Happy Birthday OPS-SAT!

Das fliegende Labor feiert heute seinen zweiten Geburtstag im Weltraum.
Die erste Aufnahme, die OPS-Sat von der Erde gemacht hat
Die erste Aufnahme, die OPS-SAT von unserer Erde gemacht hat. (ESA)

Der CubeSat OPS-SAT wurde am 18. Dezember 2019 vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana an Bord einer Sojus VS23-Trägerrakete ins All geschossen. OPS-SAT ist das einzige fliegende Labor der Welt.

OPS-SAT, entwickelt von der Technischen Universität Graz, ist das einzige, für die öffentliche Nutzung verfügbare Raumfahrzeug der Welt. Er führt uns vor Augen, wozu Satelliten in der Lage sind, wenn sie mit hochmoderner Technologie bestückt sind, kontinuierliche Verbesserungen in der Missionskontrolle sichtbar machen und zeigen, was Raumfahrttechnologie leisten kann.

Das Labor in der Erdumlaufbahn bietet eine Reihe von Ressourcen, darunter Prozessoren, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), Kameras und ein System zur Lagebestimmung und -kontrolle, die die Experimentatoren für die Demonstration neuer Missions- und Betriebskonzepte nutzen können.

Die OPS-SAT-Architektur besteht aus zwei Hauptteilen. Der erste ist der OPS-SAT-"Bus", der die notwendige Infrastruktur für den Betrieb des zweiten Teils, der Nutzlast, bereitstellt. In diesem Fall kann die Nutzlast jedoch, sobald sie läuft, die Kontrolle über den gesamten Satelliten übernehmen, während der Bus sie überwacht und jederzeit bereit ist, die Kontrolle wieder zu übernehmen.

Otto Koudelka erklärt OPS-Sat

Die Nutzlast von OPS-SAT

Verarbeitungsplattform
Das Herzstück der OPS-SAT-Satellitennutzlast ist die Verarbeitungsplattform, die für die Bereitstellung einer rekonfigurierbaren Umgebung verantwortlich ist, mit der die Ziele der einzelnen Experimente erreicht werden können. Auf der Verarbeitungsplattform läuft Linux, da das Betriebssystem aus einem flexiblen und rekonfigurierbaren Rahmen besteht, der hochentwickelte Verarbeitungsfunktionen, Schnittstellen, Speicherintegrität und rekonfigurierbare Logik bietet.

Die Plattform besteht aus einem 'Altera Cyclone V SoC' mit einem ARM Dual-Core Cortex-A9 MPCore und einem Cyclone V FPGA. Die OPS-SAT-Experimentatoren werden bootfähige Images für diese Verarbeitungsplattform bereitstellen. Diese Images werden vor dem Laden auf das Raumfahrzeug bestimmten Vorprüfungen unterzogen. Der Stromverbrauch und die Temperatur des Prozessorkerns werden ebenfalls vom Bordcomputer überwacht, um zusätzliche Sicherheitsmechanismen zu schaffen.

System zur Feinsteuerung der Lagebestimmung (ADCS)
Ein integriertes feines ADCS wird den Experimentatoren Zugang zu Sensoren und Aktuatoren sowie zu einer integrierten Lageregelungsfunktion bieten. Es besteht aus Kreiseln, Beschleunigungsmessern, Magnetometern, Reaktionsrädern, drei Magnetorquern und einem Star Tracker.

GPS-Empfänger (Global Positioning System)
Ein GPS-Modul ist vorhanden, damit die Experimentatoren Zugang zu Positionsdaten und Zeitinformationen haben.

S-Band-Transponder
Für die Kommunikation mit hohen Datenraten ist eine CCSDS-kompatible S-Band-Kommunikationsverbindung vorgesehen, die als Hauptverbindung für die Datenkommunikation und TM/TC mit ESA-Bodenstationen dient. Sie wird Uplink-Geschwindigkeiten von bis zu 256 kbit/s und Downlink-Geschwindigkeiten von bis zu 1 Mbit/s bieten. Über die S-Band-Verbindung wird die Software der Experimentatoren hochgeladen und die Ergebnisse der Experimente an Bord heruntergeladen.


X-Band-Sender

Ein X-Band-Sender mit einer hohen Datenübertragungsrate von bis zu 50 Mbit/s.

Kamera
Eine hochauflösende Kamera, die eine Bodenauflösung von bis zu 80m x 80m pro Pixel liefern kann.

Optischer Uplink
Es wird ein optischer Empfänger bereitgestellt, der Befehle von einer Laser-Entfernungsstation auf der Erde empfangen kann. Es wird eine Uplink-Rate von 2 kbps erwartet.

Software-definierter Funk
Es wird ein softwaredefiniertes Funkfrontend bereitgestellt, das mit einem der beiden Diploe in der UHF-Antenne verbunden ist. Die Ergebnisse dieses Experiments werden auf dem Verarbeitungskern für die weitere Verarbeitung durch die Experimentatoren zur Verfügung gestellt, z. B. für einen fliegenden Spektrumanalysator.

Schnittstellen
Die Experimentatoren werden mit ihren fliegenden Experimenten auf verschiedene Weise kommunizieren können, vom reinen Offline-Dateitransfer bis hin zum Empfang und Versand von Raumfahrtpaketen in Echtzeit mit einem brandneuen CCSDS-Protokoll (MO-Dienste) über das Internet.

 

Quelle: ESA