AquaCube - Entwicklung und Erprobung einer kabellosen Schnittstelle zur Übertragung von Datenpaketen und elektrischer Energie im Weltraum

Über das Projekt

Entwicklung und Erprobung einer kabellosen Schnittstelle zur Übertragung von Datenpaketen und elektrischer Energie im Weltraum. Als Entwicklungsplattform wird ein 2U CubeSAT verwendet. Der CubeSAT ist unterteilt in eine Nutzlast- und eine Versorgungseinheit. Die Versorgungseinheit spiegelt alle typischen Satellitensysteme wie Energieversorgung, Kommunikation, Lageregelung u.a. wieder. Die Nutzlasteinheit beinhaltet die kabellose Schnittstelle sowie ein Experiment, welches mit elektrischer Energie versorgt werden muss. In diesem Fall ist das Experiment eine Kamera. Die Kamera dient als Demonstrator für die Verifizierung der kabellosen Schnittstelle. Für nachfolgende Missionen kann die Nutzlast (das Experiment) im Rahmen der Schnittstellenspezifikation frei definiert werden, um verschiedene Nutzlasten mit der Versorgungseinheit zu verbinden.

In Anlehnung an die erfolgreichen Höhenforschungsraketenprojekte der Hochschule Bremen mit Namen – AQUASONIC I und AQUASONIC II -  soll der interdisziplinäre Ansatz und die intensive Zusammenarbeit zwischen Fakultät 4 und Fakultät 5 fortgeführt werden.

Zielsetzung des Projektes soll eine standardisierte Schnittstelle sein, welche eine Alternative zu komplexen Kopplungsmechanismen im Bereich der Daten- und Energieverbindungen sein soll. Im Rahmen dieses Projekt wird ein Satellit basierend auf den ESA (European Space Agency) Richtlinien entwickelt und konstruiert, welcher die Möglichkeit hat an dem Technologieförderprogramm „ESA – Fly your satellite“ teilzunehmen. Als Grundlage für die Entwicklung dient die im Wintersemester 21/22 begonnene Untersuchung im Rahmen des Moduls INTP (Interdisziplinäres Projekt), welches im internationalen interdisziplinären Masterstudiengang EMSS (Engineering and Management of Sace Systems) angesiedelt ist.  Diese Technologiedemonstration soll dabei unterstützen zukünftige Raumfahrttransportanwendungen kostengünstiger zu gestalten. Der Ablauf des aktuellen Vorhabens beschreibt den Daten- und Energietransfer zwischen zwei festverbundenen CubeSat Einheiten. Das Versorgungsmodul versorgt mittels der kabellosen Schnittstelle das Experiment mit elektrischer Energie. Das Experiment, in diesem Fall eine Kamera, wird mit elektrischer Energie versorgt und nimmt ein Bild (z.B. der Erde) auf. Anschließend wird das Bild via kabelloser Datenschnittstelle an das Versorgungsmodul übergeben. Mittels der Kommunikationseinheit im Versorgungsmodul wird das Bild an die Bodenstation gesendet. Auf diesem Weg kann die kabellose Schnittstellenkonfiguration verifiziert werden. Die CubeSAT Plattform soll die Basis für einen zukünftigen „digitalen Satelliten“ sein. Dieses Prinzip ermöglicht nachträgliche Anpassung der Software um die Leistungsfähigkeit bzw. die Qualität der Bildaufnahme sowie Bildübertragung zu verbessern. Durch das Prinzip der kabellosen Daten- und Energieübertragung können zukünftige Kopplungsvorgänge (Rendezvous Manöver) zwischen Raumfahrzeugen vereinfacht werden.