Mit Pathos auf dem Weg ins All

„PATHOS“: So lautet der Name eines Projekts, das neun Studierende der Luft- und Raumfahrtinformatik der Universität Würzburg aktuell verfolgen. Die Abkürzung steht für „Position-vector Acquisition Through Horizon Observation System“; dahinter verbirgt sich ein Sensor für Satelliten, der mit einem Kamerachip, wie er auch in einem Handy verbaut sein könnte, Bilder von der Erde aufnimmt und darauf den Erdhorizont erkennt. Der Vektor, der sich daraus berechnen lässt, kann in Zukunft dazu verwendet werden, die Lage eines Satelliten im Weltraum zu bestimmen.

Wenn alles gut geht, wird PATHOS im März 2016 im Norden Schwedens an Bord einer Höhenforschungsrakete einen Kurztrip in den Weltraum unternehmen. Etwa zehn Minuten wird der Flug dauern; dabei erreicht die Rakete eine Höhe von etwa 90 Kilometern, bevor sie, von einem Fallschirm gebremst, auf die Erde zurück fällt. In dieser kurzen Zeit können die Studierenden testen, ob ihr Sensor wie geplant funktioniert.

Das Vorgänger-Experiment

Wem das alles irgendwie bekannt vorkommt, der liegt richtig. PATHOS baut auf einem Experiment auf, das ein anderes Team von Studenten der Luft- und Raumfahrtinformatik entwickelt hatte. HORACE: So hieß die studentische Entwicklung – eine Abkürzung für Horizon Acquisition Experiment. 18 Monate lang hatte das Team diesen neuartigen Sensor gebaut und programmiert, betreut von ihrem Professor Hakan Kayal. Mit ihm wollten sie das grundlegende Konzept der Horizonterkennung mit den dafür notwendigen Algorithmen unter realen Verhältnissen erproben.

Am 28. Mai 2014 trat HORACE seinen ersten Testflug an. Ein kleines Detail verhinderte dann allerdings den erhofften Erfolg: Die Kamera, Kernstück des Sensors, lieferte überbelichtete Bilder, auf denen der Erdhorizont nicht zu erkennen war. Damit die Lage des Sensors im Raum zu berechnen, war so nicht mehr möglich. Trotzdem war das Experiment kein völliger Schlag ins Wasser: Alle anderen Teilsysteme von HORACE funktionierten einwandfrei und sind nun, wo es sich anbietet, Vorbild für PATHOS.

Ein Sensor für Kleinsatelliten

Jetzt also ein neuer Versuch. „PATHOS wird eine Weiterentwicklung sein. Ziel ist es, den eigentlichen Sensor zu verkleinern und seinen Energieverbrauch zu reduzieren. So könnte PATHOS zum Beispiel in einigen Jahren in einem Kleinsatellit der Universität verwendet werden“, schreiben die Studierenden in einer Pressemitteilung.

Das Projekt PATHOS läuft bereits seit Herbst 2014. Nach einer ersten Bewerbungsphase wurde das Experiment im Dezember offiziell für das REXUS/BEXUS-Programm ausgewählt. Verantwortlich für dieses Programm sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Swedish National Space Board (SNSB). Sie starten jedes Jahr zwei Höhenforschungsraketen (REXUS) und zwei Stratosphärenballons (BEXUS), auf denen Studierende von ihnen entwickelte Experimente unter Weltraumbedingungen testen können.

Erste Tests erfolgreich absolviert

Seitdem hat das Team – wiederum unterstützt von Hakan Kayal, Professor für Raumfahrttechnik an der Universität Würzburg, und dessen Mitarbeitern – in mehreren Schritten ein detailliertes Konzept entwickelt, Komponenten ausgewählt und wichtige Vorbereitungen getroffen. Seit geraumer Zeit läuft die Programmierung der Software, ein erster Test wurde bereits erfolgreich absolviert.

Regelmäßig kontrollieren die Betreuer des Programms die Fortschritte der Studierenden. So stand jetzt, am 25. und 26. Juni, das sogenannte „Critical Design Review“ an. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen begutachteten die Experten die bisherige Projektplanung. Das Team präsentierte unter anderem technische Zeichnungen und CAD-Modelle. Nachdem diese Prüfung erfolgreich bewältigt wurde, können die Studierenden jetzt an der Realisierung ihres Projekts arbeiten.

Weitere Informationen

Zum Projekt PATHOS

Zum REXUS/BEXUS-Programm

Kontakt

PATHOS-Team: team@pathos-rexus.eu

Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal, T: (0931) 31-86649, hakan.kayal@uni-wuerzburg.de