FHWN Satellitenprojekte (CubeSats)

Die FH Wiener Neustadt ist bereits bei zwei CubeSat-Programmen beteiligt: PEGASUS (in Operation) und CLIMB (in Entwicklung). Beide Satellitenprogramme laufen erfolgreich und tragen zur wissenschaftlichen Förderung bei. Als Amateurfunk Club Neunkirchen (afuNK) unterstützen wir mit unserer Expertise im Bereich Telemetry, Tracking and Control (TT&C). Dabei liegt unser Hauptfokus im Bereich Kommunikation auf der vollständigen Kommissionierung der UHF- und S-Band-Bodenstation (näheres finden Sie hier).


PEGASUS

Als Teil des internationalen QB50 Projekts ist das wissenschaftliche Ziel der Mission PEGASUS, die vorherrschenden Bedingungen in der Thermosphäre als einem eher unbekannten Teil der Erdatmosphäre über einen Zeitraum von bis zu neun Monaten zu überwachen. Jeder der Nanosatelliten in diesem Projekt ist mit einem von drei möglichen wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet:

  • Langmuir-Sonden (PEGASUS)
  • Messgerät zur Messung von atomarem Sauerstoff
  • Ionen-/Neutralmassenspektrometer

Die Satelliten wurden von CubeSat-Teams aus aller Welt gebaut und in zwei Chargen gestartet. PEGASUS ist der allererste 2U CubeSat, der von Österreich gebaut und gestartet wurde. Der Aufbau erfolgte von Grund auf, somit sind einige Designlösungen einzigartig und auch von hohem pädagogischem Nutzen. Dazu zählen unteranderem ein Science Unit und eine Multi-Needle-Langmuir-Probe.

Darüber hinaus besitzt PEGASUS klassische Subsysteme wie einen On-Board-Computer (OBC), UHF-Transceiver, zwei Dipol Antennen, ein Electrical-Power-System (EPS), eine GPS-Batchantenne, uvm.

PEGASUS sendet auf einem Downlink von 436.670 MHz mit einem UHF 9k6 GFSK Transmitter. Dabei werden alle 30 Sekunden sogenannte Baken gesendet, welche durch Funkamateure empfangen werden können. Die in den Baken enthaltenen Informationen ermöglichen eine Bewertung der Funktionsfähigkeit und des Zustands des Satelliten. Die House Keeping Data (HKD) des Satelliten enthält eine umfassende Zusammenfassung aller relevanten Satellitenparameter und des Status der Subsysteme wie Temperaturen, Spannungen, Stromwerte, Magnetfeldmessungen, Gyrationsdaten, uvm.

Nähere Informationen zu den Satellitendaten finden Sie im Operation Manual. Erfolgreiche Observationen von PEGASUS sind unter anderem in SatNOGS ersichtlich.


CLIMB

Die CubeSat Mission CLIMB ist die zweite Satellitenmission der FH Wiener Neustadt. Eines der Hauptmissionsziele von CLIMB ist das Erreichen der inneren Schicht des Van-Allen-Gürtels, der in etwa einer Höhe von 1000 km beginnt. Während der Zeit von ca. einem Jahr wird die Erdferne von einer anfänglichen Höhe von ~500 km auf 1000 km erhöht. Während dieser Zeit werden Messungen der akkumulierten Strahlendosis und des Magnetfelds durchgeführt.

CLIMB wird ein fortschrittliches Antriebssystem, das IFM, verwenden. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Field Emission Electric Propulsion System, kurz FEEP. Neben allen CubeSat typischen Systemen (OBC, EPS, ADCS, UHF-Transceiver) wird CLIMB auch einen S-Band-Transceiver und eine S-Band-Batchantenne verwenden.

Die Kommunikation mit CLIMB wird in den Amateurfunkbändern (70 cm / UHF, 13 cm / S-Band) erfolgen. Um Synergieeffekte mit dem bereits im Weltraum befindlichen Satelliten QO-100 zu erzielen, wird CLIMB einen 13 cm-Digipeater zur Kommunikation anbieten. Dieser Digipeater wird während der gesamten Mission verfügbar sein, mit Ausnahme kritischer Missionsphasen sowie der Inbetriebnahme des Satelliten. Die Funkamateure sind aufgefordert aktiv neue Protokolle und Anwendungsfälle für diesen Digipeater zu entwickeln (bspw. Simple Chat, APRS, …).

Für die Kommunikation wird eine GFSK-Modulation mit einer maximalen Bandbreite von 2 Mbit/s verwendet. Die Ausgangsleistung beträgt hierbei 2 W. Um unter anderem den Funkamateuren einen schnellen Zugriff auf den Status des Digipeaters zu ermöglichen, wird eine eigenes Mission Control Center eingerichtet. Hier werden notwendige Informationen über den Empfang und die Dekodierung der Signale von CLIMB auf UHF und S-Band bereitgestellt. Darüber hinaus wird durch die Mitglieder des afuNK eine vollumfängliche Bodenstation inkl. Demodulierung und Dekodierung der Baken basierend auf neuester Software Defined Radio (SDR) Technologie im SatNOGS Netzwerk eingerichtet. 

Das Amateurfunk Innovation Lab arbeitet als Partner mit der FH Wiener Neustadt bei diesen Themen zusammen. Weiterführende Informationen zu den Projekten können hier eingelesen werden: https://cubesat.fhwn.ac.at/. Darüber hinaus wird die FH Wiener Neustadt in Zusammenarbeit mit dem Amateurfunk Innovation Lab Workshops für Interessierte organisieren, um sie über Amateurfunk und Satellitenkommunikation zu informieren und zu schulen.