J. Bachmann, A. Kinzel, F. Porcelli, A. Schmidt, R. Schwarz, C. Hofmann, R. Förstner, A. Knopp

Durch den Einsatz innovativer Technologien im Weltraum haben weltraumgestützte Dienste in den letzten Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. In der Entwicklung neuer Ansätze und Technologien ist es unerlässlich die Funktionalität und Robustheit direkt im Weltraum unter realen Einsatzbedingungen zu testen. Dies stellt jedoch auch heute noch eine Schwierigkeit dar, da die Möglichkeiten solcher In-Orbit-Demonstrationen den Forschern und Entwicklern nicht ohne erhebliche Vorlaufzeit und Kosten zur Verfügung stehen. Die Universität der Bundeswehr München (UniBw M) leistet in verschiedenen Forschungszentren innovative Entwicklungs- und Forschungsarbeit zu einer Vielzahl relevanter Themen für die Raumfahrt und weltraumgestützter Dienste. Komplementär zur etablierten Forschungsarbeit im Labor am Boden, ist als nächster Schritt zu einem agilen Forschungs- und Entwicklungsprozess ein In-Orbit-Demonstrations- und Testprogramm eingeführt worden. Im Mittelpunkt dieses Programms führt die UniBw M ein Projekt zur Technologiedemonstration mit der Bezeichnung Seamless Radio Access Networks for Internet of Space (SeRANIS) durch. Ziel von SeRANIS ist es, eine schnell einsetzbare, multifunktionale Weltraummission mit einer großen Anzahl innovativer Experimente auf dem Kleinsatelliten ATHENE-1 im Low Earth Orbit bereitzustellen. Der Start von ATHENE-1 in den Weltraum ist für das Jahr 2025 geplant. SeRANIS bietet eine wissenschaftliche Umgebung für Forscher zur gemeinsamen Untersuchung, Bewertung, Entwicklung, Verifikation und Demonstration neuartiger Methoden und Technologien im Weltraum und am Boden. Zu den wissenschaftlichen Bereichen gehören Weltraumkommunikation, einschließlich Breitbandkommunikation und Internet of Things, Radio-Science, Artificial Intelligence basierte Autonomie, Global Navigation Satellite System Technologien, optische und infrarote Erdbeobachtung sowie Algorithmen zur Objekterkennung. Zusätzlich werden neue Konzepte für den Betrieb von Satelliten, moderne Strukturen, innovative Techniken zur Überwachung des Systemzustands und elektrische Antriebe im Weltraum demonstriert. Diese Veröffentlichung stellt das Projekt SeRANIS vor. Dabei werden der Projektrahmen, der Zeitplan und der aktuelle Projektstatus sowie die Auswahl der Satellitenplattform präsentiert. Zusätzlich wird die Mission mit den wissenschaftlichen Forschungsbereichen, der Missionsarchitektur, dem Basisdesign sowie der Orbitauswahl erläutert.

Due to the use of innovative technologies in space, space-based services have become significantly more important in recent years. When developing new approaches and technologies, it is essential to test the functionality and robustness directly in space under real operating conditions. However, this still represents a difficulty today, as the possibilities of such in-orbit demonstrations are not available to researchers and developers without considerable lead time and costs. The University of the Bundeswehr Munich (UniBw M) carries out innovative development and research work on a variety of relevant topics for space travel and space-based services in various research centers. Complementary to the established research work in the laboratory on the ground, an in-orbit demonstration and test program has been introduced as the next step towards an agile research and development process. At the heart of this program, UniBw M is conducting a technology demonstration project called Seamless Radio Access Networks for Internet of Space (SeRANIS). The aim of SeRANIS is to provide a rapidly deployable, multifunctional space mission with a large number of innovative experiments on the small satellite ATHENE-1 in Low Earth Orbit. The launch of ATHENE-1 into space is planned for 2025. SeRANIS provides a scientific environment for researchers to collaboratively investigate, evaluate, develop, verify and demonstrate novel methods and technologies in space and on the ground. Scientific areas include space communications, including broadband communications and the Internet of Things, radio science, artificial intelligence based autonomy, global navigation satellite system technologies, optical and infrared earth observation, and object detection algorithms. In addition, new concepts for the operation of satellites, modern structures, innovative techniques for monitoring system health and electric propulsion in space will be demonstrated. This publication introduces the SeRANIS project. The project framework, the schedule and the current project status as well as the selection of the satellite platform are presented. In addition, the mission is explained with the scientific research areas, the mission architecture, the base design and the orbit selection.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022, Dresden

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2024

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 12 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2024032011244894294065

10.25967/570020

SeRANIS, Kleinsatellitenmissionen, Forschungsnetzwerk, In-Orbit Demonstration, Raumfahrtinnovation, New Space

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Bachmann, J.; Kinzel, A.; et al. (2024): SeRANIS: In-Orbit-Demonstration von Spitzentechnologie auf einem Kleinsatelliten. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/570020. urn:nbn:de:101:1-2024032011244894294065.

20.03.2024