Jungfernflug: Neue Generation von Sternsensoren auf Alphasat

Alphasat wurde im Auftrag des Unternehmens Inmarsat und der Europäischen Raumfahrtagentur ESA von einem europäischen Firmenkonsortium unter Führung von Thales Alenia Space und Astrium gebaut. Der Satellit wird Mobiltelekommunikation im L-Band, u. a. mit Handys, ermöglichen.  Darüber hinaus hat Alphasat noch vier Experimente (TDP/Technology Demonstration Payload) der ESA an Bord. TDP6 ist dabei der ASTRO APS Sternsensor der Jena-Optronik GmbH. Das Alphasat Programm zeigt die erfolgreiche Durchführung einer öffentlich-privaten Partnerschaft (PPP/Public Private Partnership) zwischen ESA und Inmarsat unter maßgeblicher Beteiligung der europäischen und deutschen Raumfahrtindustrie.

„Ich gratuliere der ESA zum erfolgreichen Erstflug des Alphasat. Die Freude ist umso größer, weil auch der ASTRO APS Sternsensor der Jena-Optronik seinen Jungfernflug an Bord des Satelliten absolviert. Das gesamte Projektteam darf sich mit Stolz freuen, dass mit diesem beachtlichen Meilenstein eine spannende Entwicklungs- und Qualifikationsphase zu ihrem erfolgreichen Abschluss gefunden hat. Unser Dank geht an ESA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt für die fortwährende Unterstützung dieses Projekts. Ich wünsche AlphaSat auf seiner langjährigen Mission alles Gute“, kommentiert Dr. Axel Kwiatkowski, Abteilungsleiter Sternsensoren bei Jena-Optronik.

Mit Spannung wurde der Start von Alphasat in Jena erwartet. Auf dem europäischen Kommunikationssatelliten kann der neueste Sternsensor vom Typ ASTRO APS (Active Pixel Sensor) seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen, Flugerfahrung gewinnen und die APS-Technologie weltraumverifiziert werden. Der Sensor verantwortet die operationelle Unterstützung einer optischen Nutzlast des Satelliten (LCT/Laser Communication Terminal) als hochgenauer Akquisitionssensor. Alle Telemetriedaten des Sternsensors werden im Operationszentrum der Jena-Optronik gespeichert und ausgewertet.

Sternsensor der neuesten Generation: ASTRO APS

Der ASTRO APS ist ein autonomer Sternsensor, der die strahlungsharte CMOS Technologie einsetzt. Bestehend aus einer Einheit mit Elektronik, Optik und Streulicht-Tubus zeichnet er sich durch kleine Abmessungen, geringe Masse und niedrigen Verbrauch aus.

Anforderungen nach minimalen Abmessungen sowie niedrigem Gewicht und Energieverbrauch führten zur Auswahl eines „Single Box Designs“. Der Einsatz von CMOS-Technologie sowie die Verwendung speziell ausgewählter elektronischer Bauelemente ergeben eine hohe Strahlungshärte des Sternsensors. Das niedrige Gewicht von weniger als zwei Kilogramm, eine Genauigkeit von <1arcsec (1sigma) bei 10Hz Wiederholrate und eine Lebensdauer von 18 Jahren zeichnen den ASTRO APS aus. Diese Leistungsdaten verbunden mit der Kompaktheit des Sensors definieren eine neue Klasse von Sternsensoren verglichen mit anderen modernen, derzeit auf dem Markt befindlichen CCD-Sternensensoren.   Die Verbesserungen bei Abmessungen und Leistung sind durch das Austauschen der CCD Detektoren durch die APS Detektoren-Technologie (STAR 1000, HAS) realisiert worden. Die gesamte analoge Ablese- und Abfrageelektronik ist hier auf dem Detektorchip vorhanden. Durch die somit reduzierte Anzahl von Bauteilen konnte die Zuverlässigkeit des Systems erhöht und gleichzeitig die Kosten reduziert werden.

Entwicklung der Sternsensoren

Anfang der achtziger Jahre begannen im damaligen Unternehmen VEB Carl Zeiss JENA die ersten Studien zur Entwicklung eines autonomer Sternsensoren. In der zweiten Hälfte der achtziger Jahre wurden die ersten Astro-Orientierungssysteme an sowjetische Raumfahrtunternehmen geliefert. In der Jena-Optronik GmbH wurden in den neunziger Jahren die Entwicklungen auf dem Gebiet der Sternsensorik erfolgreich weitergeführt. Neben Lageregelungssensoren sind es vor allem Instrumente zur Erdbeobachtung, mit denen sich das Unternehmen weltweit einen Namen gemacht hat. Darunter sind Abkömmlinge der Multispektralkamera MKF-6, die vor über 35 Jahren bei VEB Carl Zeiss JENA entwickelt worden war.

 

Eine Animation der ESA zum Sternsensor ASTRO APS auf Alphasat finden Sie hier.

Technische Details zum ASTRO APS finden Sie in unserem Produktdatenblatt.

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