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SATELLITEN
Studenten entwickelten Lagesteuerung für Satelliten
Redaktion
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30. November 2000

Wenn das kein anwendungsorientiertes Studium ist: Zwei Studenten der Technischen Universität in Darmstadt entwickelten im Rahmen ihrer Diplomarbeiten ein Kernelement des Stabilisierungssystems des Satelliten AMSAT-Phase 3-D. Dieser wurde Mitte November mit einer Ariane 5-Rakete ins All geschossen und wird von Funkamateuren in aller Welt genutzt und wurde auch von diesen entwickelt. 

Ariane 5 Start
Eine Ariane 5 Rakete brachte Mitte November auch den AMSAT-Phase 3-D-Satelliten in eine Erdumlaufbahn. Foto: Arianespace
Studenten der TU Darmstadt waren an der Entwicklung eines Nachrichtensatelliten beteiligt, der Mitte November mit einer Ariane 5 erfolgreich gestartet wurde. Im Rahmen von zwei Diplomarbeiten wurden als Stabilisierungssystem für den Nachrichtensatelliten AMSAT-Phase 3-D sogenannte "Drallräder" neu entwickelt. Die drei Drallräder sorgen für die Ausrichtung des Satelliten im Raum, so dass dessen Antennen stets in Richtung Erde zeigen. Die Drallräder, deren Achsen in unterschiedlichen Raumrichtungen liegen, werden individuell beschleunigt oder gebremst, was eine Drehung des Satelliten bewirkt. Da die Solarzellen des Satelliten die notwendige elektrische Energie liefern, besitzt das System eine im Prinzip unbegrenzte Lebensdauer.

Im Rahmen seiner Diplomarbeit entwickelte Michael Scharfe die magnetische Drallradlagerung, während sein Studienkollege Ralf Zimmermann (beide am Institut für Elektromechanische Konstruktionen der Technischen Universität Darmstadt) für den Drallradantrieb verantwortlich war. Die Lagerung der Räder im Vakuum des Weltraums bereitete ein besonderes Problem, da herkömmliche Lager unter diesen Bedingungen versagen. Deshalb wurde eine magnetische Lagerung ohne mechanische Berührung gewählt, was auch eine neue Lösung für den Antrieb erforderlich machte.

Der Bau von Magnetlagern für die Schwerelosigkeit scheint wegen der kleinen Kräfte eine einfache Aufgabe zu sein. Jedoch sollten die Drallräder auch unter irdischen Bedingungen geprüft werden können, so dass die Magnetlager deren gesamtes Gewicht tragen mussten. Außerdem musste dafür gesorgt werden, dass die Lager auch den Start des Satelliten überstehen. 

Offenbar erfüllten die Darmstädter Lager ihre Anforderungen: Seit dem Start des AMSAT-Phase 3-D Satelliten funktioniert die Sonde fehlerfrei. Während Nachrichtensatelliten normalerweise von kommerziellen Betreibern genutzt und finanziert werden, ist AMSAT P 3-D der bisherige Höhepunkt der nichtkommerziellen Entwicklung von Satelliten durch Funkamateure mehrerer Länder. Er soll der internationalen Satellitenkommunikation in unterschiedlichen Betriebsarten und auf unterschiedlichen Frequenzbändern zwischen Funkamateuren dienen. Der Satellit wiegt etwa eine halbe Tonne und hat mit ausgebreiteten Solarzellen einen Durchmesser von rund sechs Metern. 

AMSAT-Phase 3-D soll in etwa zwei Jahren eine stabile, stark elliptische Umlaufbahn mit Abständen zwischen 4000 und 47.000 Kilometern von der Erde erreichen. Dann wird der Satellit, der sich derzeit im Testbetrieb befindet, weltweit für alle Amateurfunker zur Verfügung stehen. Funkamateure aus Belgien, Brasilien, Kanada, Deutschland, England, Finnland, Japan, Russland, Slowenien, Südafrika, Tschechien, Ungarn und den USA waren am Bau des Satelliten beteiligt und hatten Teilaufgaben übernommen. Die Federführung lag bei AMSAT-Deutschland, die Leitung des Projektes hatte die Universität Marburg.

Links im WWW
AMSAT-DL Homepage
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