Weltraumelektronik : Ein Knirps im All
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Vierzig Jahre alte Technik ist auch im Ops-Sat verbaut. Aber eben nicht nur diese. Bild: Illustration Esa
Raumfahrtingenieure setzen oft auf erprobte Lösungen, die daher technisch eigentlich veraltet sind. Ein Satellitenexperiment will hier neue Wege gehen.
Am morgigen Dienstag erhebt sich Cheops zu den Sternen. Was klingt wie die Himmelfahrt eines altägyptischen Pharaos, ist der Start eines europäischen Weltraumteleskops. „CHaracterizing ExOPlanets Satellite“ soll nach seinem Abheben vom Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guayana mindestens dreieinhalb Jahre lang fünfhundert Sterne beobachten, um Genaueres über ihre Planetensysteme herauszufinden. Einer der Väter des Projekts ist der Schweizer Astronom Didier Queloz, der 1995 zusammen mit seinem Doktorvater den allerersten Exoplaneten entdeckte, wofür den beiden Anfang vergangener Woche der Nobelpreis für Physik überreicht wurde.
Doch die Sojus-Rakete wird am Dienstag nicht nur Cheops zu seinem Einsatzort bringen. Mit an Bord ist auch Ops-Sat, ein nur 30 Zentimeter großer und sechs Kilogramm schwerer Nano-Satellit, auf dem Software im All getestet wird.
Satelliten sind zu teuer für neuste Technik
Das klingt erst mal nicht ganz so prickelnd wie die Erkundung neuer planetarer Welten. Doch Ops-Sat kümmert sich um ein Problem, das die Raumfahrttechnik sehr grundsätzlich beschäftigt. „Fakt ist, dass sich seit schätzungsweise zwanzig Jahren technologisch nicht viel geändert hat“, sagt David Evans vom Europäischen Raumflugkontrollzentrum Esoc in Darmstadt und Ops-Sats Projektmanager. „Wir haben ein Limit erreicht, an dem Fortschritt nur noch schwer möglich ist.“ Der Grund seien die hohen Investitionskosten. Ein Gerät wie Cheops kostet die europäische Weltraumorganisation Esa 50 Millionen Euro, größere Missionen wie die Kometensonde „Rosetta“ knacken schon mal die Milliarden-Marke. Aber gerade wegen dieser Werte müsse man darauf verzichten, an Bord der Satelliten moderne Software und die dazu passenden leistungsfähigen Prozessoren zu installieren, sagt Evans. Solche würden nämlich die Sicherheit einer Mission gefährden, da sie störanfällig seien. Insbesondere die Strahlung im All ist ein großes Problem. Doch ohne aktuelle Prozessortechnik bleibt in vielen Fällen auch die Datenqualität von gestern und die wissenschaftliche Ausbeute der teuren Raumsonden unter ihren Möglichkeiten.
Bereits als Student der Luft- und Raumfahrttechnik auf der Cranfield University in England hat Evans in den frühen neunziger Jahren mit einem Prozessortyp gearbeitet, der 1982 auf den Markt kam: der Intel 80286, das Herz früher Personalcomputer und ein mikroelektronisches Fossil, das gleichwohl bis heute in Satelliten verbaut wird. Aus gutem Grund. „Wir erwarten, dass unsere Satelliten fünfzehn Jahre lang unter extremen Temperaturverhältnissen arbeiten, ohne auch nur ein einziges Mal neu gestartet zu werden“, erklärt Evans. Nur altgediente Standardtechnologie funktioniere so zuverlässig und garantiere die uneingeschränkte Kontrolle über den Satelliten. Dafür müsse man dann eben auch in Kauf nehmen, nicht viel damit machen zu können.
Das Rennpferd und der Ackergaul
Mit Ops-Sat möchten Evans und seine Mitarbeiter einen Ausweg aus diesem Zwang zum technischen Konservatismus beschreiten. Der nur 2,4 Millionen Euro teure Knirps besteht aus drei Standard-Würfeleinheiten mit jeweils zehn Zentimeter Kantenlänge. Über hundert Experimente sind darauf vorgesehen. Als Teilnehmer wählte die Esa eine Vielzahl von Entwicklern aus der Raumfahrtindustrie und der Wissenschaft aus, darunter Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Geoforschungszentrums Potsdam, der Universität Graz oder der Jacobs University Bremen, aber auch Unternehmen und Universitäten europäischer Mitgliedstaaten, die bisher noch kein Weltraumexperiment starten konnten.
