten, heißesten und hellsten unter ihnen die treibenden Akteure. Sie beeinflussen ihre unmittelbare Umgebung durch den großen Anteil ionisierender UV-Strahlung, die sie abgeben sowie die starken stellaren Winde, die von ihnen ausgehen. Schneller als alle leichteren Sterne verbrennen sie Wasserstoff und Helium zu schwereren Elementen, explodieren nach einer – für astronomische Verhältnisse – relativ kurzen Zeit von nur wenigen Millionen Jahren und reichern das umliegende Gas mit schweren Elementen an. Aus diesem Material können dann neue Sonnensysteme wie das unsrige mit seiner Vielfalt an chemischen Stoffen entstehen.

Um zu entschlüsseln, welcher Anteil einer so zusammengesetzten dichten interstellaren Wolke wieder zu Sternen wird und auf welchen Zeitskalen, hat ein Team um Cornelia Pabst von der Universität Leiden und dem Consejo Superior de Investigaciones Científicas in Madrid Daten eines Forschungsprogramms namens FEEDBACK mit neuen Radiodaten des 40m-Yebes-Observatoriums und des IRAM-30m-Teleskops kombiniert. FEEDBACK ist ein Langzeitprojekt von SOFIA, dem Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie, das die deutsche und amerikanischen Raumfahrtagenturen, DLR und NASA, gemeinsam betrieben haben. Für ihre Studie hat Pabst mit ihren Kollegen und Kolleginnen zehn Regionen im Orionnebel detailliert untersucht, die unterschiedliche Entwicklungsphasen der Sternentstehung repräsentieren.

Die Ergebnisse zeigen, unter welchen – für irdische Maßstäbe – extremen Bedingungen Sterne und somit auch die Bausteine für Leben entstehen. Sie sind kürzlich in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen. Das Deutsche SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert die SOFIA-Aktivitäten auf deutscher Seite.

Ringen um die Dominanz
Die Entstehung neuer Sterne sowie die Auswirkung dieses Prozesses auf ihre Umgebung und das dortige Material, aus dem sie entstanden sind – das sogenannte interstellare Medium (ISM) – ist entscheidend für die Entwicklung von Galaxien: Wann verhindern gerade entstandene Sterne die Entstehung weiterer Generationen? Unter welchen Umständen regt diese Rückkopplung die Entstehung neuer Sterne an? Welche Prozesse übernehmen die dominierende Rolle? Und wie wirkt sich das auf die großräumigen Eigenschaften des ISM und die weitere Entwicklung der Galaxien aus? Massereiche, heiße, helle Sterne, die extrem energiereiche ultraviolette Strahlung aussenden, sind relativ selten. Auch im Orionnebel sind daher nur wenige von ihnen für die Erhitzung und Ionisierung des ISM verantwortlich. Der hellste von ihnen ist 33-mal so schwer und 20.000-mal so hell ist wie unsere Sonne. Um diese Sterne hat sich eine Blase ionisierten Gases gebildet, die 10.000 Grad Kelvin heiß ist und in der sich zwischen 100 und 100.000 Gaspartikel in einem Kubikzentimeter befinden.

Von uns aus gesehen liegt hinter dieser hellen Sternengruppe eine vergleichsweise dichte und sehr kalte Molekülwolke mit bis zu zehn Millionen Partikeln pro Kubikzentimeter und nur 30 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt (30 Kelvin), wie frühere Radiobeobachtungen von IRAM und Yebes ergaben. Diese wehrt sich immer noch erfolgreich gegen eine Zerstörung durch die intensive Bestrahlung, die von ihrer heißen Nachbarschaft ausgeht. Währenddessen hat sich eine gigantische Plasmablase mit einem Radius von bis zu 2 Parsec (1 pc = 3,26 Lichtjahre) ausgebreitet, wobei sie das verdrängte Gas in eine dünne sie umgebende Hülle zusammengeschoben hat. Die intensive Strahlung sowie die Winde der Sternengiganten beschleunigen dieses Plasma und erhitzen es auf eine Temperatur von einer Million Kelvin. Es hat eine extrem geringe Dichte mit nur einem Partikel pro Kubikzentimeter und dehnt die Materiehülle trotzdem mit einer Geschwindigkeit von 13 km/s weiter aus, wie die hochaufgelösten Spektren von SOFIA zeigen.

Extreme Bedingungen
Ein solch extremes Vakuum kann bisher in einem irdischen Labor nicht einmal annähernd erzeugt werden. Die besten erreichbaren Werte liegen bei 10.000 bis 100.000 Partikeln pro Kubikzentimeter. Das ist im Vergleich mit unserer Erdatmosphäre immer noch sehr gut. Diese enthält bei Normaldruck und 0 Grad Celsius sehr viel mehr, nämlich etwa 27 Milliarden Milliarden Teilchen pro Kubikzentimeter. Die Größe der expandierenden Hülle im Orion ist ebenfalls erstaunlich. Mit einem Durchmesser von 4 Parsec braucht das Licht etwa 13 Jahre, um sie zu durchqueren. Sie dehnt sich immer weiter aus und Beobachtungen ähnlicher Blasen lassen vermuten, dass sie früher oder später an einigen Stellen aufbrechen und ihr Material in ihrer Umgebung verteilen wird. Damit steht es für die Entstehung weiterer Sterne erst einmal nicht mehr zur Verfügung. Anhand der Größe und Ausdehnungsgeschwindigkeit dieser Blase können Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen abschätzen, wie effizient massereiche Sterne Energie in das umgebende ISM pumpen und wie viel Masse dabei für die zukünftige Sternentstehung verloren geht. Allerdings kann solch eine sich ausdehnende Schale auch die Entstehung weiterer Sterne auslösen, falls sie auf ihrem Weg zum Beispiel auf eine andere Molekülwolke trifft und deren Materie durch diesen Zusammenstoß soweit verdichtet, dass diese unter ihrer eigenen Gravitation zusammenfällt.

SOFIA-Erbe bleibt erhalten
„In der Astrophysik erleben wir gerade aufregende Zeiten“, so Cornelia Pabst. Es gibt neueste Erkenntnisse über das sehr frühe Universum und seine Entwicklung mit dem Planck-Satelliten. Das Radioobservatorium ALMA und das Weltraumteleskop JWST liefern immer mehr Einblicke in die früheste Entwicklung von Galaxien, die Jagd nach Exoplaneten hat volle Fahrt aufgenommen. Hochenergetische Phänomene, Gravitationswellen, ultraschnelle Radioausbrüche und extreme Röntgenleuchtkraft geben nach und nach ihre Geheimnisse preis. „Trotzdem bleibt das Studium der «nahen» Sternenentstehung in unserer Galaxie ein wichtiges und fundamentales Thema, wodurch wir die Entwicklung anderer Galaxien in der Geschichte des Universums und deren Anreicherung mit schweren Elementen erst verstehen“, so Pabst.

Die hohe spektrale Auflösung und Empfindlichkeit von upGREAT, dem aufgerüsteten German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies, an Bord von SOFIA ermöglichte es dem Team um Pabst, die Bewegungen und physikalischen Bedingungen des interstellaren Gases anhand der Feinstrukturlinie [CII] 158 µm des ionisierten Kohlenstoffs zu bestimmen.Trotz des Endes der SOFIA-Mission verfolgt das Team um Cornelia Pabst das Langzeitprojekt FEEDBACK mit neuen Radiobeobachtungen der Sternentstehungsgebiete im Orion weiter. Die Kombination dieser Radiobeobachtungen mit den SOFIA-Archivdaten ermöglicht insbesondere die Bestimmung der obengenannten Materiedichten und Temperaturen. Damit sind die komplexen Prozesse in den verschiedenen Gebieten des Orionnebels, die die Geschwindigkeit und Effizienz der Sternentstehung bestimmen, besser zu verstehen.

Auch nachdem SOFIA im September 2022 den Beobachtungsbetrieb eingestellt hat, werden die Daten des FEEDBACK Legacy-Programms weiter Antworten auf diese Fragen liefern. „In den nächsten 5 Jahren werden wir am Institut für Raumfahrsysteme (IRS) der Universität das SOFIA Daten Center (SDC) aufbauen, die Datenprozessierung verbessern und Forschende bei der weiteren Nutzung des SOFIA-Datenarchivs unterstützen“, verkündet Bernhard Schulz, ehemaliger SOFIA Science Mission Deputy Direktor und neuer wissenschaftlicher Leiter des SDC. „So können wir das wissenschaftliche Erbe von SOFIA für die weitere Forschung erhalten.“

Über SOFIA
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und 50OK2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Die SOFIA-Aktivitäten werden auf deutscher Seite von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR koordiniert und vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart durchgeführt, auf amerikanischer Seite von der NASA und der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente wurde finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

Über upGREAT
upGREAT ist eine Weiterentwicklung des Ferninfrarot-Spektrometers GREAT („German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies“), mit dem seit 2011 zahlreiche erfolgreiche Wissenschaftsflüge mit SOFIA durchgeführt wurden. Das Instrument wurde von einem Konsortium deutscher Forschungsinstitute – dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie und dem „Kölner Observatorium für SubMillimeter Astronomie“ (KOSMA) der Universität zu Köln in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Optische Sensorsysteme in Berlin entwickelt und gebaut.

Originalveröffentlichung:
Multiline observations of hydrogen, helium, and carbon radio-recombination lines toward Orion A: A detailed dynamical study and direct determination of physical conditions, C.H.M. Pabst, J.R. Goicoechea, S. Cuadrado, P. Salas, A.G.G.M. Tielens, N. Marcelino, A&A, im Druck
doi.org/10.1051/0004-6361/202347574
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2024/08/aa47574-23/aa47574-23.html
Als Preprint auf arXiv/astro-ph: https://arxiv.org/pdf/2404.17963

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• Sternentwicklung

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Quelle: Universität Stuttgart 7. März 2024.

7. März 2024 – Eine Expertenjury hat entschieden: Das Team der studentischen Kleinsatellitengruppe der Universität Stuttgart (KSat e.V.) ist eines von acht europäischen Teams, das im Rahmen des REXUS/BEXUS-Programms (Rocket and Balloon Experiments for University Students) zwei Experimente auf einer REXUS-Höhenforschungsrakete durchführen darf. Der Flug der Rakete wird zwischen dem 11. und 15. März 2024 stattfinden, eine anschließende Bergung ist vorgesehen.

Das Projekt „Ferrofluid Application Study“ FerrAS ist nach FARGO im vergangenen Jahr und PAPELL 2018 das dritte auf Ferrofluiden basierende Studierendenprojekt der Universität Stuttgart, das unter Weltraumbedingungen getestet wird. Anders als bei den Vorgängern auf der Internationalen Raumstation ISS gilt es dieses Mal, innerhalb weniger Minuten Schwerelosigkeit die Experimente durchzuführen und Erkenntnisse zu gewinnen, wie Flüssigkeit in der Schwerelosigkeit am besten transportiert werden kann.

Projekt FerrAS setzt auf Ferrofluide
„Nach über zwei Jahren Arbeit ist es einfach toll, das Experiment jetzt am Weltraumbahnhof Esrange in Schweden auf die Reise zu schicken!“, sagt Christopher Vogt, Systemingenieur von FerrAS. „Im Rahmen des REXUS/BEXUS-Programms können wir unsere Vision zur Entwicklung nachhaltiger Pumpsysteme in Mikrogravitation testen und validieren.“

Der Transport von Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit beispielsweise für Kühlmittel, Treibstoffe oder Gase ist eine technische Herausforderung. Konventionelle Pumpsysteme können diese Aufgabe meistern, sind aber mechanisch komplex und anfällig für Fehlfunktionen. Das Projekt FerrAS könnte dafür mit seinen innovativen Ferrofluid-Pumpsystemen für Mikrogravitationsumgebungen eine Lösung liefern: Das interdisziplinäre Team von Studierenden aus sechs Studiengängen der Universität Stuttgart wird im Höhenflug zwei neuartige Pumpkonzepte testen, um die Effizienz und Langlebigkeit von Flüssigkeitsmanagementsystemen im Weltraum zu verbessern. Ferrofluide, eine magnetische Flüssigkeit, haben ideale Eigenschaften, um mechanischen Verschleiß zu minimieren.

Multifunktionale Komponente und Flüssigkeitskreisläufe ersetzen Material
Für die Verdrängerpumpe nutzt das Team Ferrofluid-beschichtete Magnete, die als multifunktionale Komponenten agieren: Sie dienen als Triebkolben, Dichtung, Schmiermittel und Ventil zugleich. Die Steuerung dieser Magnete erfolgt durch externe Elektromagnete, die durch wellenförmige Ansteuerung eine effektive Pumpbewegung erzeugen. Die neuartige Technik soll die Zuverlässigkeit von Weltraumpumpsystemen enorm steigern.

Die Linearpumpe, das zweite Konzept des FerrAS-Projekts, könnte die Feinjustierung der Lageregelung von Kleinsatelliten revolutionieren. Sie nutzt ein Reservoir von Ferrofluid, das durch Permanentmagnete fixiert ist. Quer verbaute Elektromagnete erzeugen eine magnetische Welle und damit eine Welle im Ferrofluid selbst, welches das nicht-magnetische Arbeitsmedium – hier Wasser-Ethanol – antreibt. So entsteht ein Flüssigkeitskreislauf, der ganz ohne mechanisch oszillierende Elemente zielgerichtet und vibrationsarm Drehmomente erzeugt.

Erfahrungen in der Ferrofluid-Forschung
Seit 2017 erforscht das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart Ferrofluide. Das PAPELL-Experiment demonstrierte erstmals die Steuerung von Ferrofluidbewegungen in Mikrogravitation mittels Magnetfeldern. Diese Erkenntnisse führten zur Entwicklung von Technologien, die mechanische Komponenten durch langlebigere ferrofluidische Lösungen ersetzen. Das nachfolgende FARGO-Experiment testete erfolgreich ferrofluidische Systeme auf der ISS, darunter Kreisel- und Schaltersysteme.

Mitmachaktion: Dein Name im All
Die „Fly Your Name“-Aktion von FARGO wird für FerrAS fortgesetzt. Interessierte haben die Möglichkeit, ihren Namen auf einer SD-Karte zu verewigen, die auf der REXUS-Höhenforschungsrakete ins All fliegt. Zusätzlich erhalten alle, die ihren Namen eintragen, ein virtuelles Ticket als Erinnerung.

Gin wieder mit an Bord
Wie beim FARGO-Experiment spielt auch im FerrAS-Projekt Stuttgarter Gin eine besondere Rolle. Die Arbeitsflüssigkeit, eine Mischung aus Ethanol und Wasser, erweist sich für das verwendete Ferrofluid als ideale Kombination. Zusätzlich wird ein kleiner, versiegelter Container mit Gin als Referenzflüssigkeit an Bord sein. Diese einzigartige Beigabe unterstreicht nicht nur die kreative Verbindung von Wissenschaft und regionalen Besonderheiten, sondern dient auch wissenschaftlichen Vergleichszwecken im Rahmen des Experiments.

„Wir sind sehr gespannt auf die Ergebnisse der Pumpen und freuen uns als Team auf die gemeinsame Zeit und natürlich den Raketenstart in Schweden“, sagt Bahar Karahan, Chefin des Wissenschaftsteams von FerrAS.

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• Höhenforschungsraketen

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Quelle: OHB SE 11. Oktober 2023.

Bremen, 11. Oktober 2023. Der Raumfahrtkonzern OHB feiert einen entscheidenden Meilenstein im Meteosat Third Generation (MTG) Programm. Der erste MTG-Sounder-Satellit ist von der OHB System AG im Auftrag der Europäischen Raumfahrtagentur ESA in Kooperation mit EUMETSAT erfolgreich zusammengebaut worden. Erste Tests haben seine Funktionsfähigkeit bestätigt. Nun ist Europas neuer Wettersatellit bereit für die große Testkampagne unter simulierten Weltraumbedingungen.

„Dieser Satellit wird mit komplett neuartigen Daten aus dem geostationären Orbit in 36.000 Kilometer Höhe die Wettervorhersagen revolutionieren. Das Herzstück der MTG-Sounder-Mission ist ein Infrarot-Instrument, das an unserem Standort in Oberpfaffenhofen entwickelt wurde, mit der Detektor Einheit (DEA) und dem Interferometer, die von Thales Alenia Space Frankreich geliefert wurden. Es kann die Verteilung von Temperatur und Wasserdampf in verschiedenen Höhen der Atmosphäre bestimmen. Das ermöglicht die Beobachtung der Bewegung der Luftschichten im Verhältnis zueinander und die Bestimmung bestimmter Bereiche mit lokalen Turbulenzen, die auf die Entwicklung eines Sturmsystems hinweisen können. Mit diesen Daten werden die Wetterdienste präzisere Vorhersagen machen und auch viel früher vor möglichen extremen Wetterereignissen warnen können“, sagt Dr. Rüdiger Schönfeld, bei OHB der Direktor für Erdbeobachtungssysteme. Es mache ihn sehr stolz, dass seine Teams diese technische Herausforderung gemeistert haben und OHB die hohen Erwartungen der Wissenschaft an das Instrument und den Satelliten erfüllen können.

In den letzten Wochen vor dem Transport in das Testhaus der IABG-Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH bei Ottobrunn standen nach dem erfolgreichen Mating des Satelliten noch umfangreiche Funktionstests an. Dafür wurde der Satellit in den operationellen Modus gesetzt und verschiedene Szenarien, darunter auch die Flugprozeduren, von der Bodenstation von Telespazio in Fucino, Italien, und dem Betriebszentrum von EUMETSAT in Darmstadt aus gesteuert. Der MTG-Sounder, fest am Boden im Bremer Reinraum, meisterte alle Tests mit Bravour – so als sei er bereits im All.

Für den MTG-Projekt-Manager Ian Bennett und seine Teams eine harte Zeit: „Die größte Herausforderung war der enge Zeitplan. Seit Beginn dieses Jahres haben unsere Teams in Oberpfaffenhofen und Bremen extrem hart gearbeitet, damit der Satellit in so kurzer Zeit voll funktionsfähig ist. Den Anfang machte der optische Leistungstest des IRS in Lüttich, Belgien, der zeigte, dass das Instrument wie erwartet funktioniert. Dann wurde unser IRS im Sommer zusammen mit dem Sentinel-4/UVN-Instrument von Airbus innerhalb von nur sieben Wochen auf der Satellitenplattform integriert. Das war nur möglich dank der guten Zusammenarbeit aller Partner und der hervorragenden Technologie, die uns geliefert wurde.“

Jetzt ist der Wettersatellit bereit für die Tests unter simulierten Weltraumbedingungen. In der Thermalvakuum-Kammer wird er den Temperaturen ausgesetzt, die ihn im All erwarten und auf dem sogenannten Shaker wird untersucht, ob der MTG-Sounder den Ritt auf der Rakete aushalten kann.

Der erste Wettersatellit der neuen, dritten Generation, der MTG-Imager 1, ist bereits seit Ende letzten Jahres im All und leistet hervorragende Arbeit. Insgesamt ist OHB für alle sechs Satellitenplattformen der MTG-Konstellation verantwortlich und für die vier Einheiten der Telescope Assembly des Flexible Combined Imagers der Imager-Satelliten sowie für die beiden IRS-Instrumente der beiden Sounder-Satelliten. Thales Alenia Space ist Hauptauftragnehmer des MTG-Programms, leitet das Industriekonsortium und ist verantwortlich für die vier Imager-Satelliten.

Das MTG-Programm ist eines der komplexesten und innovativsten Satellitensysteme, das jemals entwickelt wurde. Es wird für die nächsten zwei Jahrzehnte aus einer geostationären Umlaufbahn verbesserte Daten für die Wettervorhersage liefern. MTG ist ein hervorragendes Beispiel für die technologische Exzellenz Europas und basiert auf der langjährigen Partnerschaft zwischen der Europäischen Raumfahrtagentur ESA und der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten EUMETSAT.

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• OHB-System

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Quelle: Universität Stuttgart 19. Juli 2023.

19. Juli 2023 – Schwarze Löcher und deren Umgebung haben es Aaron Bryant, Doktorand am Deutschen SOFIA Institut am Institut für Raumfahrtsysteme, angetan: „Im Zentrum unserer eigenen Galaxie – also quasi vor unserer Haustür – befindet sich ein supermassives schwarzes Loch“, erläutert der Nachwuchswissenschaftler. In der direkten Umgebung des galaktischen Zentrums gibt es massive Sternhaufen, helle Sternentstehungsregionen, dichte Konzentrationen von interstellarem Gas und Staub sowie starke Magnetfelder. Damit sind die wenigen zentralen hundert Lichtjahre unserer Milchstraße ein vielfältiges astrophysikalisches Labor, in dem wir unser Verständnis verschiedener Prozesse testen und auf weiter entfernte Galaxien anwenden können. Um die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen im galaktischen Zentrum zu identifizieren hat Aaron Bryant das aktuelle Verständnis zahlreicher Aspekte des galaktischen Zentrums unter Verwendung historischer und neuerer Literatur überprüft. Insbesondere interessierte ihn die Frage, auf welchen Bahnen denn der Strom der Materie in die Richtung zum Schwarzen Loch gelenkt wird.

Seine Arbeit wurde in der Fachwelt so interessiert aufgenommen, dass er um ein Review gebeten wurde, verriet Prof. Nico Sneeuw, Prodekan der Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie. Der Review Artikel wiederum hinterließ einen solchen Eindruck, dass die Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie Aaron Bryant für seine Arbeit den Publikationspreis 2021 der Fakultät verliehen hat.

Tag der Forschung 2023
Am 7. Juni 2023, wurden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aller zehn Fakultäten der Universität Stuttgart im Rahmen des Tages der Forschung für ihre herausragenden Publikationen in den Jahren 2021 & 2022 mit je 2500 Euro geehrt.
„Mit den herausragenden Publikationen wird die ganze Breite und Vielfalt der Forschung an der Universität Stuttgart abgebildet“, sagte Prof. Manfred Bischoff, Prorektor Forschung und wissenschaftlicher Nachwuchs, in seiner Begrüßung. Wie schon in den letzten Jahren wurden die Publikationen zunächst von den Dekanen der Fakultäten gewürdigt und anschließend von den Preisträgerinnen und Preisträgern auf sowohl informative als auch unterhaltsame Weise vorgestellt.

Originalveröffentlichung:
The episodic and multiscale Galactic Centre, Aaron Bryant & Alfred Krabbe, New Astronomy Reviews Volume 93, December 2021, 101630
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387647321000178?via%3Dihub,
pdf.

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• Schwarze Löcher

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Quelle: High-Tech Gründerfonds (HTGF) 22. Juni 2023.

Baden-Airpark, Rheinmünster, Deutschland – 22. Juni 2023 – ATMOS Space Cargo (ATMOS), ein deutsches NewSpace-Startup, gibt den erfolgreichen Abschluss seiner ersten Finanzierungsrunde in Höhe von 4 Millionen Euro bekannt. Die Runde war überzeichnet, mit Investitionen von führenden Raumfahrt-Investoren wie dem High-Tech Gründerfonds und dem Amadeus APEX Technology Fund sowie Seraphim, E2MC, VENTIS und another.vc. Das Unternehmen ist auf dem besten Weg, Ende 2024 zu seiner ersten Demomission aufzubrechen.

ATMOS ist auf die Entwicklung und Herstellung von wiederverwendbaren Raumkapseln spezialisiert, die in der Lage sind, jede Art von Fracht und Experimenten jeder Größe sicher aus dem Weltraum zurückzubringen. Die patentierten und innovativen Phoenix-Kapseln stellen die erste nachhaltige Lösung für eine Vielzahl von Nutzlasten und Experimenten im Weltraum dar. Sie sind so konzipiert, dass sie Mikrogravitation von drei Stunden bis zu drei Monaten in der Erdumlaufbahn ermöglichen. Dadurch eröffnet die Technologie beispiellose Möglichkeiten für ein breites Spektrum von Anwendungen, darunter biomedizinische und materialwissenschaftliche Forschung, In-Orbit-Demonstration und -Verification (IOD/IOV) sowie die Herstellung von Produkten im Weltraum.

ATMOS wurde von Sebastian Klaus gegründet, einem Luft- und Raumfahrtingenieur (M. Sc.) und Piloten (CPL) mit über 10 Jahren Führungserfahrung als ehemaliger Offizier der Bundeswehr. Sebastian hat mehrere patentierte Technologien für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre entwickelt und eingereicht. Sein erfahrenes Team von Co-Foundern kann auf eine bemerkenswerte Projekterfahrung bei herausragenden Weltraummissionen verweisen.

Der erfolgreiche Abschluss der Seed-Finanzierung markiert einen weiteren wichtigen Meilenstein für ATMOS. Das Unternehmen ist seit 2021 Teil des ESA Business Incubation Centre. 2022 gewann das Unternehmen den Preis für den besten Startup-Pitch auf dem ESA-Investorenforum in Berlin und arbeitet seit mehreren Jahren mit dem Institut für Raumfahrtsysteme Stuttgart, Deutschlands führender akademischer Einrichtung für atmosphärischen Wiedereintritt, zusammen.

Die Seed-Finanzierung in Höhe von 4 Millionen Euro ermöglicht es ATMOS nun, seinen ersten Demonstrationsflug Ende 2024 durchzuführen. Bei diesem Meilensteinflug wird das Unternehmen ein Microgravity-Experiment aus einer niedrigen Erdumlaufbahn mit seiner Phoenix-Rückkehrkapsel zurückbringen.

Sebastian Klaus, CEO und Co-Founder von ATMOS Space Cargo: «Was mich an den Biowissenschaften im Weltraum begeistert, ist, dass jeder auf der Erde davon profitieren kann – und wird. Die vor uns stehende Herausforderung erfolgreich zu meistern erfordert Führungsstärke und das bestmögliche Team. Ich bin stolz darauf, dies mit den fähigsten Co-Foundern zu tun, die ich mir wünschen kann und gleichzeitig den Support von erfahrenen Beratern und erstklassigen Investoren zu bekommen. Jetzt konzentrieren wir uns darauf, vor Ende nächsten Jahres in die Erdumlaufbahn zu gelangen und ebenso sicher zur Erde zurückzukehren. Diese Finanzierung wird uns dorthin bringen.»

Christian Ziach, Principal beim HTGF: «Das Team von ATMOS Space Cargo hat eine nachgewiesene Erfolgsbilanz bei der Durchführung der anspruchsvollsten Luft- und Raumfahrtprojekte, weshalb ich mich freue, diese Finanzierungsrunde zusammen mit dem Amadeus APEX Technology Fund anzuführen. Die von Sebastian Klaus entwickelte Technologie ist nicht nur hochinnovativ, sondern auch extrem skalierbar und herkömmlichen Kapseldesigns in Bezug auf Massen- und Kosteneffizienz überlegen. Die Überlegenheit dieses technologischen Ansatzes wird auch durch das Konsortium global agierender und sehr erfahrener Raumfahrtinvestoren bestätigt. Damit erfüllt ATMOS Space Cargo alle Voraussetzungen, um ein entscheidender Enabler für die wachsende In-Orbit Manufacturing Industrie zu werden.»

Andreas Riegler, Founding Partner bei APEX Ventures: «ATMOS Space Cargo passt zu unserem Engagement, in Spitzentechnologien zu investieren, die den Weltraum nachhaltiger gestalten. Wir sind überzeugt, dass das Unternehmen eine zielgerichtete Vision hat, die den Weltraumtransport vorantreiben wird. Wir sind zuversichtlich, dass diese Finanzierung das Unternehmen zu einem wichtigen Akteur in der globalen Raumfahrtindustrie machen wird.»

Maureen Haverty, Vice President von Seraphim Space: «Wir haben immer wieder gehört, dass der wahre Engpass in der Forschung und Entwicklung im Bereich der Biowissenschaften im Weltraum die Zeit ist, die für den Start und die Rückkehr von der ISS benötigt wird, was die Forschung insgesamt stark verlangsamt. ATMOS Raumkapsel wird dieses Problem lösen und schließlich zu einer regelmäßigen und flexiblen Rückkehr aus dem Weltraum skalieren.»

Raphael Röttgen, Managing Partner E2MC: «Die Fertigung und Produktion im Weltraum, insbesondere für die Biowissenschaften, birgt ein erhebliches wirtschaftliches Potenzial sowie eine Vielzahl positiver Auswirkungen. Das ATMOS-Team und seine einzigartige Technologie haben alles, um eine regelmäßige, kommerzielle Fertigung im Weltraum und die Rückkehr zur Erde Realität werden zu lassen. Wir freuen uns, ihnen dabei helfen zu können.»

Über ATMOS Space Cargo
ATMOS Space Cargo GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Technologien zur Rückführung von Fracht jeder Größe aus dem Weltraum, von Experimenten in der Mikrogravitation über kommerzielle Produkte bis hin zu ganzen Raketenstufen.

ATMOS website: atmos-space-cargo.com.

Über den High-Tech Gründerfonds
Der Seedinvestor High-Tech Gründerfonds (HTGF) finanziert Technologie-Start-ups mit Wachstumspotential und hat seit 2005 mehr als 700 Start-ups begleitet. Mit dem Start des vierten Fonds hat der HTGF rund 1,4 Milliarden Euro under Management. Das Team aus erfahrenen Investment Managern und Start-up-Experten unterstützt die jungen Unternehmen mit Know-how, Unternehmergeist und Leidenschaft. Der Fokus liegt auf High-Tech Gründungen aus den Bereichen Digital Tech, Industrial-Tech, Life Sciences, Chemie und angrenzende Geschäftsfelder. Mehr als 4,5 Milliarden Euro Kapital investierten externe Investoren bislang in mehr als 2.000 Folgefinanzierungsrunden in das HTGF-Portfolio. Außerdem hat der Fonds bereits Anteile an mehr als 160 Unternehmen erfolgreich verkauft.
 
Zu den Fondsinvestoren der Public-Private-Partnership zählen das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, die KfW Capital sowie 45 Unternehmen aus unterschiedlichsten Branchen. 

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• Raumfahrt-Politik in Deutschland

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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.

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• CubeSats

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Quelle: IRS, 20. April 2023.

Nach rund vier Wochen auf der Internationalen Raumstation (ISS) ist das Ferrofluid-Experiment der Universität Stuttgart wieder zurück. „Wir sind sehr zufrieden“, sagt Daniel Philipp, Leiter des in-orbit Betriebs und Co-Leiter des FARGO Elektronikteams der Universität Stuttgart. Den Studierenden ist es gelungen, alle drei Experimente zu betreiben und jeweils mindestens grundlegende Funktionstests erfolgreich durchzuführen. „Damit haben wir bewiesen, dass unsere Ferrofluid-Technologien für den prinzipiellen Einsatz im Weltraum geeignet sind.“

Neue Technologien sind zuverlässiger und günstiger
Mit dem Experiment wollten die Studierenden neue Technologien für die Raumfahrt erproben, die langlebiger, zuverlässiger und damit auch kostengünstiger sind als bisher. FARGO steht für Ferrofluid Application Research Goes Orbital. Untersucht wurden ein thermischer Schalter, der die Übertragung von Wärme zwischen zwei Bauteilen regelt, ein elektrischer Schalter, welcher einen Stromkreis schließen und öffnen soll, sowie ein neuartiges System zur Lageregelung von Kleinsatelliten. Alle Experimente beruhen dabei auf einer Ferrofluid-Technologie und verzichten auf mechanische Teile. Somit wird die Gefahr eines Ausfalls aufgrund von Verschleiß deutlich reduziert.

Als die Astronauten das Experiment in den Experimentierschrank auf der ISS eingebaut hatten, gab es zunächst Schwierigkeiten. „Eigentlich sollte das Experiment vollautomatisch starten und die Experimentliste abarbeiten, das funktionierte aber nicht“, erzählt Steffen Großmann, der für die Elektronik und Software von FARGO zuständig ist. Also hat das FARGO-Team schnell damit begonnen, bestehende Probleme am Bodenreferenzmodell nachzustellen, alternative Lösungen zu entwickeln und zu testen. „Letztendlich konnten wir mit einer neuen Methode einen halbautomatischen Betrieb des Experiments mit regelmäßigen neuen Updates von der Erde aus realisieren. Wir haben fast täglich neue Pläne entwickelt und angepasst. Das war eine sehr anstrengende Phase für uns.“

Eine besondere Herausforderung stellte das Experiment mit dem elektrischen Schalter dar: „Wir haben erst zwei Tage vor Missionsende geschafft, es zu starten. Das enthaltene Flüssigmetall tendiert dazu, mit der Zeit zu degradieren und dann weniger auf Magnetfelder zu reagieren. Vermutlich hatte unsere Probe im Weltraum dieses Problem. Erst mit einer neuen Art der Ansteuerung mit Hilfe gepulster Magnetfelder hat es dann auf der ISS geklappt“, sagt Großmann.

Rakete mit FARGO an Bord dockt von der ISS ab
https://youtu.be/Yi91eeY77y8

Die Ergebnisse des Projekts
Doch die vielen extra Stunden Arbeit und Kopfzerbrechen haben sich gelohnt. „Dass wir es letztlich geschafft haben, alle drei Experimente erfolgreich zu betreiben, ist ein großer Erfolg für uns“, resümiert Philipp.

Konkret heißt das:

• Das Kreiselsystem konnte gestartet werden, lief bei der gewünschten Zieldrehzahl und konnte bei verschiedenen Drehzahlen betrieben werden.
• Der thermische Schalter konnte gezielt angesteuert werden und verhielt sich gemäß den Erwartungen des FARGO-Teams. Dies gelang in mehrfachen Testreihen und Dauertests.
• Der elektrische Schalter konnte elektrische Lasten schalten und mehrfache gezielte Schaltsequenzen reproduzierbar durchführen.

Wie geht es jetzt weiter? Im Laufe der Woche werden die Studierenden das originale Experiment wieder in ihren Händen halten können und dann die echten Weltraum-Leistungsdaten der Entwicklungen sowie Bilder und Videos vom Verhalten auf der ISS sichten. Die ausführlichen Ergebnisse wollen die Studierenden dann auf Fachkonferenzen vorstellen.

Siehe auch die Portalmeldung vom 8. März 2023:

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• **ISS** Forschung & Forschungseinrichtungen

Der Beitrag Studentisches Experiment auf der ISS war erfolgreich erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: JLU 31. Januar 2023.

31. Januar 2023 – Ein an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) entwickelter Teilchendetektor soll an Bord eines Satelliten ins All starten, um die erdnahe kosmische Strahlung zu untersuchen. Der Detektor RUBIK ist am II. Physikalischen Institut entstanden und wird im Rahmen der Kleinsatellitenmission ROMEO die Zählraten und Richtungen der hochenergetischen kosmischen Teilchen in der Erdumlaufbahn genau vermessen. Das Gerät mit den kubischen Detektorelementen (Plastikszintillatoren) erinnert optisch an den berühmten Zauberwürfel, dem er seinen Namen verdankt.

Der Aufbau von RUBIK weicht von konventionellen Konzepten ab, da die Forschenden möglichst viele kommerziell verfügbare Komponenten verwenden wollen. Diese werden mit JLU-Expertise und -Equipment wie etwa den vorhandenen Strahlungsquellen für die Anwendung im All qualifiziert. Von dem Detektor versprechen sich die beteiligten Physiker Dr. Roman Bergert und Dr. Hans-Georg Zaunick aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kai-Thomas Brinkmann Einblicke in das erdnahe Strahlungsumfeld.

Das Experiment soll Korrelationen zwischen den durch RUBIK detektierten primären Teilchen in der Umlaufbahn und den sekundären Teilchen auf der Erdoberfläche herstellen, die durch die Wechselwirkung der Primärteilchen mit der Erdatmosphäre verursacht werden. Experimente zum Nachweis dieser Teilchenschauer existieren an vielen Orten weltweit. Die Forschenden erwarten durch solch einen erfolgreichen gleichzeitigen Nachweis neue Informationen zur Entstehung und Entwicklung der Teilchenschauer. Zudem sollen die Ergebnisse von RUBIK internationalen Datenbanken zur Verfügung gestellt werden, die als Basis zur Vorhersage und Entwicklung neuer Modelle zum Weltraumwetter dienen.

Die Kleinsatellitenmission ROMEO (Research and Observation in Medium Earth Orbit) der Universität Stuttgart hat als primäres Ziel die Erprobung von neuen Technologien sowie wissenschaftlichen Messungen im mittleren Erdorbit. Die Mission wird in Stuttgart am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) und unter der Leitung von Prof. Dr. Sabine Klinkner entwickelt und von der DLR Agentur und der DFG gefördert. Der Start des 60 Kilogramm schweren Satelliten ist für 2025 geplant.

Weitere Informationen:
ROMEO-Projekt der Universität Stuttgart
https://www.irs.uni-stuttgart.de/forschung/satellitentechnik/kleinsatellitenprogramm/romeo/

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• CubeSats

Der Beitrag RUBIK-Experiment der JLU soll ins All starten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Stuttgart 19. Dezember 2022.

19. Dezember 2022 – Die Startkosten in der Raumfahrt sind in den vergangenen Jahren stark gesunken. Satelliten sind teilweise nur noch so groß wie Schuhkartons oder kleiner. Ihre Sensortechnologie wird preiswerter, kleiner und besser. Und künstliche Intelligenz ermöglicht es, die großen Datenmengen effektiv zu verarbeiten und auszuwerten. Das alles trägt dazu bei, dass die Konditionen für die Raumfahrt insgesamt günstiger werden, weshalb mehr Start-ups und klein- und mittelständische Unternehmen die Chance ergreifen und sich am Raumfahrtmarkt etablieren – die sogenannte New Space Bewegung.

Früher gab es einige wenige, dafür finanziell sehr gut gestellte, institutionelle Raumfahrtprojekte. Sie konnten es sich leisten, für jede neue Satellitenmission eine eigene, größtenteils neue Software zu entwickeln. Heute ist die Entwicklung eines Betriebssystems für die Satelliten eine große Herausforderung, insbesondere für die mit Wagniskapital ausgestatteten Start-Ups. Sie stehen vor der Herausforderung, in kurzer Zeit ihre anspruchsvollen Geschäftsziele zu erreichen und das dafür notwendige Wissen aufzubauen. „Wir können uns das so vorstellen, als müssten wir mit jedem neuen Laptop-Kauf ein neues Windows-Betriebssystem entwickeln“, erklärt Florian Schilli, Teammitglied des Start-ups sat:io. Die Satellitenbetreiber*innen bräuchten ein skalierbares System, das sie mit einem geringen Integrationsaufwand immer wieder für neue Satellitenmissionen nutzen könnten. sat:io hat diesen Wandel am Markt erkannt und Lösungen entwickelt.

„Wir wollen den Satellitenbetreiber*innen eine ganzheitliche Lösung anbieten, um ihren Integrationsaufwand zu reduzieren. Statt eines großen teuren Gesamtsystems bieten wir mit unserer Toolsuite einzelne Tools an, die in oder über die einzelnen Projektphasen hinweg bedarfsgerecht eingesetzt werden können.“ Ihre Produkte bieten sie als sogenanntes Pay-as-you-go-Modell an, das bedeutet die Satellitenbetreiber bezahlen nur die Tools, die sie benötigen. Diese stehen ihnen unmittelbar zur Verfügung und sind bereits im Gesamtsystem integriert.
Vorstellen könne man es sich wie das Office-Paket für Windows. „Wir haben einzelne Tools wie Word, Outlook und Excel, deren Schnittstellen perfekt aufeinander abgestimmt sind und die zuverlässig miteinander interagieren“, sagt Schilli. Ziel sei es, die Kundinnen und Kunden möglichst entlang ihrer gesamten Wertschöpfungskette zu begleiten und einen Mehrwert zu schaffen.

Eine Herausforderung, die sat:io lösen will, ist das automatisierte Auflösen von Konflikten innerhalb der Missionsplanung. Während des Satellitenbetriebs werden Ressourcen wie elektrische Energie verbraucht und andere Ressourcen sind über ein bestimmtes Zeitfenster hinweg in Verwendung und damit nicht anderweitig verfügbar. Die Sensorik für Erdbeobachtung kann zum Beispiel immer nur eine Beobachtung ausführen. Das System berücksichtigt die Verfügbarkeit von Ressourcen innerhalb der Missionsplanung und löst Konflikte automatisiert auf. Die Basis dafür ist ein Ressourcenmanagement, das Teil einer Patentanmeldung von sat:io und der Universität Stuttgart ist.

Sat:io erhält EXIST-Forschungstransfer
sat:io ist ein Start-up des Instituts für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart. Die Gründungsmitglieder Susann Pätschke, Sebastian Wenzel und Kai Leidig sind Alumna und Alumni der Universität. Insgesamt zu siebt arbeitet das Team an seiner Idee. Für ihre Forschung haben sie im September 2022 eine EXIST-Forschungstransfer-Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz erhalten. Die Förderung unterstützt herausragende forschungsbasierte Gründungsvorhaben, die mit aufwändigen und risikoreichen Entwicklungsarbeiten verbunden sind. Ende November 2022 hat das Berliner Marktforschungsinstitut Capitol Momentum sat:io zum Start-up mit der vielversprechendsten innovativen Geschäftsidee im Bereich der New-Space-Industrie in Deutschland gewählt.

Fachliche Unterstützung erhält das Team vom IRS, insbesondere von seiner Mentorin Professorin Sabine Klinkner. Parallel zu dem Verbundprojekt EIVE entwickelt sat:io gemeinsam mit Universitäts-Kolleg*innen das Betriebssystem für den 6U CubeSat. Im Juni 2023 soll EIVE ins Weltall starten.

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• Computertechnik in der Raumfahrt

Der Beitrag Start-up der Universität Stuttgart entwickelt Software für Satellitenmissionen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Stuttgart 14. Dezember 2022.

14. Dezember 2022 – Im März 2019 gab die Europäische Weltraumorganisation (ESA) die Ausschreibung für neue Astronaut*innen bekannt. Am 23. November 2022 wurden die ausgewählten Kandidat*innen der Öffentlichkeit vorgestellt: fünf Karriere-Astronaut*innen (Vollzeit) sowie elf Mitglieder der Astronautenreserve (für eine spätere Ausbildung oder für bestimmte Missionen).

ESA hat fünf Astronaut*innen für künftige Missionen ausgewählt

Die fünf Berufsastronaut*innen sind Sophie Adenot (Frankreich, Hubschrauber-Testpilotin), Pablo Álvarez Fernández (Spanien, Luft- und Raumfahrtingenieur), Rosemary Coogan (Vereinigtes Königreich, Doktorin der Astronomie), Raphael Liégois (Belgien, Doktor der Neurowissenschaften) und Marco Sieber (Schweiz, Doktor der Medizin). Unter den Reserve-Astronaut*innen sind mit Amelie Schönenwald und Nicola Winter die ersten deutschen Astronautinnen. Außerdem hat die ESA zum ersten Mal einen Parastronauten ausgewählt, John McFall, der im Alter von 19 Jahren ein Bein verlor und damit der erste Astronautenkandidat mit Behinderung überhaupt ist.

Die ausgewählten Kandidat*innen sind in ihren Fachgebieten hervorragend qualifiziert und haben in dem sehr anspruchsvollen Auswahlverfahren bewiesen, dass sie „das Zeug dazu haben“, um Astronautin oder Astronaut zu werden. Bevor sie jedoch „flugfähig“ sind, müssen sie einen international anerkannten Wissensstand in einer Vielzahl von Bereichen erreichen. Dafür werden sie das so genannte „Astronauten-Grundlagentraining“ absolvieren.

Das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart wurde nun ausgewählt, einen wichtigen Teil dieser Grundausbildung zu übernehmen, der sich speziell auf die Grundlagen der Raumfahrttechnik bezieht. „Während dieses Trainings erhalten die angehenden Astronautinnen und Astronauten einen ersten Einblick in die Raumfahrtsysteme, wobei sie sich zunächst mit der Weltraumumgebung und ihren Auswirkungen befassen“, erklärt Prof. Stefanos Fasoulas, Geschäftsführender Direktor des IRS. Dazu gehört unter anderem eine Einführung in die Aerodynamik sowie in die in einem Raumfahrzeug benötigten Subsysteme wie Energieversorgung, Thermalkontrolle oder Lebenserhaltungssysteme. Weitere Vorlesungen befassen sich mit den Themen Flugdynamik, Steuerung und Navigation. Die Astronaut*innen eignen sich dabei Wissen über beispielsweise Bahnmechanik und -manöver, Lagebestimmung und -regelung an, oder auch über den Zugang zum Weltraum und Wiedereintritt.

Das Team der Universität Stuttgart setzt sich aus erfahrenen Dozentinnen und Dozenten zusammen. Im Auftrag der ESA bereitet das Team derzeit insgesamt 20 Vorlesungen vor. Der Prozess umfasst inhaltliche Diskussionen mit dem ESA Basic Training Team und einen Zertifizierungsprozess sowohl für die Vorlesungen als auch für die Dozent*innen. Die Vorlesungen werden voraussichtlich Ende 2023 im Europäischen Astronautenzentrum in Köln stattfinden.

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• ESA wählt neue Astronautinnen und Astronauten aus

Der Beitrag Universität Stuttgart bildet Astronaut*innen für ESA aus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Stuttgart.

Seit mehr als 20 Jahren leben Astronautinnen und Astronauten kontinuierlich im Weltraum auf der Internationalen Raumstation. Die Station ist gerade mal 400 Kilometer von uns entfernt. Aber schon seit vielen Jahren wollen wir Menschen noch weiter: wieder zum Mond, zum Mars und darüber hinaus. Können wir eines Tages auf dem Mars leben, und zwar auf eine nachhaltige Weise? Wie könnte eine Stadt auf dem Mars aussehen? Wie würden wir uns auf unserem Nachbarplaneten ernähren? Und vor allem: Was können wir dafür schon heute aus unserem Leben auf der Erde lernen?

Eine interdisziplinäre Gruppe von Raumfahrtexperten, SONet, hat sich darüber Gedanken gemacht. Das Ergebnis ist Nüwa. Das Projekt wurde beim Wettbewerb der Mars Society 2020 vorgestellt und kam unter Hunderten von Vorschlägen unter die besten zehn Projekte. Dr. Gisela Detrell, Leiterin der Gruppe Lebenserhaltungssystem am Institut für Raumfahrtsysteme, wird die Details dieses außergewöhnlichen Stadtentwurfs erläutern. Astronaut Reinhold Ewald, Professor für Astronautik und Raumstationen an der Universität Stuttgart, wird diese Veranstaltung moderieren.

Weitere Informationen:
Veranstalter: Universität Stuttgart, Institut für Raumfahrtsysteme
Veranstaltungsort: Raumfahrtzentrum Baden-Württemberg, Mediathek Raum 0.49. Pfaffenwaldring 29, 70569 Stuttgart
Datum und Zeit: 30. Juni 2022, 17:30 – 19:00 Uhr
Eintritt: Der Eintritt ist frei.
Anmeldung: Es ist keine Anmeldung erforderlich.

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• Terminvorschau auf Veranstaltungen

Der Beitrag Eine nachhaltige Stadt auf dem MARS: NÜWA 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.

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• CubeSats

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Quelle: Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V..

Backnang, 23. Oktober 2019: Der stetig wachsende Bedarf an höheren Datenraten erfordert innovative Technologieentwicklungen und die Erschließung neuer Frequenzbereiche, um global verfügbares Breitbandinternet bereitstellen zu können.

Im Rahmen von Förderprojekten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt entwickelten Forschende der Universität Stuttgart eine leistungsfähige Technologieplattform für die Erschließung des Frequenzspektrums im sogenannten E-Band bei 71-86 GHz. Rekordübertragungen im terrestrischen Richtfunk und eine erstmalige Gigabit-Datenübertragung von einem Flugzeug zur Bodenstation machen im nächsten Schritt eine erste Überprüfung dieser Technologie unter Weltraumbedingungen sinnvoll.

An diesem Punkt setzt das Forschungsprojekt EIVE mit einer weltweit ersten In-Orbit-Verifikation einer Kommunikationsstrecke im E-Band an. Innerhalb dieses Vorhabens ist geplant, einen breitbandigen Daten-Downlink im bisher ungenutzten Frequenzbereich 71-76 GHz von einem Nanosatelliten zu einer Bodenstation zu senden. Detaillierte Pegelplanrechnungen zeigen die Machbarkeit eines Daten-Downlinks beim Überflug im niederen polaren Erdorbit mit einer vollen Nutzbandbreite von 5 GHz und unter Einbeziehung realistischer Antennenabmessungen und Verfügbarkeiten.

Die Partner des EIVE-Projektverbunds sind aufgrund ihrer Kompetenzen und der geleisteten Vorarbeiten hervorragend für die Umsetzung dieses Projektvorhabens qualifiziert.

Der EIVE-Projektverbund wird vom Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH) der Universität Stuttgart geleitet und setzt sich zusammen aus dem Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart, dem Fraunhofer Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF), der Radiometer Physics GmbH sowie der Tesat-Spacecom GmbH.

Außerdem wird das Deutsche Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK) mit Sitz in Backnang das Projekt im Bereich der Öffentlichkeitsarbeit unterstützen.

Mit dem geplanten Daten-Downlink von einer Kleinsatelliten-Plattform zu der Bodenstation an der Universität Stuttgart soll die Machbarkeit breitbandiger Datenlinks in einem für die Satellitenkommunikation neuen Frequenzbereich in einer In-Orbit Verifikation demonstriert werden.

Darüber hinaus sollen mit den geplanten Satelliten Nutzlastanwendungen und Dienste der Erdbeobachtung adressiert werden, die zukünftig in zunehmendem Maße von Nanosatelliten im niedrigen Erdorbit übernommen werden.

Weltumspannende Satellitennetzwerke, die mittels innovativer Technologien nahtlos in terrestrische Glasfaser- und Funknetzwerke eingebunden werden, können global verfügbares Breitbandinternet bereitstellen und datenaufwendige Dienste im Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) sicherstellen.

Weiterführende Informationen finden Sie unter Projekt EIVE.

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.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: CNES, ISRO.

Der PSLV-Flug mit dem Klimaforschungssatelliten Megha-Tropiques an Bord war der einundzwanzigste einer PSLV-Rakete, einer dieser Flüge – der Jungfernflug des Raketentyps – endete in einem vollständigen Misserfolg. Im Augenblick stellt die PSLV-Rakete Indiens einzigen betriebssicheren Weltraumträger dar, dem zuletzt auf Grund der mangelnden Zuverlässigkeit der GSLV wieder einmal die Aufgabe zugefallen war, einen Satelliten in einen Geotransferorbit zu schicken, aus welchem der Satellit selbständig eine Position im Geostationären Orbit erreichen kann. Die von der PSLV-C18 transportierten Satelliten dagegen, neben Megha-Tropiques außerdem VesselSat 1 für das automatische Schiffsidentifikationssystem AIS sowie Jugnu und SRMSat, zwei von indischen Studierenden gebaute Satelliten, wurden auf Umlaufbahnen im Bereich zwischen 850 und 870 Kilometern über der Erde gebracht.

Für Indien bedeutet die geglückte Mission der PSLV-C18 gleich einen mehrfachen Erfolg: Zunächst wurde mit dem Erreichen einer Erdumlaufbahn durch Megha-Tropiques ein neues Kapitel der indischen Möglichkeiten zur Atmosphärenforschung aufgeschlagen.

Weiterhin ist Megha-Tropiques das erste große Raumfahrtprojekt, das indische und französische Institutionen gemeinsam abwickeln. Außerdem kann Indien jetzt einen bedeutenden Beitrag zur Deckung des globalen Bedarfs an Klimadaten liefern. Indischerseits ist geplant, die Daten von Megha-Tropiques weltweit kostenfrei zur Verfügung zu stellen. Und schließlich erfährt die Luft- und Raumfahrtforschung an indischen Universitäten weiteren Aufwind.

Unterbrechungsfreie und zuverlässige Wetterbeobachtungen aus dem Weltraum sind für die Vorhersage unterschiedlicher Wettergeschehnisse und für Prognosen zur Klimaentwicklung unverzichtbar. Daten zu den äquatorialen Regionen rund um den Globus waren bisher knapp. In diesem Bereich gibt es nur wenig Landmasse, er ist größtenteils von Ozeanen bedeckt, weshalb dort irdische Wetterstationen in nur geringer Zahl existieren. Das Verständnis für die Physik der Atmosphäre in den äquatorialen Regionen ist beschränkt und beeinträchtigt kurz- und langfristige Wetterprognosen. Vom auf dem indischen Satellitenbus IRS aufgebauten, beim Start rund 1.000 Kilogramm schweren Megha-Tropiques erwartet man Abhilfe.

Indien, das hauptsächlich die Auswirkungen tropischen Klimas spürt, kann wahrscheinlich besonders von verbesserten Erkenntnissen zu den Prozessen in der Atmosphäre profitieren. Wohl erst recht gilt das für Staaten in Afrika, Ozeanien und Südamerika. Megha-Tropiques soll passend zu seiner Namensgebung (Megha -Sanskrit- bedeutet Wolken, Tropiques -Französisch- steht für Tropen) beispielsweise Daten liefern zur Reflexion von Sonneneinstrahlung durch Wolken, zum Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur in unterschiedlichen Höhen, zur Wasserverdunstung, zu Eigenschaften der Wolkenbedeckung und der Verteilung von Niederschlägen.

In den äquatorialen Regionen sind Quellwolken, also solche mit dynamischen inneren Konvektionsprozessen, vorherrschend. Eine detaillierte Untersuchung derartiger Wolken ist für die Vorhersage von Monsun und Wirbelstürmen wichtig. Sie wird auch bei der Beurteilung der Bedeutung dieser Wolken für die Feuchtigkeits- und Energiebudgets in der Atmosphäre eine entscheidende Rolle spielen. Man hofft, dass es auf Basis neuer Daten und neu erkannter Zusammenhänge möglich wird, die Natur des Klimawandels, der sich über den äquatorialen Regionen vollzieht, zu verstehen.

Es ist geplant, Megha-Tropiques auch als Teil einer internationalen, Global Precipitation Constellation Mission (GPCM oder GPM) genannten, maßgeblich von den Vereinigten Staaten und Japan unterstützten Satellitenkonstellation einzusetzen, deren Aufgabe es ist, Daten zu weltweit auftretenden Niederschlägen zu sammeln.

Die Kontrolle des raumflugtechnischen Teils von Megha-Tropiques erfolgt von einem Kontrollzentrum der indischen Raumfahrtforschungsorganisation (ISRO) in Bangalore, das über das indische Bahnverfolgungs-, Telemetrie- und Kommandonetzwerk (ISTARC) mit dem Satelliten kommuniziert. Wissenschaftliche Daten erhält das indische Zentrum für wissenschaftliche Satellitendaten (ISSDC) via ISTRAC, die französischen Raumfahrtagentur (CNES) empfängt sie mit eigenen Bodenstationen in Kourou, Französisch Guayana und Hartebeesthoek, Südafrika. Zur Zwischenspeicherung von 16 Gigabyte Daten befindet sich an Bord von Megha-Tropiques mit Halbleiterspeichern ausgestattetes redundantes Aufzeichnungsgerät.

Mindestens 3 Jahre lang wollen ISRO und CNES Megha-Tropiques betreiben. Die Treibstoffmenge an Bord sollte für einen mindestens fünfjährigen Einsatz des dreiachsstabilisierten Satelliten reichen.

Megha-Tropiques ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 37.838 bzw. als COSPAR-Objekt 2011-058A.

Raumcon:

• PSLV-C18 mit Megha-Tropiques und Orbcomm-AIS-Satellit

Der Beitrag Megha-Tropiques springt in die Bresche erschien zuerst auf Raumfahrer.net.