Satelliten

CubeSats

CubeSats verwenden genormte Kleinsatellitenstrukturen; eine Grundeinheit von 1U misst ungefähr zehn Zentimeter pro Seite. Der 1999 von US-Universitäten vorgeschlagene Standard ermöglicht Hochschulen und kleinen Teams vergleichsweise günstige Missionen für Ausbildung, Forschung und Technologietests.

Satellit verfolgen ↗
Eine Hand hält eine 1U-CubeSat-Struktur mit Akkus und Leiterplatten; Svobodat, CC BY-SA 3.0
Eine Hand hält eine 1U-CubeSat-Struktur mit Akkus und Leiterplatten; Svobodat, CC BY-SA 3.0
Bildnachweis: Svobodat · CC BY-SA 3.0 · Bildquelle anzeigen ↗

Auf einen Blick

Betreiber
Offener Standard, vorgeschlagen von Cal Poly und der Stanford University
Seit
1999
Aufgabe
Standardisierte Kleinsatelliten für kostengünstige Ausbildung, Forschung und Technologieerprobung

Kann ein Würfel von nur etwa zehn Zentimetern Kantenlänge ein echter Satellit sein? CubeSats beweisen, dass es geht.

Sie folgen standardisierten Abmessungen und Schnittstellen. Eine einfache 1U-Einheit besitzt einen ungefähr zehn Zentimeter quadratischen Querschnitt. Frühe Standards sahen etwa 1,33 Kilogramm vor, spätere Spezifikationen änderten diesen Wert. In dem kleinen Gehäuse finden Akkus, Computer, Funkgeräte und kompakte Instrumente Platz – genug für echte Missionen.

Eine Hand hält die Struktur eines 1U-CubeSats mit Akkus und Leiterplatten; Svobodat, CC BY-SA 3.0
Eine Hand hält die Struktur eines 1U-CubeSats mit Akkus und Leiterplatten; Svobodat, CC BY-SA 3.0
Bildnachweis: Svobodat · CC BY-SA 3.0 · Bildquelle anzeigen ↗

Ein Standard aus den Universitäten

Im Jahr 1999 schlugen Jordi Puig-Suari von Cal Poly und Bob Twiggs von Stanford den Standard vor. Studierende sollten damit vollständige Satellitenprojekte innerhalb begrenzter Zeit und mit überschaubarem Budget verwirklichen können.

Durch die festgelegten Maße kennen Hersteller von Raketen und Aussetzvorrichtungen Form und Befestigungspunkte schon im Voraus. CubeSats können gemeinsam mit größeren Nutzlasten starten und senken dadurch die Zugangshürde zum Weltraum.

Der CubeSat QARMAN nach dem Aussetzen von der ISS
Der CubeSat QARMAN nach dem Aussetzen von der ISS
Bildnachweis: NASA · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Kleine Würfel, viele Aufgaben

Neben der Ausbildung dienen CubeSats der Erdbeobachtung, der Kommunikation im Internet der Dinge, wissenschaftlichen Messungen und der Erprobung neuer Technik. Mehrere Einheiten lassen sich zu Formaten wie 2U, 3U, 6U oder noch größeren Satelliten verbinden.

Klein bedeutet keineswegs einfach. Auch CubeSats müssen Vakuum, Strahlung und extreme Temperaturschwankungen überstehen, obwohl nur wenig elektrische Leistung und Funkkapazität zur Verfügung stehen.

Bis in den tiefen Weltraum

Im Mai 2018 begleiteten die beiden 6U-CubeSats MarCO-A und MarCO-B die NASA-Sonde InSight auf dem Weg zum Mars. Während der Landung leiteten sie Funksignale weiter und wurden damit zu den ersten CubeSats im tiefen Weltraum.

Für eine sichere Landung von InSight waren sie nicht unverzichtbar. Sie zeigten jedoch, welchen Beitrag kleine Raumsonden weit jenseits der Erdumlaufbahn leisten können.

Darstellung eines MarCO-CubeSats mit ausgeklappten Solarmodulen und Kommunikationsantenne
Darstellung eines MarCO-CubeSats mit ausgeklappten Solarmodulen und Kommunikationsantenne
Bildnachweis: NASA · Public domain · Bildquelle anzeigen ↗

Fallen CubeSats wieder auf die Erde?

Ja. Viele fliegen in niedrigen Erdumlaufbahnen, wo selbst die äußerst dünne Restatmosphäre ihre Höhe allmählich verringert. Schließlich treten sie wieder ein und verglühen größtenteils. Ihre Lebensdauer hängt von Ausgangshöhe, Form und Sonnenaktivität ab.

Das „U“ steht für Unit, also Einheit. Die ersten CubeSats starteten 2003. Zu ihren wichtigsten Leistungen gehört, dass Universitäten eigene Satelliten bauen und Ingenieurwissen in realen Missionen vermitteln können.

Quellen