Raumfahrt

Das Anwendungsfeld Raumfahrt hat durch die speziellen Widrigkeiten des Arbeitsumfeldes besonders hohen Bedarf und Anforderungen an Telematiktechnologien. Das Zentrum für Telematik e.V. beschäftigt sich hier mit der Fernbedienung von Erkundungsrobotern und der Anwendung von Kleinsatelliten in Schwärmen. In Zusammenarbeit mit der Universität Würzburg werden hier eigene Kleinsatelliten betrieben. Schwärme von Kleinsatelliten eröffnen das Potential für einen Paradigmenwechsel von großen, teuren Satelliten zu Schwärmen von verteilten, kostengünstigen Standardsatelliten, so dass eine wesentlich schnellere und flexiblere Realisierung von Satellitenmission möglich wird. Viele der für die Raumfahrt entwickelten Methoden und Techniken können auch in die Industrie transferiert werden.

Ähnlich wie in der Datenverarbeitung ein Paradigmenwechsel in den letzten 30 Jahren von den traditionellen Großcomputern hin zu verteilten, per Internet verbundenen Kleincomputern oder gar Smartphones in der Cloud stattfand, wird in der Satellitentechnik ein ähnlicher Umbruch erwartet. In Konsequenz legt das ZfT seine Arbeitsschwerpunkte sowohl bei Miniaturisierung als auch bei kooperierenden Satellitenformationen. Die Leistungsfähigkeit hochintegrierter Elektronik ermöglicht den Bau sehr viel kleinerer Satelliten ohne Abstriche bei der Leistungsfähigkeit. Professionelle Kleinstsatelliten bieten so heute auch mehrere Jahre operationellen Betrieb und eine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit des Lageregelungssystems an, so dass Sie optimal auf die Anforderungen der Nutzlast angepasst werden können, um möglichst geringe Gesamtkosten zu erzielen.

Die raschere Integration und In-Orbit-Platzierung von Kleinstsatelliten ermöglicht viel schnellere Innovationszyklen. Kombiniert mit geeigneten Ansätzen zur Verwendung kommerzieller Bauteile wird so eine enorme Effizienzsteigerung erzielt. Gerade im Bereich Erdbeobachtung und Kommunikation eröffnen sich so neue Anwendungsfelder. Bilder von der Erdoberoberfläche im 10-Minutentakt oder eine globale, sichere Kommunikationsverbindung in Echtzeit werden gerade realisiert. Um die erarbeiteten Technologien in diesem boomenden Markt mit einzubringen, wurde die ZfT-Ausgründung „S4 –Smart Small Satellite Systems GmbH“ etabliert.

Seit seiner Gründung war das Zentrum für Telematik einer der europäischen Pioniere im Bereich der Kleinstsatellitenformationen. Heute gilt das Zentrum für Telematik auf Grund vieler Forschungsprojekte und jahrelanger Erfahrung seiner Mitarbeiter als national führendes Forschungsinstitut auf diesem Gebiet. Dies zeigen mehrere, vom ZfT koordinierte Leuchtturmprojekte im internationalen Bereich. Die für den Weltraumeinsatz entwickelten fortgeschrittenen Technologien bieten exzellente Spin-Off-Potenziale für Anwendungen auf der Erde:

Themen

Projekte

TIM & TOM

Die Telematics International Mission (TIM) ist ein multinationales Projekt zur Kombination mehrerer Nanosatellitenmissionen in einer internationalen Formation/Konstellation mit dem Ziel unterschiedliche photogrammatische Erdbeobachtungen mit Kleinsatelliten zu ermöglichen. Die Satelliten betrachten hierzu bestimmte Zielpunkte auf der Erde gleichzeitig aus verschiedenen Blickwinkeln. Hieraus lassen sich 3D-Modelle der beobachteten Szenerien generieren.

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CloudCT - Mittels Computertomographie ins Innere der Wolken blicken

Eine Formation von Kleinstsatelliten seziert ein Wolkenfeld Ermöglicht durch das Zusammenspiel von zehn Nanosatelliten, die im Rahmen des Projektes entwickelt und im All formiert werden sollen, werden Algorithmen der Computertomographie, analog zu medizinischen Anwendungen, ausgenutzt um ein besseres Bild kleiner Wolkenfelder zu erlangen. Ziel ist es, den Einfluss der Wolken auf das Klima besser verstehen und modellieren zu können. Ausgezeichnet mit einem ERC Synergy Grant Gemeinsam mit seinen israelischen Kollegen Prof.

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NetSat - Pionierforschung für Formationskontrolle

NetSat: Formationsflug von vier Kleinstsatelliten NetSat soll erstmals die Selbstorganisation von mehreren Satelliten im dreidimensionalen Raum im Rahmen einer Formation im Orbit zeigen. Dafür werden wichtige neue Technologien zur Formationskontrolle und -koordination erforscht. Dies eröffnet dann innovative Perspektiven für künftige Sensornetze im All zur Erdbeobachtung, wie dreidimensionale Bilder von der Erdoberfläche und Computertomographiemethoden für den Blick ins Innere von Wolken. Ausgezeichnet mit einem ERC Advanced Grant Prof. Dr.

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ForTe

Ziel des Projekts ForTe ist es, ein Netzwerk bestehend aus vier Kleinst-Satelliten in den Orbit zu bringen und zu betrieben. Damit sollen Experimente zur Formationsregelung und Inter-Satelliten-Kommunikation ermöglicht und durchgeführt werden. Diese Experimente werden wichtige Daten liefern, um künftige „Internet of Space“ Anwendungen zu optimieren.

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SpaceFactory 4.0 - Weltraumfabrik für kleine Satelliten

Ein Schwarm von Kleinsatelliten - gefertigt aus Standardkomponenten - in einer Weltraumfabrik - und betriebsbereit innerhalb eines Monats nach Bestellungseingang! Unmöglich? Das glauben wir nicht! Es wird allgemein erwartet, dass wir eines Tages Satelliten außerhalb der Erde produzieren werden. Die Frage ist nicht ob, sondern wann. Diese Fragestellung ist der Ausgangspunkt des Verbundprojekts „Space Factory 4.0“, welches durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird.

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QUBE - Sichere Kommunikation mittels Quantenverschlüsselung

Datenübertragungen über konventionelle Systeme bürgen stets das Risiko einer unerwünschten Überwachung. Selbst verschlüsselte Übertragungen lassen es generell zu, dass diese unbemerkt abgefangen und entschlüsselt werden. Anders ist es mit einer Quanten-verschlüsselung, bei der sichere Kommunikationskanäle geschaffen werden, die einen robusten Schutz gegenüber Abhörung bieten.

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YETE2

Mit der YETE2/SIW-Technologie werden physikalisch verteilte Systeme auf eine bis jetzt nicht erreichte Weise aufgebaut und implementiert. Für das Datenmanagement-System, inklusive Steuerung, wird es keine physikalischen Grenzen der beteiligten Individuen geben. Alle zusammen bilden ein Kollektiv, ein einziges System, das aus Komponenten sowohl im Weltraumsegment als auch im Bodensegment besteht. Darauf aufbauend wird es dann eine globale Steuerung und ein globales Datenmanagement geben.

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NaKoFo-Studie

In der Vergangenheit wurde schon mehrfach das große Potenzial von Kleinsatelliten und Schwärmen von Kleinsatelliten identifiziert und nachgewiesen. Dennoch stellen Satellitenschwärme und deren Koordination hohe technologische Anforderungen.

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