Die Smart Sensors Group der Technischen Universität Hamburg (TUHH) hat in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) ein Verfahren für den besonders energieeffizienten Betrieb von Mikrochips entwickelt. Um dieses Verfahren erstmals unter Weltraumbedingungen zu testen, wurde eine Reihe an Experimenten auf einer eigens entwickelten Platine implementiert.
Unter dem Namen RISA– kurz für Reliability Investigation of Low Power FPGAs for Space Applications – wurde das Flugmodell der Nutzlast nach erfolgreichen Labortests an das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bremen übergeben. Diese Übergabe markiert einen bedeutenden Meilenstein, weil das System nun in den PLUTO-Satelliten (Payload under Test Orbiter) des DLR integriert wird, der im dritten Quartal 2025 mit der Spectrum-Rakete ins All starten soll. Die Spectrum ist eine zweistufige Trägerrakete des bayerischen Raumfahrtunternehmens Isar Aerospace, die speziell für Kleinsatelliten entwickelt wurde und künftig den Zugang zum All flexibler und kosteneffizienter gestalten soll.
Experimente im All
Bei den geplanten Experimenten erhofft sich Prof. Ulf Kulau von der Smart Sensors Group Ergebnisse dazu, welche Wechselwirkung die Strahlung im All mit dem Energieeffizienzmechanismus aufweisen wird. Dass dabei „Low Power“ eine zentrale Rolle spielt, hat einen bestimmten Grund: „Im Weltall herrscht bekanntlich ein Vakuum. Elektronische Bauteile aber werden beim Betrieb warm. Auf der Erde kann man diese Wärme mit Lüftern abtransportieren, im Vakuum ist das wiederum nicht möglich. Deshalb gilt: Je weniger Wärme die Chips erzeugen, desto besser kann man diese im All einsetzen“ Während der auf zwei Jahre angelegten Mission im niedrigen Erdorbit wird das RISA-Projekt wertvolle Erkenntnisse über den Einsatz von Low-Power-FPGAs unter den anspruchsvollen Bedingungen des Weltraums liefern.
PLUTO ist eine Technologie-Demonstrationsmission in Form eines 6U-Cube-Satelliten, die vom Institut für Raumfahrtsysteme des DLR in Bremen entwickelt wird. Das Hauptziel der Mission ist die In-Orbit-Verifikation und der Betrieb neuartiger Technologien und Raumfahrtkomponenten. Ein besonderes Merkmal von PLUTO ist ein ausfaltbares 100-Watt-Solarpanel, das neue Anwendungen im Bereich der Datenverarbeitung und Kommunikation ermöglicht. Die TU-Wissenschaftler*innen haben ein Jahr an der Vorbereitung dieser Experimente gearbeitet. Die erfolgreiche Übergabe der RISA-Nutzlast an das DLR und die bevorstehende Integration in den PLUTO-Satelliten zeigen die enge und erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen der TUHH, der HAW und dem vom Institut für Raumfahrtsysteme des DLR.
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