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StartseiteForschung aktuellKleine Sonden erobern den Weltraum01.06.2018

Cubesat-SatellitenKleine Sonden erobern den Weltraum

Mini-Satelliten werden immer leistungsstärker und können inzwischen auch außerhalb der Erdumlaufbahn eingesetzt werden. Weil sie vergleichsweise günstig sind, planen inzwischen alle großen Raumfahrtagenturen, immer mehr der so genannten Cubesats in den Weltraum zu schicken.

Von Karl Urban

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Ein Cubsat auf einer Werkbank. (NASA)
Neue Technologien gelten als riskant, denn sie könnten in der rauen Umgebung des Weltraums eine Milliarden teure Mission schnell scheitern lassen. Bei Cubesats sieht das etwas anders aus (NASA)
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Am 5. Mai hob eine Atlas-5-Rakete von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien ab. An Bord ist nicht nur die 700 Kilogramm schwere Marssonde InSight der NASA, sondern auch zwei viel kleinere Passagiere, die jeweils gerade dreizehneinhalb Kilogramm wiegen. Es sind Cubesats, also quaderförmige Satellitenkörper nicht größer als ein Papierkorb. Von ihren Entwicklern sind sie eigentlich für den Test neuer Technologien im Erdorbit konzipiert worden.

"Ihre Entwickler begriffen Cubesat als Experiment für Studenten. Aber im Laufe der Jahrzehnte wurden die Komponenten immer weiter miniaturisiert, bis zu einem Punkt, an dem wir nun auch über interplanetare Cubesats nachdenken können."

Möglichkeit, mehr zu riskieren

Anthony Freeman beteiligt sich am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena in Kalifornien schon länger an der Entwicklung von CubeSats. Mit den zwei Beibooten namens Mars Cube One, kurz MarCO, schickt die NASA nun aber die ersten ihrer Art zu einem Ziel fernab der der Erde. Sie sollen sich im November noch vor der Landung ihrer Muttersonde auf dem Mars von ihr trennen und stattdessen in eine Umlaufbahn eintreten, um Daten von InSight zur Erde übertragen. Eigentlich geht es aber um etwas anderes. Denn leichte und damit günstige Raumsonden erlauben es nun, mehr Risiken einzugehen.

"Wir sehen, dass neue Technologien viel schneller verwirklicht werden als zuvor. Auf einer unserer letzten Missionen und auch an Bord von MarCO fliegen wir eine neuartige Reflektorantenne, von der ich weiß, dass einer meiner Kollegen diese seit 30 Jahren auf eine Sonde bringen wollte. Jetzt gab es die Gelegenheit, sie auf Cubesats zu starten und es wurde gemacht."

Seit jeher sind Raumfahrtingenieure konserverativ: Neue Technologien gelten als riskant, denn sie könnten in der rauen Umgebung des Weltraums eine Milliarden teure Mission schnell scheitern lassen. Bei ins Planetensystem entsandten Cubesats können die Ingenieure nun mehr riskieren – sie müssen aber auch bereit sein, dafür einen Preis zu zahlen, sagt Jian Guo von der Technischen Universität im niederländischen Delft.

Kein Platz für allzu ausgefeilte Sensorik

"Wenn Sie Cubesats verwenden wollen, müssen Sie deren Zuverlässigkeit berücksichtigen. Bei Missionen zu den Planeten sind die Bedingungen ganz anders als in der niedrigen Erdumlaufbahn. Es gibt mehr Strahlung und auch der Temperaturbereich ist anders. Und das könnte deren Lebensdauer verkürzen. Wir sollten also das Risiko nicht unterschätzen, dort Cubesats einzusetzen."

Es lohnt sich aber wohl, dieses Risiko einzugehen, sagen beide Forscher. Denn mit vergleichsweise geringen Kosten lassen sich gleich mehrere der günstigen Cubesats gleichzeitig starten. Fällt dann einer von ihnen aus, gibt es immer noch Ersatz. Deshalb planen alle großen Raumfahrtagenturen, in den nächsten Jahren immer mehr der Leichtgewichte ins Planetensystem zu schicken, die dank neuer stark verkleinerter Antennen und Antriebssysteme auch ohne ein großes Mutterschiff operieren können. Manche von ihnen sollen etwa die Atmosphäre der Venus durchfliegen oder Rohstoffe auf dem Mond suchen.

Ihr Aufgabenfeld bleibt dabei aber begrenzt: Denn an Bord fehlt schlicht der Platz für allzu ausgefeilte Sensorik. Die durchschnittliche Lebensdauer eines solchen Satelliten im Erdorbit liegt dazu bei gerade einmal zwei Jahren, was allzu weite Reisen ausschließt. Die großen und viel teureren Raumsonden ersetzen dürften CubeSats daher nicht.

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