Nové výzkumné centrum pro nanosatelity na TU Berlín

Merlin Barschke, doktorand na katedře kosmické techniky, pracuje na satelitu TechnoSat. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Sascha Weiß, doktorand na katedře kosmické techniky, s dvěma modely BEESAT. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Měření na inženýrském kvalifikačním modelu picosatelitu BEESAT-2. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Anténní systém na střeše Technické univerzity v Berlíně patří k pozemní stanici techniky oboru kosmické technologie. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Anténní systém na střeše Technické univerzity v Berlíně patří k pozemní stanici techniky oboru kosmické technologie. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Čím menší a lehčí je satelit, tím je levnější jeho start. Na pořízení běžného satelitu vážícího několik stovek kilogramů a měřícího několik metrů je třeba vyčlenit 10 až 100 milionů eur. Za každý kilogram se počítá s náklady na start ve výši 20 000 eur. Na TU Berlín jsou vyvíjeny a provozovány mikro a nanosatelity, které se vejdou do kabelky a váží pouze 1 až 15 kilogramů. S nedávno otevřeným výzkumným centrem pro nanosatelity, které je jako univerzitní zařízení na celém světě jedinečné, získává univerzita na kampusu Charlottenburg místo, kde vědci společně se studenty vyvíjejí a staví sedm nových satelitů. Ty mohou pomocí infračervených kamer rozpoznávat lesní požáry, testovat nové technologie ve vesmíru nebo vytvářet komunikační síť pro satelitní srážky.

„Obor kosmické techniky na TU Berlín vzájemně podporuje výzkum a výuku velmi působivým způsobem,“ vysvětluje prof. Dr. Christian Thomsen, prezident TU Berlín. „Satelity, na jejichž vývoji a stavbě se podílejí studenti a doktorandi, představují ve světovém srovnání milníky ve výzkumu mikro a nanosatelitů. Výzkumné centrum pro nanosatelity není jen místem inovací, ale také místem pro mladé vědce, kteří se zde mohou dobře připravit na výzvy ve vědě a průmyslu.“

Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß, vedoucí oboru kosmické techniky na TU Berlín, říká: „Třída nanosatelitů s hmotností od 1 do 15 kilogramů je teprve na začátku svého vývoje směrem k plnohodnotným nástrojům pro monitorování životního prostředí, dálkový průzkum nebo komunikaci. Vyvíjíme nové komponenty pro mikro a nanosatelity, stejně jako demonstrace nových instrumentálních platforem a satelitních systémů ve vesmíru.“

Nové výzkumné centrum pro nanosatelity má na celkové ploše 330 metrů čtverečních řídicí centrum mise, elektrostaticky chráněný integrační a testovací prostor s termální komorou, vakuovou komorou a skladovým řídícím stanovištěm, počítačové pracovny a zasedací místnost. Celkové náklady na výstavbu a vybavení centra činí přibližně 100 000 eur. V laboratoři jsou integrovány nanosatelity TUBIN, TechnoSat a čtyři modely S-Net, které jsou vyvíjeny v rámci projektů financovaných Spolkovým ministerstvem hospodářství a technologií. Satelity mají plnit náročné výzkumné úkoly.

S TUBIN (TU Berlin Infrared Nanosatellite) je vyvíjena a testována dálková observace Země pomocí optických přístrojů. Satelit má celkovou hmotnost přibližně 15 kilogramů a rozměry asi 30 krát 45 krát 45 centimetrů. Nese užitečné zatížení složené ze dvou infračervených kamer a jedné kamery s citlivostí v oblasti viditelného spektra. Infrarední užitečné zatížení má demonstrovat použití takzvané bolometrické technologie pro detekci a pozorování hotspotů, například lesních požárů, ze vesmíru. Mise má odstartovat v roce 2016.

Primárním cílem mise TechnoSat (plánovaný start 2015) je demonstrace a testování nově vyvinutých komponent a subsystémů pro nanosatelity ve vesmíru. Sekundárním cílem je vývoj a nasazení adaptivního a opakovaně použitelného nanosatelitního základu TUBiX20 (inovativní platforma TU Berlín pro 20kg nanosatelity nové generace). Pod pojmem adaptivita se zde rozumí schopnost přizpůsobit satelitní základnu různým nákladům, oběžným drahám a misím. TechnoSat bude mít startovní hmotnost přibližně 15 kilogramů a rozměry asi 30 krát 45 krát 45 centimetrů.

Čtyři satelity S-Net mají zkoumat a demonstrovat metodické, teoretické a technické základy spolehlivé moderní komunikace mezi satelity. Možné oblasti použití zahrnují výzkum životního prostředí a klimatu, globální systémy včasného varování, monitorování katastrof, dopravní dohled, stejně jako servis na oběžné dráze a planetární robotiku. Čtyři rádiové transceivery pro mezisatelitní komunikaci, vyvinuté na TU Berlín, mají být integrovány do čtyř satelitů nižší oběžné dráhy z třídy 10 kilogramů. Nanosatelity budou létat ve formaci a tvořit komunikační síť v pásmu S. Experimenty ve vesmíru mají začít pravděpodobně v roce 2016.

Práce podle minimalistických principů na oboru kosmické techniky na TU Berlín, jak v technice, tak z hlediska spotřeby energie, měla původně sloužit k výuce a vzdělávání. Od roku 1963 jsou na univerzitě vyučovány základy kosmické techniky a již 25 let se zde společně se studenty vyvíjejí a staví mikro-, nano- a picosatelity. Nyní je TU Berlín v celosvětovém čele výzkumu mikro a nanosatelitů. Již bylo úspěšně vypuštěno deset satelitů TU, včetně tří Picosatelitů BEESAT (Berliner Experimental- und Ausbildungssatelliten), jejichž první série je považována za technologický milník. Jsou s rozměry přibližně 10 centimetrů na hranu a celkovou hmotností 1 kilogram nejmenší satelity, které byly na oboru vyvinuty. Start mise BEESAT-4 je plánován na rok 2015.

S novým výzkumným centrem nanosatelitů bude kampus Charlottenburg obohacen o další moderní výzkumné pracoviště. Nedávno byly otevřeny laboratoře BasCat pro výzkum katalýzy, energetická laboratoř pro výzkum plynových turbin a dům pro biochemii. Kromě toho Wüstenrot Stiftung na konci roku 2013 oznámila, že na rekonstrukci velké růžové oběžné nádrže na kampusu Charlottenburg poskytne 3,5 milionu eur, čímž chce chránit mimořádnou architekturu a umožnit další výzkum v budově.