"NetSat"-Start Satelliten mit Schwarmintelligenz

Ein deutsches Unternehmen schickt vier Minisatelliten ins All. Missionsziel: Eine Weltpremiere, die für bessere Klimamodelle sorgen soll.
Kleinst-Satelliten im Formationsflug in einer Umlaufbahn

Kleinst-Satelliten im Formationsflug in einer Umlaufbahn

Foto: Zentrum für Telematik

Satelliten kennt man als schwerfällige Einzelgänger. Die kleinwagengroßen Hightechkisten kreisen unablässig im All und verrichten dort still ihre Aufgaben. Sie helfen uns bei der Kommunikation, der Orientierung oder beobachten und vermessen die Erde.

In Zukunft können Satelliten nicht nur sehr viel kleiner und leichter sein, sie könnten für manche Missionen auch im Schwarm auftreten. Elon Musk, Chef des Elektroautoherstellers Tesla, hat letzteres bereits mit seinem "Starlink"-Programm demonstriert. Aufmerksame Beobachter können die Erdtrabanten manchmal aufgereiht wie an einer Perlenkette am Himmel vorbeiziehen sehen.

Am Montag ist nun ein zukunftsweisendes Projekt ins All gestartet. Vier kleine Satelliten hoben in Russland mit einer Sojus-Rakete ab. Der Start vom Kosmodrom Plessezk im Norden des Landes sei wie geplant verlaufen, teilte das Verteidigungsministerium in Moskau am Montag mit. 

Die jeweils nur vier Kilogramm schweren Kleinstsatelliten, 10 mal 10 mal 30 Zentimeter groß, werden als Team im All agieren. Im Gegensatz zu anderen Satelliten-Gruppen, die vom Boden aus gesteuert werden, koordiniert das Projektteam die vier "NetSats" nur in einem sehr groben Rahmen von der Erde aus. In ihrem Orbit in 600 Kilometern Höhe kommunizieren sie selbstständig untereinander. Über Funk tauschen sie Daten zur Position aus und verändern ihre Lage möglichst autonom - unabhängig von der Bodenstation in Würzburg, die per Funk die Verbindung hält.

"Die NetSats bilden eine Formation im dreidimensionalen Raum, wenn das gelingt, ist das eine Premiere", sagt Klaus Schilling dem SPIEGEL. Der Projektleiter von der Universität Würzburg arbeitet seit Jahren an der Entwicklung von kleinen Satelliten und gilt als Experte für solche sogenannten Cubesats.

Forscher mit einem der vier "NetSats"

Forscher mit einem der vier "NetSats"

Foto: Zentrum für Telematik

Die Technik soll es ermöglichen, bessere Bilder von der Erde zu machen. Wenn man unseren Planeten komplett und ohne tote Winkel erfassen will, braucht man Perspektiven aus unterschiedlichen Richtungen. Die Bildinformation, die die "NetSat"-Kameras aufnehmen, können kombiniert werden und so eine höhere Qualität erzeugen.

Helfen soll das auch der Klimaforschung: "Wolken sind der größte Unsicherheitsfaktor in Klimamodellen. Deshalb wollen wir ihr Innenleben aus dem All besser erfassen", sagt Schilling. Mit den im Schwarm agierenden "NetSats" könnte man eine Wolke nicht nur von einer Seite aus analysieren, sondern von vier Seiten gleichzeitig und die Daten dann zusammenführen.

Im All angekommen, dürfen die Satelliten, die mit über 20.000 Kilometern pro Stunde unterwegs sind, nicht zu weit auseinanderdriften. "Wir beginnen mit einem Abstand von etwa 100 Kilometern. Dann rücken die Satelliten immer näher zusammen", so Schilling. Im Idealfall klappt auch das Rendezvous-Manöver, bei dem nur etwa jeweils 20 Meter zwischen den Satelliten liegen. Die Position verändern die Satelliten über einen speziellen Elektroantrieb. Dabei werden geladene Teilchen von Magnetfeldern beschleunigt und ausgestoßen.

Zunächst werden die "NetSats" in Reihe fliegen. Von da aus starten sie in ihre dreidimensionalen Formationen. Für Erdbobachtungen gehen die vier in eine Tetraeder-Form über, sie bilden also eine fliegende Pyramide. Dabei unterscheiden sich die Orbits der einzelnen Satelliten ein wenig.

"Franken im Weltall, wer hatte das gedacht"

Um mit der Schwarm-Technik die Klimaforschung voranzubringen, plant Schilling bereits eine weitere Mission: CloudCT. Sie soll 2021 starten und zehn kleine Satelliten umfassen. Mit ihnen wollen die Forscher Wolken mit einer Methode durchleuchten, die ähnlich funktioniert wie ein Computertomograf. Die nötige Förderung hat das Projekt schon eingesammelt.

Und einen prominenten Fan gibt es auch. Bei der Pressekonferenz zum "NetSat"-Start wurde auch Bayerns Ministerpräsident Markus Söder zugeschaltet. Der aus Nürnberg stammende CSU-Politiker gilt als Raumfahrtfan und begann seine Grußworte so: "Franken im Weltall, wer hatte das gedacht."

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