Allgemein

Die voranschreitenden Entwicklungen in der Weltraumtechnik ermöglichen es mittlerweile einem weiten Kreis an öffentlichen und privaten Institutionen eigene Satelliten zu entwickeln und in den Orbit zu bringen. Ein gemeinsames Problem bei allen Satellitenprojekten, insbesondere aber bei kleineren, ist es die Energieversorgung für alle Systeme zur Verfügung zu Stellen. Eine zweite allgemeine Herausforderung liegt darin, die Funkfrequenzen für die Kommunikation mit der zunehmenden Anzahl an Objekten zu verteilen.

Im Projekt „DISCO One“ wird eine Technologie namens Modulierte Retroreflektoren (MRR) speziell für Kleinstsatelliten entwickelt und eingesetzt, die diese 2 Probleme adressiert: Durch den Einsatz der MRRs kann der Downlink von Daten ohne Funkübertragung geschehen. Um die Daten zu übertragen wird von einer Bodenstation ein starker Laser auf den vorüberziehenden Satelliten gerichtet. Dieser Laserstrahl trifft auf die Retroreflektoren, welche das Licht wieder in dieselbe Richtung zurückwerfen. Durch die Modulatoren kann der reflektierte Laserstrahl in der Intensität beeinflusst, im einfachsten Fall binär ein- und ausgeschalten werden. Der reflektierte Strahl wird von einem optischen Teleskop an der Bodenstation erfasst und die übertragenen Daten ermittelt. Die Modulierung benötigt um Größenordnungen weniger Energie als die Übertragung per Funk und es wird kein Funkkanal für den Downlink belegt. Durch den hohen Fokus des Laserstrahls ist es praktisch ausgeschlossen, dass andere Satelliten oder Bodenstationen Crosstalk oder Interferenzen erfahren.

Das Ziel dieses Projektes ist es, ein vollständig funktionierendes Setup aus Satellit mit MRRs und Bodenstation mit Laser und Teleskop aufzubauen und mit der daraus gewonnenen Erfahrung ein Modul zu entwickeln, das möglichst einfach in andere Satellitenprojekte übernommen werden kann. Um maximale Kompatibilität zu gewährleisten soll das fertige Modul nicht mehr als 0,5U eines Cubesats einnehmen.

Das TU Wien Space Team beschäftigt sich hierbei nicht nur mit der Entwicklung von weltraumtauglicher Hard- und Software sowie den mechanischen Komponenten, sondern auch mit der Simulation von Umgebungsbedingungen beim Start und im Orbit, mit dem Aufbau des optischen Kommunikationssignals und den rechtlichen Anforderungen, die mit dem Start eines Satelliten verbunden sind.

[01.12.2019]:
Im Moment befindet sich eine neue Webpräsenz zu DISCO One im Aufbau! Diese werden wir veröffentlichen sobald wir soweit sind – stay tuned!

Eine Übersicht über die Frequenzbereiche sind unter diesem Link zu finden (Public Domain, United States Department of Commerce) ersichtlich.

Grundlegendes Prinzip der Kommunikation

Referenz:
https://technology.nasa.gov/patent/TOP2-248 (
Public Domain, NASA)

 

Aktuelle CAD Modelle des CubeSats DISCO One