Weltraum-Studium: Uwe fliegt zu den Sternen

Von Franken in unendliche Weiten: Würzburger Studenten testen mit der Sparversion eines Satelliten, wie sich die Erdtrabanten einfacher steuern lassen. Der Spaß währt nur kurz: Schon nach wenigen Wochen wird die kosmische Strahlung "Uwe" zerstören.

Noch steht der kleine Würfel mit den glänzenden Solarzellen im Testlabor der Uni Würzburg. Schon in wenigen Monaten wird der Kleinsatellit mit einer Kantenlänge von gerade einmal zehn Zentimetern seine Bahnen um die Erde ziehen - wenn beim Raketenstart im russischen Yasny nichts schief geht.

Oben angekommen, soll der ein Kilogramm schwere Klotz aus etwa 600 Kilometern Höhe Messdaten nach unten funken. Der Pico-Satellit ist Teil eines Forschungsprojekts in Miniaturisierungstechnik, bei dem die Studenten theoretisch gelerntes praktisch anwenden sollen.

Für Doktorand Stephan Busch ist das "eine wahnsinnig gute Chance, hier kreativ mitzuarbeiten". Er forscht seit 2008 im Team und koordiniert mittlerweile das Projekt rund um den Universität-Würzburg-Experimentalsatelliten, kurz "Uwe". Das besondere laut Busch: "Wir bauen nicht nur ein Teil des Satelliten, sondern den kompletten Satellit." Und das beste: Das ganze ist keine Simulation, das schwarze Kästchen wird tatsächlich ins All geschossen. Zur Abschlussrampe schicken die Studenten ihren Uwe-3 schon Ende März.

Uwe und seine Schöpfer kommunizieren nur zehn Minuten täglich

"Wenn Uwe in der Umlaufbahn ist, fangen die wissenschaftlichen Messungen an, die wir optimieren wollen", sagt Projektleiter Klaus Schilling vom Institut für Informatik. Sein zehnköpfige Team besteht aus Master- und Bachelorstudenten sowie Doktoranden der Luft- und Raumfahrttechnik. Damit Uwe und seine Schöpfer sich verstehen, müssen die jungen Forscher immer wieder genau den Zeitpunkt abpassen, an dem der Satellit über Würzburg fliegt. In einem zehnminütigen Zeitfenster werden Daten vom Satelliten zur Uni und neue Befehle an Uwe übertragen. Gesendet wird auf normalen Radiofrequenzen, allerdings sind die Töne wenig melodisch. Vielmehr sind es viele Piep-Geräusche, die über den klassischen Amateurfunk empfangen werden.

Nur etwa drei Monate lang werden Würfel und Studenten miteinander kommunizieren können, dann wird Uwe wohl den Geist aufgeben. "Die begrenzte Lebensdauer liegt daran, dass wir aus Kostengründen keine strahlungsharten Bauteile verwenden", sagt Projektleiter Schilling. Die Komponentenkosten liegen dafür aber auch bei rund 20.000 Euro vergleichsweise niedrig.

Zwei Würfel aus Würzburg fliegen bereits durchs All, doch sie funken nicht mehr. 2010 kam von ihnen das letzte Signal. "Im Moment sind beide stumm, aber wir verfolgen sie weiter. Das zeigt uns, wie Bahnstörungen von außen auf sie wirken und dies hilft uns beim Auslegen des Antriebs für Uwe-4", so Schilling, der schon den nächste Weltraumwürfel plant.

Bis ins All braucht Uwe nur eine Stunde

2005 startete mit Uwe-1 der erste deutsche Pico-Satelliten in die Erdumlaufbahn, es folgte Uwe-2. Der Studentensatellit der dritten Generation soll nun seine Blickrichtung genau ausrichten können. Dabei orientiert er sich am Erdmagnetfeld und am Sonnenstand.

Auch Forscherteams aus Aachen und Berlin haben schon jeweils einen Klein-Satelliten in den Orbit geschickt, das Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt die Projekte. Die Würzburger Satellitenschmiede ist international sehr anerkannt. Kürzlich erhielt Projektleiter Schilling von der Europäische Union einen mit 2,5 Millionen Euro dotieren Preis. Mit diesem Geld sei seine Forschungen bis 2018 gesichert, Uwe-5 bis Uwe-8 könnten so finanziert werden.

Die Erkenntnisse aus Würzburg sind auf große Satelliten übertragbar. Sie könnten es ermöglichen, dass zusammen arbeitende Satelliten etwa nach Erdbeben gezielt ein Gebiet dreidimensional darstellen können, indem sie sich selbst ausrichten und miteinander kommunizieren können. Schon jetzt sind Technologiefortschritte aus Würzburg Bestandteil der aktuell im All fliegenden Satelliten. Eine besonders leistungsfähigen Solarzellen aus Gallium-Arsenid sei mit dem ersten Würzburger Kleinsatelliten im All getestet worden. "Mittlerweile sind sie auf vielen großen ESA-Satelliten."

Wann genau Uwe-3 auf Weltraum-Reise geht, ist noch unklar. Der Termin für den Start im südrussischen Yasny steht noch nicht fest. Aber wenn die Rakete gestartet ist und alles nach Plan läuft, hören die Studenten in Würzburg schon nach einer Stunde das erste Piepen "ihres" Satelliten.