Astronom: "Man könnte auch den Erdorbit verlassen"

Interview1. Februar 2015, 12:00
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Studierende entwickeln den Kleinsatelliten Pegasus, der 2016 die Atmosphäre erforschen soll - Sein Potenzial liegt aber nicht nur in der Lehre, sagt Astronom Franz Kerschbaum

STANDARD: Pegasus soll als Österreichs Vertreter einer europäischen Kleinsatellitenflotte Daten aus der Thermosphäre gewinnen. Was passiert in diesem Teil der Atmosphäre genau?

Kerschbaum: Die Thermosphäre ist jene Zone zwischen 80 und 600 Kilometern Höhe, in der es zu großer Wechselwirkung zwischen Atmosphärenteilchen und kosmischer Strahlung und Sonnenwind kommt. Die Atmosphäre wird nach unten langsam dichter. Eintreffende hochenergetische Partikel und Röntgenstrahlen können die dort vorkommenden Teilchen anregen und Ionisationsprozesse auslösen. Polarlichter sind ein Phänomen der Thermosphäre. In verschiedenen Höhen laufen unterschiedliche Prozesse ab, die Energie aus der einwirkenden Strahlung nehmen.

STANDARD: Welche Erkenntnisse kann man mit den 50 Satelliten des EU-Projekts QB50 gewinnen?

Kerschbaum: Gerade der untere Bereich der Thermosphäre konnte bisher nicht gut untersucht werden. Darunter können Wetterballone bis in die Stratosphäre steigen. Im Weltraum darüber führen konventionelle Satelliten Messungen durch. In einer Höhe von 200 Kilometern bleiben aber die Satelliten nicht lange, sondern verglühen oder stürzen ab. Die Idee hinter QB50 ist, Daten in dieser kritischen Höhe zu erheben. Durch das Absinken der Satelliten kann ein Höhenschnitt gemacht werden. Zudem können großräumige und zeitliche Verteilungen untersucht werden. Wie verhalten sich Teilchen entlang unterschiedlicher Breitengrade? Wie ändert sich bei einer Sonneneruption die Strahlungsbelastung?

STANDARD: Studierende des Instituts für Astrophysik der Uni Wien sind für die Software des Kleinsatelliten zuständig. Was muss sie können?

Kerschbaum: Unser Institut hat Spezialsoftware für viele Instrumente auf Satelliten und Weltraumteleskopen erstellt. In einem großen Satelliten hat man relativ bequeme, stabile elektronische Systeme. In den Kleinsatelliten, die mit handelsüblicher Elektronik auskommen müssen, befürchten wir etwa, dass die Systeme regelmäßig ausfallen. Die Computer, die immer wieder hochfahren, müssen wissen, wo sie weitermachen. Das System kontrolliert Parameter wie Temperatur und verfügbare Energie. Wenn zu wenig Strom da ist, muss es Verbraucher vom Netz nehmen oder den Satelliten in die Sonne drehen.

STANDARD: Kann man den Kleinsatelliten Kommandos schicken?

Kerschbaum: Das System muss autonom Entscheidungen treffen. Man kann zwar aus den Daten Schlüsse ziehen und beim nächsten Kontakt neue Befehle raufschicken, aber man kann das Ding nicht fernsteuern. Wir wissen noch nicht, wie die Strahlungsbelastung tatsächlich sein wird. Wir werden unser System kontinuierlich anpassen. Im Gegensatz zu den langwierigen Verfahren bei den großen Esa-Satelliten können wir hier viel flexibler sein und viel mehr experimentieren.

STANDARD: Pegasus ist ein Projekt, bei dem Studierende viel lernen. Wie schätzen Sie das Potenzial von Kleinsatelliten für die Forschung ein?

Kerschbaum: Zuerst geht es darum, vollwertige Satelliten zu entwickeln. Vor zwei Jahren starteten die österreichischen Brite-Satelliten. Sie waren die ersten, die mittels Kreiselns zu astronomischen Beobachtungen exakt ausgerichtet werden konnten. Beim aktuellen Projekt probieren wir miniaturisierte Antriebssysteme aus, mit denen man die Flugbahn korrigieren kann. Es kommen jedes Mal neue Komponenten dazu. Bei jeder Mission soll aber auch eine wissenschaftliche Fragestellung beantwortet werden. Bei Brite geht es um die Bestimmung der Helligkeit von Sternen, bei Pegasus um Daten aus der Thermosphäre. Grundsätzlich haben Kleinsatelliten großes Potenzial, etwa im Bereich der Erdbeobachtung. Ich kann mir auch einen Ring aus Telekom-Kleinsatelliten rund um die Erde vorstellen. Man könnte auch den Erdorbit verlassen und die Erfahrungen am Mond oder Mars anwenden. Risiken und Vorlaufzeiten sind gering. Man kann schnell auf aktuelle Entwicklungen reagieren. Große Satelliten, egal, ob für Wissenschaft oder kommerzielle Anwendungen, benötigen viele Jahre Vorlaufzeit.

STANDARD: Welche Rolle könnten Kleinsatelliten in der Astronomie spielen?

Kerschbaum: Große Teleskope vernachlässigen sehr helle Sterne. Sie werden in Follow-up-Beobachtungen von der Erde aus genau untersucht. Da wären Nischen für Kleinsatelliten vorhanden. Eine andere Möglichkeit wäre, den Himmel in Hinblick auf außergewöhnliche Ereignisse wie Supernovae großflächig zu überwachen.

STANDARD: Pegasus wird mit seinen Kollegen in der Atmosphäre verglühen. Werden künftig viele billige Kleinsatelliten, die in höhere Orbits geschickt werden, eine Zunahme von Weltraummüll bedeuten?

Kerschbaum: Man sollte mit dem Platz nicht verschwenderisch umgehen. Man müsste sich überlegen, wie man die Satelliten da wieder wegbringt. Im geostationären Orbit in einer Höhe von knapp 36.000 Kilometern ist der räumliche Druck bereits so groß, dass man Satelliten mit Techniken ausstattet, um sie nach ihrer Lebensdauer wieder zu entfernen. Bis jetzt wurden Kleinsatelliten aber noch nicht in diesen Höhen ausgesetzt. Grundsätzlich spricht aber nichts dagegen. (Alois Pumhösel, DER STANDARD, 28.1.2015)


Franz Kerschbaum (51) ist Astronom. Als Leiter der Space-Instrumentation-Gruppe am Institut für Astrophysik der Uni Wien beschäftigt er sich mit Forschungstechnik etwa für Weltraumtele-skope. Bei Pegasus, an dem auch die FH Wiener Neustadt, das TU Space Team und das Österreichische Weltraum-Forum beteiligt sind, entwickelt das Institut die Systemsoftware.

  • Franz Kerschbaum trägt mit seinen Studierenden des Instituts für Astrophysik der Uni Wien zu einem Forschungssatelliten made in Austria bei.
    foto: kerschbaum

    Franz Kerschbaum trägt mit seinen Studierenden des Instituts für Astrophysik der Uni Wien zu einem Forschungssatelliten made in Austria bei.

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