Satelita ATHENE-1: Narodowe Centrum Kontroli Kosmicznej steruje laboratorium eksperymentalnym na orbicie

Cube1G-Terminal – Praca w czystym pomieszczeniu: Terminal optyczny jest przygotowywany do użycia w czystym pomieszczeniu Instytutu Komunikacji i Nawigacji DLR. W misji SeRANIS (Seamless Radio Access Networks for Internet of Space) na małej satelicie ATHENE-1 demonstrowane są eksperymenty, których dane są przesyłane na ziemię za pomocą Cube1G. (Źródło: © DLR. Wszelkie prawa zastrzeżone)

Cube1G-Terminal w pomieszczeniu czystym: Terminal optyczny Cube1G wyposażony jest w jednostkę ustawiania orientacji, która może poruszać wiązkę laserową niezależnie od systemu nośnego w dowolnym kierunku. Ta elastyczność umożliwia przesył danych niezależnie od położenia satelity. (Źródło: DLR (CC BY-NC-ND 3.0))

Start misji Transporter-18 firmy SpaceX: W czwartek, 1 października, o godzinie 20:32 czasu środkowoeuropejskiego letniego, Falcon 9 wystartował w ramach misji „Transporter-18” z kompleksu startowego Space Launch Complex 4E (SLC-4E) na bazie kosmicznej Vandenberg w Kalifornii na niską orbitę okołoziemską. „Transporter-18” była specjalną misją rideshare dla małych satelitów. W tym locie wzięło udział 130 ładunków, w tym CubeSaty, mikrosatelity, ładunki towarzyszące oraz dwa statki kosmiczne z modułami powrotu i cztery pojazdy transferowe orbitalne, które przewiozły 41 tych ładunków, które miały zostać uwolnione w późniejszym terminie. (Źródło: SpaceX)

– Centrum Kontroli Lotów Kosmicznych GSOC należące do DLR jest odpowiedzialne za transmisję danych telemetrycznych, wysyłanie poleceń oraz monitorowanie i sterowanie satelitą.
– DLR zapewnia również dwa instrumenty na pokładzie satelity.
– Demonstrator technologii ATHENE-1 jest kluczowym elementem projektu badawczego SeRANIS, którym kieruje Uniwersytet Bundeswehry w Monachium.
– Główne obszary: loty kosmiczne, bezpieczeństwo, małe satelity

Demonstrator technologii ATHENE-1 został pomyślnie wystrzelony z amerykańskiej bazy Vandenberg Space Force Base w Kalifornii. Mały satelita, opracowany i zbudowany przez spółkę córkę OHB – LuxSpace we współpracy z Uniwersytetem Bundeswehry w Monachium, wystartował w ramach misji Transporter-18 na pokładzie rakiety Falcon-9 firmy SpaceX i został planowo umieszczony na niskiej orbicie okołoziemskiej. Satelitę steruje Narodowe Centrum Kontroli Lotów Kosmicznych (GSOC) należące do Niemieckiego Centrum Lotów Kosmicznych (DLR) w Oberpfaffenhofen. W ramach badań GSOC planuje między innymi testować nowe koncepcje operacyjne w celu dalszej automatyzacji. Dodatkowo DLR zapewnia dwa instrumenty na pokładzie satelity.

ATHENE-1 jest centralnym elementem projektu badawczego SeRANIS (Seamless Radio Access Networks for Internet of Space), którym kieruje Uniwersytet Bundeswehry w Monachium i które jest wspierane przez Centrum Digitalizacji i Badań Technologicznych Bundeswehry (dtec.bw). Celem projektu jest szybsze przenoszenie innowacyjnych technologii z fazy badań do praktycznego zastosowania oraz demonstrowanie ich korzyści dla przyszłych możliwości kosmicznych.

GSOC jako główny punkt kontaktowy między satelitą a segmentem naziemnym

Po udanym starcie rozpoczyna się faza operacyjna misji. GSOC zapewnia niezbędną infrastrukturę naziemną do transmisji danych telemetrycznych, wysyłania poleceń oraz monitorowania i sterowania satelitą.

„GSOC w Oberpfaffenhofen jako centrum kontroli satelitów jest głównym punktem kontaktowym między satelitą a segmentem naziemnym”, mówi dr Anke Pagels-Kerp, dyrektor działu lotów kosmicznych w DLR. „Jednocześnie badamy w GSOC procesy i metody kontroli satelitów przyszłości, które będą wysoce zautomatyzowane i obsługiwać znacznie większą liczbę satelitów w megakonstelacjach, aż po niskie orbity. ATHENE-1 jest idealną platformą testową do praktycznego sprawdzenia tej rosnącej automatyzacji procesów sterowania w przestrzeni kosmicznej.”

Satelita ATHENE-1, ważący nieco ponad 300 kilogramów, będzie służył jako platforma technologiczna i testowa dla 15 eksperymentów naukowych. DLR bierze udział w projekcie z terminalem komunikacji laserowej Cube1G oraz instrumentem LITE (Laser Interferometer for Thermal Expansion measurements) do pomiaru termicznie indukowanych odkształceń nowych materiałów.

Testowanie kluczowych technologii w warunkach rzeczywistych

W centrum uwagi misji znajdują się nowe technologie dla komunikacji satelitarnej i sieci, rozpoznania i sensorów, nawigacji oraz przetwarzania danych wspomaganego sztuczną inteligencją bezpośrednio na orbicie. Do tych technologii należą między innymi systemy mobilnej komunikacji szóstej generacji (6G), komunikacja laserowa oraz Internet Rzeczy (IoT). Ponadto testowane będą metody wykrywania, lokalizacji i przeciwdziałania zakłóceniom, które mają zwiększyć odporność systemów nawigacji i komunikacji satelitarnej. Misja umożliwi także testowanie nowych podejść do inteligentnej obróbki sygnałów i danych oraz przyszłych zastosowań w dziedzinie bezpieczeństwa.

„Kiedy sześć lat temu uruchomiliśmy SeRANIS, naszym celem było jak najwcześniejsze testowanie kluczowych technologii w warunkach rzeczywistych w przestrzeni kosmicznej. Udany start ATHENE-1 czyni tę wizję rzeczywistością. Nie mogliśmy przewidzieć rozwoju sytuacji politycznej i bezpieczeństwa w ostatnich latach – ale elastyczny projekt misji pozwolił nam na włączenie nowych zagadnień”, mówi prof. Andreas Knopp, inicjator i kierownik programu SeRANIS na Uniwersytecie Bundeswehry w Monachium.

Elastyczność w reagowaniu na nowe scenariusze

Pod względem technologicznym ATHENE-1 symbolizuje przejście na systemy satelitarne oparte na oprogramowaniu i możliwościach rekonfiguracji. Technologie testowane w ramach misji mają umożliwić dostosowywanie funkcji i zastosowań nawet po starcie do nowych wymagań. Dzięki temu satelity będą mogły bardziej elastycznie reagować na nowe standardy, scenariusze operacyjne czy zakłócenia.

„Udany start ATHENE-1 to ważny kamień milowy dla całego zespołu projektowego i silny przykład współpracy nauki i przemysłu”, mówi Marco Fuchs, prezes zarządu OHB. „Misja ta tworzy podstawy do uzyskania kluczowych informacji dla przyszłych zastosowań komunikacyjnych, nawigacyjnych i bezpieczeństwa. Rozwój ostatnich lat pokazał, jak ważna stała się technologia i odporność systemów kosmicznych.”

Misja ATHENE-1 opiera się na modułowej platformie małych satelitów Triton-X Heavy firmy LuxSpace, w połączeniu z wielofunkcyjną eksperymentalną ładunkiem opracowanym przez Uniwersytet Bundeswehry w Monachium, którego integracja odbyła się w siedzibie OHB w Oberpfaffenhofen. Za realizację kampanii startowej odpowiadała firma OHB Orbital Access. Oprócz operacji lotów kosmicznych i szkolenia astronautów, w projekcie uczestniczą również Instytut Komunikacji i Nawigacji w Oberpfaffenhofen oraz Instytut Geodezji Satelitarnej i Inercyjnych Czujników w Hanowerze.