Aufzeichnung des Nachthimmelleuchtens Pixel für Pixel mit dem Satelliten SwissCube

„Zu Beginn hatten wir den Bau und Start einer Mini-Rakete von der Schweiz aus geplant. Dies wäre zwar vom technischen Standpunkt aus möglich gewesen, jedoch weniger vom geografischen, wegen der geringen Größe des Landes. Wir hätten dazu einen unbewohnten Umkreis von 10 km benötigt", erklärt Muriel Noca, Leiterin des SwissCube Projekts. Deswegen kamen wir auf die Idee, unter der Leitung von Maurice Borgeaud, Direktor des Space Centers, im Rahmen des CubeSat-Programms der beiden kalifornischen Universitäten Cal Poly und Stanford University einen Miniatursatelliten zu entwickeln. Dies war für das Space Center EPFL eine exzellente Gelegenheit seine Bildungsfähigkeiten in diesem Bereich zu bestätigen. „Außerdem erwies sich das Projekt vor allem als ein hervorragendes Kommunikationsmittel zwischen der Industrie und unseren Forschungslabors.

Technologische Fähigkeiten und Nutzen für die Lehre

2006 war das Space Center, dessen Mission insbesondere in der Förderung und Entwicklung von Forschungsprojekten im Bereich der Raumfahrttechnologie besteht, startbereit für die Entwicklung eines Picosatelliten in stark reduzierten Dimensionen. Der Satellit ist würfelförmig, mit einer Kantenlänge von 10 cm - deswegen der Name SwissCube – und darf nicht mehr als 1 kg wiegen. Mit seiner kleinen Dimension zeigt der SwissCube jedoch seine Größe anhand der Zusammenarbeit zahlreicher Teams, die ihm Pflege und Aufmerksamkeit schenken. Extreme Tests zur Überprüfung der Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und Schläge, ähnlich denen beim Start, und Kommunikationsversuche zwischen Freiburg und dem Gipfel des Moléson (Gruyères) sowie Verhaltenstests des Satelliten in einer Vakuumkammer wurden durchgeführt. All diese Tests wurden mit Bravour bestanden und das erste Ziel war somit erreicht: die Bestätigung der technologischen Fähigkeiten und des Nutzens für die Lehre.

Über 200 Studenten haben an den verschiedenen Projektphasen, von der Entwicklung über das Design und die Herstellung bis zu den thermischen Tests und Tests in einer Vakuumkammer des Satelliten teilgenommen. Die Partnerschaft mit dem Unternehmen RUAG Aerospace und dem CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique - Schweizer Forschungs- und Entwicklungszentrum mit den Schwerpunkten Mikro- und Nanotechnologie, Neuenburg) unter zentraler Aufsicht des Büros für Weltraumangelegenheiten des Bundesrats in Bern, ließ die Konstrukteure von dem Fachwissen der Schweizer Raumfahrtindustrie profitieren. Das Projekt wurde auch von zahlreichen Sponsoren, wie der Lotterie Romande, industrielle Unternehmen, wie BOBST und EOTEC, der Stadt Le Locle und dem europäischen Raumfahrtunternehmen EADS, unterstützt. Zur Kommunikation mit der Erde nutzt der Satellit die Frequenzen der Amateurfunkgemeinschaft, die auch in großem Maße zum Erfolg des Projekts beigetragen hat.

Ein wissenschaftlich wertvolles Projekt

SwissCube ist auf einer indischen Trägerrakete gestartet, gleichzeitig mit einem Satelliten zur Beobachtung der Erde und drei anderen CubeSats. Nach seinem Start wird SwissCube in einer Höhe von 720 km in einer kreisförmigen Umlaufbahn um die Erde seine Mission erfüllen. In dieser Höhe schwanken die Temperaturen zwischen -45 bis +50° Celsius. „Dies ist ein idealer Ort zur Beobachtung des Airglow, einer grün leuchtenden, nur in der Nacht wahrnehmbaren Schicht, in einer Höhe von ungefähr 100 km" erklärt Muriel Noca.

Diese Mission, die zwischen drei Monaten und einem Jahr dauern wird, ist von hohem wissenschaftlichen Interesse. „Dieses atmosphärische Phänomen wird ausgiebig von der Erde aus erforscht, jedoch können die Instrumente das Airglow nur bis zu einer maximalen Höhe von 70 km erfassen" erläutert die Projektleiterin. Der Satellit ist also mit einem kleinen Teleskop ausgestattet, das im Infrarotbereich arbeitet und dessen Kamera nicht größer, wie ein Fingerhut ist. Mit diesem Teleskop kann die Intensität des Phänomens Pixel pro Pixel gemessen werden, eine Premiere unter diesen Bedingungen.

Lokalisierung im Schatten

Das Hauptziel dieses Starts bleibt selbstverständlich, zukünftigen Ingenieuren die Beobachtung der gesamten Vorgänge eines Raumfahrtprojekts zu ermöglichen. Jedoch kann das Space Center mit Stolz bezeugen, heute auf dem neuesten Stand der Forschung zu sein. Seit der Fertigstellung des SwissCube arbeiten Schweizer Ingenieurstudenten bereits an der Entwicklung eines Erdsensors der Satelliten auch eine Lokalisierung ermöglichen soll, wenn sie sich während einer Eklipse-Phase um die Erde im Schatten befinden. „Wir werden dieses Instrument nicht selbst herstellen. Hier wird nun der Technologietransfer eingeschaltet werden. Wir werden hier beweisen, dass wir unsere geeigneten Systeme und auch kreative Fähigkeiten haben, und anschließend werden die Unternehmen das Projekt weiterführe

Start am 23. September 2009

Ursprünglich war der Start mit der VEGA–Trägerrakete von der ESA geplant, und wurde dann jedoch, aus terminlichen Gründen, an die indische Raumfahrtbehörde (ISRO) übergeben. Der Start erfolgte mit der Trägerrakete PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) der 23. September auf der indischen Raketenbasis Satish Dhawan (bei Chennai/Madras). Das Space Center EPFL hat die Startmodalitäten dem privaten Unternehmen ISIS (Niederlande) anvertraut, das zurzeit die interessantesten finanziellen Angebote zum Einschuss eines Picosatelliten wie SwissCube bietet.

Technisches Datenblatt SwissCube

Gewicht: 820 Gramm
Umfang: 10x10x10 cm3
Sendeleistung: 1.5 Watt
Bauzeit:3,5 Jahre
Lebensdauer des Satelliten: 3-6 Monate
Ziele:
- Bildung
- Wissenschaft
- Technologie
Nutzlast: Teleskop mit Vergrößerung bis zu 760 nm
Datenübertragung: UHF und VHF-Frequenz (1 kbit/s)