Satelliet ATHENE-1: Nationaal ruimtevaartcontrolecentrum bestuurt experimenteel laboratorium in de orbit

Cube1G-Terminal – Werk in de cleanroom: Het optische terminal wordt voorbereid voor gebruik in de cleanroom van het DLR-instituut voor communicatie en navigatie. In de missie SeRANIS (Seamless Radio Access Networks for Internet of Space) worden op de klein satelliet ATHENE-1 experimenten gedemonstreerd, waarvan de gegevens via Cube1G naar de grond worden overgedragen. (Credit: © DLR. Alle rechten voorbehouden)

Cube1G-Terminal in de cleanroom: Das optische Terminal Cube1G verfügt über eine Grobausrichtungseinheit, die den Laserstrahl unabhängig vom Trägersystem in jede Richtung bewegen kann. Diese Flexibilität ermöglicht eine Datenübertragung unabhängig von der Lage des Satelliten. (Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0))

Start van de Transporter-18-missie van SpaceX: Op donderdag 1 oktober om 20:32 uur MESZ lanceerde de Falcon 9 tijdens de „Transporter-18“-missie vanaf het Space Launch Complex 4E (SLC-4E) op de Vandenberg Space Force Base in Californië naar een lage aardbaan. „Transporter-18“ was een speciale rideshare-missie voor kleine satellieten. Bij deze vlucht namen 130 ladingen deel, waaronder CubeSats, microsatellieten, meegevoerde ladingen, evenals twee ruimtevaartuigen met terugkeermodules en vier orbital transfer vehicles, die 41 van deze ladingen vervoerden die later zouden worden vrijgegeven. (Credit: SpaceX)

– Het Nationale Ruimtevaartcontrolecentrum GSOC van het DLR is verantwoordelijk voor de overdracht van telemetriedata, het verzenden van commando's en het monitoren en besturen van de satelliet.
– Het DLR biedt bovendien twee instrumenten aan boord van de satelliet aan.
– De technologiedemonstrator ATHENE-1 is een centraal onderdeel van het onderzoeksproject SeRANIS, dat wordt geleid door de Universiteit van de Bundeswehr München.
– Focusgebieden: ruimtevaart, veiligheid, klein satellieten

De technologiedemonstrator ATHENE-1 is succesvol gelanceerd vanaf het Amerikaanse ruimtestation Vandenberg Space Force Base in Californië. De door de OHB-dochter LuxSpace samen met de Universiteit van de Bundeswehr München ontwikkelde en gebouwde klein satelliet werd gelanceerd als onderdeel van de Transporter-18-missie aan boord van een Falcon-9-raket van SpaceX en werd volgens planning in een lage aardbaan gebracht. De satelliet wordt bestuurd door het Nationale Ruimtevaartcontrolecentrum (GSOC) van het DLR in Oberpfaffenhofen. In het onderzoek van het GSOC worden onder andere nieuwe operationele concepten voor verdere automatisering getest. Daarnaast biedt het DLR twee instrumenten aan boord van de satelliet aan.

ATHENE-1 is het centrale onderdeel van het onderzoeksproject SeRANIS (Seamless Radio Access Networks for Internet of Space), dat wordt geleid door de Universiteit van de Bundeswehr München en wordt gefinancierd door het Centrum voor Digitaliserings- en Technologieonderzoek van de Bundeswehr (dtec.bw). Het doel van het project is om innovatieve technologieën sneller van de onderzoeksfase naar praktische toepassing te brengen en het nut ervan voor toekomstige ruimtevaartmogelijkheden te demonstreren.

GSOC als centrale interface tussen satelliet en grondsegment

Met de succesvolle lancering begint de operationele fase van de missie. Het GSOC levert de benodigde grondinfrastructuur voor de overdracht van telemetriedata, het verzenden van commando's en het monitoren en besturen van de satelliet.

„Het GSOC in Oberpfaffenhofen is als satellietcontrolecentrum de centrale interface tussen satelliet en het grondsegment“, zegt Dr. Anke Pagels-Kerp, lid van het DLR-bestuur voor ruimtevaart. „Tegelijkertijd onderzoeken we bij het GSOC de processen en methoden voor de satellietcontrole van morgen, die sterk geautomatiseerd zal zijn en gekenmerkt wordt door een veel groter aantal satellieten in megaconstellaties tot in lage banen. ATHENE-1 is een ideaal testplatform om deze toenemende automatisering van besturingsprocessen in de praktijk in de ruimte te testen.“

De bijna 300 kilogram wegende satelliet ATHENE-1 zal dienen als technologie- en testplatform voor in totaal 15 wetenschappelijke experimenten. Het DLR neemt deel met het lasercommunicatieterminal Cube1G en het instrument LITE (Laser Interferometer for Thermal Expansion measurements) voor het meten van thermisch geïnduceerde vervormingen van nieuwe materialen.

Belangrijkste technologieën onder realistische omstandigheden testen

De focus van de missie ligt op nieuwe technologieën voor satellietgestuurde communicatie en netwerken, verkenning en sensortechnologie, navigatie en KI-ondersteunde gegevensverwerking direct in de baan om de aarde. Tot deze technologieën behoren onder andere mobiele communicatie van de zesde generatie (6G), lasercommunicatie en het Internet of Things (IoT). Daarnaast worden methoden getest voor het detecteren, lokaliseren en afweren van verstoringen, die moeten bijdragen aan de verhoging van de veerkracht van satellietgestuurde navigatie- en communicatiesystemen. Bovendien maakt de missie het mogelijk om nieuwe benaderingen van intelligente signaal- en gegevensverwerking te testen, evenals toekomstige toepassingen op het gebied van veiligheid.

„Toen we SeRANIS zes jaar geleden oprichtten, was ons doel om nieuwe sleuteltechnologieën zo vroeg mogelijk onder realistische omstandigheden in de ruimte te testen. Met de succesvolle lancering van ATHENE-1 wordt deze visie werkelijkheid. De veiligheidsontwikkelingen van de afgelopen jaren hadden we niet kunnen voorzien – maar het flexibele missiedesign heeft ons in staat gesteld om ook nieuwe vragen te integreren“, zegt Prof. Andreas Knopp, initiatiefnemer en programmaleider van SeRANIS aan de Universiteit van de Bundeswehr München.

Flexibel inspelen op nieuwe scenario's

Technologisch staat ATHENE-1 ook voor de overgang naar software-gedefinieerde en herconfigureerbare satellietsysteem. De in de missie geteste technologieën moeten het mogelijk maken om functies en toepassingen ook na de lancering aan te passen aan nieuwe eisen. Hierdoor kunnen satellieten flexibeler reageren op nieuwe standaarden, inzetscenario's of verstoringen.

„De succesvolle lancering van ATHENE-1 is een belangrijke mijlpaal voor het hele projectteam en een krachtig voorbeeld van de prestaties van samenwerking tussen wetenschap en industrie“, zegt Marco Fuchs, voorzitter van OHB. „Met deze missie leggen we de basis om belangrijke inzichten te verkrijgen voor toekomstige communicatie-, navigatie- en veiligheidsapplicaties. De ontwikkelingen van de afgelopen jaren hebben laten zien hoe belangrijk technologische soevereiniteit en veerkrachtige ruimtevaartsystemen zijn geworden.“

De ATHENE-1-missie is gebaseerd op het modulaire klein satellietplatform Triton-X Heavy van LuxSpace, gecombineerd met een door de Universiteit van de Bundeswehr München ontwikkelde multifunctionele experimentele last, waarvan de integratie plaatsvond op de OHB-locatie in Oberpfaffenhofen. Voor de uitvoering van de lanceercampagne was OHB Orbital Access verantwoordelijk. Naast ruimtevaartoperaties en astronautentraining zijn ook het Institut für Kommunikation und Navigation in Oberpfaffenhofen en het Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik in Hannover betrokken door het DLR.