Legkisebb műhold a TU Berlin rendszertechnológiájával, amely kvantumkommunikációt tesztel az űrben

A QUICK³-Repülési mintája az integrációs laborban a repüléstechnikai tanszéken a Berlin Műszaki Egyetem fejlesztőcsapatával.

A kis műhold QUICK³ technológiai demonstrátorként szolgál a jövőbeli kvantumszatellite rendszer komponensei számára.

Sikeres indítás a Vandenberg Űrközpontból (Kalifornia, USA)

2025. június 23-án, hétfőn, a Vandenbergi Űrközpontból (Kalifornia, USA; GMT-7) sikeresen pályára állt a legkisebb műhold, a QUICK³. A küldetés célja új technológiák tesztelése a lehallgatásmentes kvantumkommunikációhoz, valamint egy kvantumfizikai kísérlet végrehajtása az űr körülményei között. A Berlini Műszaki Egyetem központi szerepet játszik a kutatási konzorciumban, és döntő hozzájárulásokat nyújt a megvalósításhoz.

A QUICK³ egy 3U-CubeSat típusú kis műhold – kb. cipősdoboz méretű és mintegy négy kilogramm súlyú. Technológiai demonstrátorként szolgál a jövő kvantumszatelit rendszerének komponensei számára. A fedélzeten egy kvantumfényforrás található, amely egy kétdimenziós anyagon alapuló egyedi fényrészecskéket (fotonokat) állít elő. Ezek a fotonok a jövőben segítenek biztonságosan és lehallgatásmentesen továbbítani az információkat. A hagyományos kommunikációs rendszerekkel ellentétben a kvantumátvitel esetén minden észrevétlen hozzáférés az adatokhoz fizikailag kizárt.

Az akadémiai komponensek összekapcsolása

A Berlini Műszaki Egyetem gondoskodott arról, hogy a műhold különböző tudományos eszközei együttműködjenek, és megbízhatóan beépüljenek a műhold teljes rendszerébe. Ehhez a csapat egy speciális elektronikai egységet fejlesztett ki, amely irányítja az űrbeli kísérleteket, tárolja a mérési adatokat, és később továbbítja azokat a Földre. A műhold belsejében lévő érzékeny alkatrészek rögzítésére szolgáló mechanikus szerkezet szintén a Berlini Műszaki Egyetemtől származik. A mérnökök úgy tervezték, hogy ellenálljon a rakétindítás során jelentkező terheléseknek.

„Az egyik legnagyobb feladat ebben a projektben az volt, hogy összehangoljuk a tudományos partnerek és a műholdbusz szállítójának interfészeit. A Berlini Műszaki Egyetem Űrtechnikai Tanszéke töltötte be a kapcsolódó szerepet. Gondoskodtunk arról, hogy a teljes rendszer megbízhatóan működjön” – mondja Philipp Werner rendszermérnök a Berlini Műszaki Egyetemen.

Julian Bartholomäus, a Berlini Műszaki Egyetem projektvezetője így nyilatkozott: „Hosszú évek tapasztalatával az űrtechnika területén – egyedülálló módon már több mint 30 műholdat juttattunk pályára világszerte – segített nekünk az űrbeli kísérletek lehető legnagyobb mértékű automatizálásában. Ehhez sok meglévő fejlesztést használtunk fel a TUBIN-missziónkból, így rugalmasan tudtunk reagálni a projekt során felmerülő változásokra.”

Technológiai teszt és alapkutatás az űrben

A fotonok egyedi távolságokra történő átvitele csak korlátozottan lehetséges optikai szálakon keresztül. Az űrben viszont a légkör alig szűri a fényt – ez előnyös az egyedi fotonok átviteléhez. A QUICK³ ellenőrzi, hogy a tervezett komponensek megbízhatóan működnek-e az orbitális körülmények között. A küldetés fontos eredményeket szolgáltat a jövő globális kvantumkommunikációs hálózatának kiépítéséhez, sok műholddal.

Egy másik cél a küldetésben egy alapvető fizikai kérdés vizsgálata: a csapat teszteli, hogy a kvantummechanika ún. Born-szerű valószínűség-értelmezése érvényesül-e a súlytalanságban. Eddig ez a kérdés nem volt vizsgálható űrbeli körülmények között. A résztvevők várakozása szerint 2025 végéig első tudományos eredmények születnek.

A projektet a Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium támogatja. A vezetést Prof. Dr. Tobias Vogl végzi a Müncheni Műszaki Egyetemen, aki a Friedrich-Schiller-Universität Jena csapatával együtt építette a kvantumfényforrást, és integrálta azt egy optikai chippel az olaszországi CNR-IFN intézettől. A Berlini Ferdinand-Braun Intézet, a Nagyteljesítményű Frekvencia Technológia központja, egy lézeres rendszert épített, amely a kvantumfényforrást gerjeszti, és egy „Szingapúri Nemzeti Egyetem” elektronikája vezérli azt.​