Das US-Unternehmen Aerospace Corp. setzt die Erprobung der Betriebsfähigkeit seiner flachen DiskSat-Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn fort, nachdem im Dezember vier Exemplare an Bord einer Rocket-Lab-Electron-Rakete gestartet worden waren. Die Satelliten wurden von einem speziell für die Mission entwickelten Aussetzer des Unternehmens ausgesetzt und erreichten eine Höhe von 550 Kilometern. Derzeit arbeiten die Ingenieure daran, die elektrischen Antriebssysteme Nano Field Emission Electric Propulsion des Unternehmens Enpulsion in Betrieb zu nehmen.
DiskSat-Satelliten wiegen jeweils etwa 17 Kilogramm und sind als Scheiben mit einem Durchmesser von einem Meter und einer Dicke von 2,5 Zentimetern konzipiert. Aufgrund der atmosphärischen Reibung sinken die Satelliten langsam aus ihrer derzeitigen Umlaufbahn ab. Das nächste Ziel besteht jedoch darin, den Antrieb zu nutzen, um sie abzusenken und in einer sehr niedrigen Erdumlaufbahn zu halten, also in einer Höhe von weniger als 300 Kilometern.
Ein Design, das eine Neuentwicklung der Systeme erfordert
DiskSat unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen Kleinsatelliten. Die Struktur wurde aus Verbundplatten aus Kohlenstofffasern gefertigt, die mit einem Kern aus Aluminium in Wabenstruktur verbunden sind. Diese ungewöhnliche Form zwang die Aerospace-Ingenieure, Systeme für die Energieverwaltung, Kommunikation, Lageregelung und Wärmekontrolle neu zu entwickeln oder anzupassen.
Darren Rowen, leitender Ingenieur der Demonstrationsmission, sagte, DiskSat stelle den größten Fortschritt bei in Behältern verpackten Satelliten seit dem Aufkommen der CubeSats Anfang der 2000er-Jahre dar. Die erste Phase im Orbit habe jedoch gezeigt, dass die meisten Missionskomponenten neu waren, darunter die Plattform, der Aussetzer, das S-Band-Funkgerät und das Netzwerk der Bodenstationen. Dadurch sei das Betriebsteam mit einer steilen Lernkurve konfrontiert gewesen.
Thermische Probleme und beschädigte Batterien
Die Wärmekontrolle gehörte zu den größten Herausforderungen, da Triebwerke, Nutzlasten, Sternsensoren und weitere Komponenten an den Außenflächen der Satelliten angebracht wurden. Die Ingenieure mussten Lösungen entwickeln, um zu verhindern, dass diese Komponenten zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden. Außerdem entdeckte das Team nach dem Erreichen des Orbits Streulicht, das die Sternsensoren beeinträchtigte. Das Problem wurde durch eine Anpassung der Missionsbetriebsverfahren behoben.
Das Problem mit den größten Auswirkungen betraf die Batterieheizungen, die aufgrund eines Konstruktionsfehlers ungleichmäßig Energie bezogen. Den Ingenieuren gelang es, die Störung per Software abzumildern. Die Anpassung wurde jedoch erst nach dem dauerhaften Ausfall der beiden Batterien des Satelliten DiskSat C und einer Batterie von DiskSat A vollständig hochgeladen und angewendet, wie aus dem Beitrag hervorgeht, den das Missionsteam auf der Konferenz für Kleinsatelliten 2026 präsentierte.
Was bedeutet das für die Technologie?
Der Versuch zeigt, dass die Verkleinerung eines Satelliten und die Änderung seiner Form nicht nur eine Neuanordnung der Komponenten erfordern, sondern eine Neuentwicklung der Energie-, Kommunikations- und Wärmesysteme sowie der Mechanismen für Aussetzung und Betrieb. Der Betrieb in einer Höhe von weniger als 300 Kilometern bietet ein praktisches Ziel für die Erprobung dieses Designs. Gleichzeitig setzt er die Systeme einer gegenüber der atmosphärischen Reibung empfindlicheren Betriebsumgebung aus, was die Bedeutung des verwendeten Antriebs für die Absenkung und Aufrechterhaltung der Umlaufbahn erklärt.
Trotz des Verlusts von drei Batterien erklärte Aerospace, die Mission befinde sich weiterhin auf Kurs, um alle ihre Ziele zu erreichen. Die Quelle nennt keine Details zur endgültigen Leistung der Triebwerke oder zur erforderlichen Zeit, um die sehr niedrige Erdumlaufbahn zu erreichen. Daher bleiben diese Punkte offen, bis die Tests abgeschlossen sind.
Übertragung der Technologie auf den Markt
Die Mission beschränkt sich nicht auf den Konzeptnachweis innerhalb von Aerospace. Die Unternehmen Neumann Space, Orbotic Systems und Satlyt haben kommerzielle Lizenzvereinbarungen für die DiskSat-Technologie unterzeichnet, während weitere Unternehmen Interesse bekundet haben. Catherine Venturini, leitende Wissenschaftlerin der Demonstrationsmission, zufolge wird der Erfolg des Projekts auch daran gemessen, ob es eine industrielle Basis schaffen kann, die anderen Unternehmen die Entwicklung eigener DiskSat-Satelliten ermöglicht.