SwissCube: Ein schweizer Würfel im All

SwissCube - Der erste Schweizer Satellit
25 Juli 2008

Eine Doppelpremiere steht an: Die im Auftrag der ESA entwickelte dreistufige Trägerrakete VEGA wird 2009 vom europäischen Weltraumflughafen Kourou in Französisch-Guyana zum Jungfernflug abheben. Mit an Bord: SwissCube, der erste künstliche Erdtrabant „Made in Switzerland“.

Der Start des ersten Schweizer Satelliten wird durch eine im Mai 2007 getroffene ESA-Vereinbarung ermöglicht. Diese sieht vor, dass beim Erststart des neuen europäischen Trägersystems außer der 400 kg schweren Forschungsplattform LARES (LAser RElativity Satellite) drei Container mit je drei von Studententeams entwickelten Kleinsatelliten ins All fliegen sollen. Darunter befindet sich auch SwissCube.

CubeSats: Klein aber fein

Die Vega-Trägerrakete startet vom Weltraumbahnhof Kourou

SwissCube ist mit seinen Maßen von 10 x 10 x 10 Zentimeter und einer Masse von 1 Kilogramm ein Leichtgewicht. Er gehört zur Gruppe der sogenannten CubeSats, das sind standardisierte würfelförmige Winzlinge mit einer Kantenlänge von zehn Zentimetern, die nicht mehr als 1000 Gramm auf die Waage bringen dürfen. Die dahinter stehende Idee: Studenten maßgeblich an Entwurf und Entwicklung von Satellitentechnik sowie Weltraumexperimenten mitwirken zu lassen, um sie so aktiv in die Raumfahrtforschung einzubinden.

Auf die im Oktober 2007 erfolgte Projekt-Ausschreibung der ESA bewarben sich über 40 Universitäten und Hochschulen aus ganz Europa mit ihren Satelliten-Vorschlägen, von denen 22 in die engere Wahl kamen. Neun wurden schließlich Anfang Juni 2008 für den Orbit-Ritt auf der Vega ausgesucht. Neben CubeSats aus Italien, Belgien, Frankreich, Polen, Rumänien und Spanien konnte sich auch das SwissCube-Projekt aus der Schweiz qualifizieren, das 2006 von der Ingenieurin Muriel Noca ins Leben gerufen worden war.

Dem geheimnisvollen Nachtleuchten auf der Spur

SwissCube ist ein Gemeinschaftswerk der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (ETH), der Universität von Neuchatel und dem Fachhochschulverband für die Westschweiz. Dem 35-köpfigen Entwicklungsteam unter der Leitung von Muriel Noca (ETH) gelang es, auch die Giganten der schweizerischen Raumfahrtindustrie – Oerlikon und RUAG Aerospace – mit ins Boot zu holen.

SwissCube soll während seiner mindestens drei Monate währenden Mission das von der Erde aus nicht beobachtbare schwache Leuchten des Nachthimmels untersuchen. Bei diesem in der Hochatmosphäre ablaufenden Prozess wird ein Teil der Sonnenstrahlen von Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen „geschluckt“ und dann als verschiedenfarbiges Licht wieder abgestrahlt, – wahrnehmbar als leuchtender Ring um die Erde. Dieses Phänomen wird auch als „Airglow“ bezeichnet.

Nachtleuchten zur Lageregelung von Satelliten nutzbar?

SwissCube - Das junge Studententeam

Das Noca-Team will folgende Frage lösen: Kann man den Airglow-Effekt zur Lageregelung von Raumflugkörpern nutzen und damit eine kostengünstige Alternative zu den teuren Sternsuchern schaffen? Hierzu hat das Team einen im Infrarot-Bereich arbeitenden optischen Sensor entwickelt, mit dem sich diese Lichtteilchen zählen lassen und selbst extrem schwache Sauerstoff-Lichtemissionen erfasst werden.
Gelingt der Nachweis, könnte die Raumfahrt billiger werden. Bislang sind Satelliten mit hochkomplexen Sternsuchern ausgerüstet, die die aktuelle Lage im Raum anhand von Sternpositionen bestimmen.

Der „Schweizer Würfel“ soll deshalb die Erde auf einer 98 Grad gegen den Äquator geneigten sonnensynchronen Bahn in Höhen zwischen 400 und 1000 Kilometer umkreisen. Solch ein Orbit versetzt den Satelliten in die Lage, die Erdoberfläche nahezu lückenlos zu erfassen und gleiche Gebiete immer zur gleichen Tageszeit zu überfliegen.

Billig und robust

Um die Kosten extrem niedrig zu halten – das Budget liegt bei 380 000 Schweizer Franken (235 000 Euro) – werden zum Bau von SwissCube nur handelsübliche Bauteile verwendet. Selbst die Empfangsstation in Lausanne ist Marke Eigenbau.
Sylvain Decastel von der Fachhochschule Fribourg berichtet voller Stolz, dass einige Systeme nicht einmal 100 Franken kosten. In der Weltraum-Ausführung hätten die Studenten dafür 35 000 Dollar bezahlen müssen.
Um das fehlerfreie Funktionieren aller Systeme im All zu garantieren, werden sie in Bern extremsten Belastungsproben unterzogen. So hat der Satellit mit Bravour die Thermaltests und Solar-Simulationen in der Vakuumkammer absolviert. Im August sollen weitere Härteprüfungen folgen, die Endkontrolle ist für Oktober geplant. Danach kommt der Satellit nach Kourou, wo er auf seine Integration und den Abschuss wartet. Na dann: ,Hopp Schwyz!'

Weitere Auskünfte erteilen:

Dr. Roger Walker
Head of the Education Projects Activities Unit
ESA Education Office
ESTEC
NL - 2201AZ Noordwijk
E-Mail: roger.walker @ esa.int

Muriel Noca
ELD 014 (Batiment ELD), Station 11,
CH -1015 Lausanne
Tel: +41 (0) 21 693 69 42
E-Mail: muriel.noca @ epfl.ch

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