Wie aufregend war der erfolgreiche Satellitenstart für Sie?
Das war ein unglaublich schöner Moment. In dem Projekt sind über Jahre hinweg unglaublich viel ehrenamtliche, wissenschaftliche und ingenieurtechnische Arbeit und Herzblut zusammengeflossen. Für mich war es vor allem schön, die weltraumoptimierten Perowskit-Solarzellen, die wir in Potsdam entwickelt haben, nun tatsächlich auf dem Weg in den Weltraum zu wissen. Dennoch war die Atmosphäre hochkonzentriert: Nach dem Start beginnt ja unmittelbar die operative Phase, in der nach erstem Funkkontakt zum Satelliten alles auf Herz- und Nieren geprüft wird, um danach Experimente in Betrieb zu nehmen und erste Daten zu empfangen.
Wie funktioniert die Übertragung der Solarzellendaten zur Erde und welche Signale wurden als erste empfangen?
Die Daten werden mit dem Open-Source-Betriebssystem RACCOON-OS auf Linux Basis der TU Berlin gesendet. Das Betriebssystem wurde im Rahmen des RACCOON Proof-of-Concept (PoC) an der TU Berlin entwickelt und entsteht in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Cybersicherheitsforschung. RACCOON OS ist vollständig Open Source verfügbar, einschließlich wesentlicher Komponenten für Missionsbetrieb und Datenverarbeitung. Ein Novum!
Tatsächlich konnten um 02:02 Uhr am 6. September über der australischen Ostküste die ersten Signale der Funkbake des Satelliten über das SatNOGS Open Source Bodenstationsnetzwerk empfangen werden. Die erste Nachricht „HELLO WORLD FROM CYBEESAT“ wurde um 02:21 von BEESAT-1 Hackerin PistonMiner dekodiert.
Was ist das Besondere an der Zusammenarbeit mit den Ingenieuren der TU Berlin?
Die Zusammenarbeit verbindet photovoltaische Spitzenforschung mit konkreter Raumfahrttechnik. Unsere Solarzellen mussten so angepasst werden, dass sie nicht nur im Labor, sondern auch unter den realen Anforderungen eines Satelliten zuverlässig funktionieren. Besonders anspruchsvoll sind die extremen Temperaturwechsel im Weltraum: Mehrmals pro Stunde schwanken die Bedingungen zwischen rund -40 °C im Erdschatten und bis zu +80 °C bei voller Sonneneinstrahlung. Diese Herausforderung zu meistern, ist ein wichtiger Schritt nicht nur für den Einsatz im All, sondern auch für robustere Perowskit-Solarzellen auf der Erde.
Ein besonderes Highlight war es, mit den Kollegen der TU Berlin in Andoya den Satelliten und unsere Nutzlast zu warten und die Spectrum-Rakete aus nächster Nähe zu sehen.
Mit dabei sind einige Berliner Startups, wie z.B. Quantum Galactics, welches mit dem CyBER OBC das Herz des Satelliten bereitgestellt hat, auf dem auch die Software für ROSI läuft.
Warum ist Perowskit das Halbleitermaterial der Zukunft für Solarzellen?
Perowskit ist für uns ein nahezu idealer Halbleiter für Solarzellen: Es absorbiert Licht hervorragend, sodass bereits Schichten dünner als ein Haar ausreichen, um effiziente, ultradünne Solarfolien herzustellen. Hinzu kommt, dass Perowskit-Solarzellen mit vergleichsweise geringem Material- und Energieaufwand hergestellt werden können. Damit verspricht das Material einen geringeren CO₂-Ausstoß als viele etablierte Technologien, ideal für eine Energie-Revolution auf der Erde.
Für die Raumfahrt ist außerdem entscheidend, dass das Material eine hohe Strahlungstoleranz aufweist, sich sogar selbst reparieren kann und damit auch für anspruchsvolle Missionen interessant wird. Langfristig denken wir deshalb nicht nur an Satelliten im Erdorbit, sondern auch an Mond- und Marsmissionen oder sogar an große orbitale Solarfarmen. Um solche Visionen zu ermöglichen, braucht es eine neue Generation kostengünstiger, ultradünner und zugleich hocheffizienter Solarfolien, die sich im Weltraum auf große Flächen ausrollen oder auffalten lassen.
CyBEEsat ist eine Lern- und Demonstrationsmission – was bedeutet das?
Unabhängig vom konkreten Missionsverlauf markiert das Projekt einen wichtigen Schritt für die beteiligten Partner, für die akademische Raumfahrt in Deutschland und für den weiteren Aufbau souveräner europäischer Raumfahrtfähigkeiten. Hervorzuheben ist auch der künftige studentische Betrieb von CyBEEsat an der TU Berlin.
Konkret bedeutet es für uns den ersten In-Orbit-Test unserer Perowskit-Weltraum-Solarzellen. Wir träumen schon von den nächsten gemeinsamen Tests außerhalb des Erdorbits.
Beteiligte Partner*innen
Akademische Partner*innen:
Technische Universität Berlin, Fachgebiet Raumfahrttechnik (Projektleitung, Integration, Betrieb)
Universität Potsdam, ROSI-Forschungsgruppe (wissenschaftliche Hauptnutzlast ROSI)
Berliner Nanosatelliten Allianz e.V. (Bereitstellung der Subsysteme des Satellitenbusses)
Start-ups und kleine und mittlere Unternehmen (KMU):
2BCOM GmbH (Unterstützung im Bodensegment)
Aerospace Innovation GmbH (AISEP Experiment)
NanoCube GmbH (VHF-Kommunikationssysteme)
ElmSpace UG (passiver Nutationsdämpfer)
Quantum Galactics GmbH (1U Bus, CyBER Onboard-Computer, Galactic EPS, Solarpanele)
CyBEEsat trägt mehrere wissenschaftliche und technologische Demonstratoren, darunter:
- Hauptnutzlast: ROSI (Universität Potsdam): Strahlungstolerante, perowskitbasierte Solarzellen zur Untersuchung der Leistungsdegradation im Orbit. Über einen regelmäßigen Telemetrie-Beacon werden Messwerte der experimentellen Solarzellen an ein weltweites Netz aus Bodenstationen (SatNOGS) übertragen.
- CyBER On-Board-Computer (Quantum Galactics GmbH): Ein leistungsfähiges, redundantes Bordcomputersystem mit Fokus auf IT- und Systemsicherheit.
- RACCOON OS (TU Berlin, RACCOON e.V.): Ein neuartiges Open-Source-Betriebssystem für Satellitenmissionen mit Schwerpunkt auf Cybersecurity.
- VHF-Transceiver (NanoCube GmbH): VCOM, ein kompaktes Kommunikationssystem für Kurzzeitmissionen im VHF-Bereich.
- Passiver Nutationsdämpfer (ElmSpace UG): Ein passiver Aktuator zur Lagestabilisierung und Nutationsdämpfung im Erdorbit.
- AISEP Additive-Manufacturing-Demonstrator (Aerospace Innovation GmbH): Experiment zur Erprobung additiv gefertigter Raumfahrtkomponenten aus innovativen Materialien
Updates zur „Mission Onward and Upward“: https://isaraerospace.com/mission-updates-overview
Link zum Video „Mit Teamspirit ins All: CyBEEsat auf Raumfahrt-Premiere“: https://youtu.be/ITvxOzBMf5A
Link zur Pressemitteilung der TU Berlin:
https://www.tu.berlin/news/detail/hello-world-from-cybeesat
Kontakt:
Dr. Felix Lang, Institut für Physik und Astronomie
Leiter der ROSI-Freigeist-Gruppe
Tel.: 0331 977-5630
felix.lang.1uuni-potsdampde