Das Dröhnen der Triebwerke der Rockot-Trägerrakete zerriss die Luft, als sie am 30. Juni 2003 vom Kosmodrom Plesetsk im Norden Russlands abhob. Die 30 Meter hohe Rakete war von der deutschen Firma Eurockot Launch Services gechartert. Statt eines großen Satelliten transportierte sie acht kleinere Exemplare.
Damals erregte der Start kaum Aufmerksamkeit – kein milliardenschweres Flaggschiff. Doch rückblickend markierte er einen Wendepunkt: Er ebnete den Weg für eine neue Ära der Weltraumnutzung.
Einige der Satelliten waren winzige CubeSats mit Abmessungen von nur 10 x 10 x 10 cm. Diese aus standardisierten Bauteilen bestehenden Mini-Satelliten lassen sich schnell und kostengünstig bauen.
Ende der 1990er konzipiert als Lehrmittel für Studierende, sollten CubeSats Grundlagen des Satellitenbaus vermitteln – mit dem Ziel, dass Absolventen in die traditionelle Industrie einsteigen.
Viele taten dies, doch andere wandten ihr Wissen innovativ an: Sie machten CubeSats zu ernsthaften Forschungsplattformen.
„Heute miniaturisieren kluge Köpfe weltweit Technologien für diese kleinen Volumen. Das nennen sie „Thinking inside the box““, erklärt Roger Walker von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
Dieser Ansatz zahlt sich aus. Der CubeSat-Standard senkt Kosten und ermöglicht mehr Missionen. Fortschritte in Miniaturisierung öffnen Türen für unkonventionelle Konzepte wie Satellitenschwärme.
Satellitenschwärme umfassen Dutzende bis Tausende winziger Satelliten, die kooperieren, um Aufgaben zu meistern, die für große Satelliten unmöglich wären. Ihre Kostengünstigkeit macht Massenproduktion machbar.
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Scott Williams, Programmdirektor bei SRI International und Pionier der CubeSat-Entwicklung, fragte sich: „Wie viele können wir starten? Können Schwärme bessere Daten liefern als ein teurer Einzelsatellit?“
Für viele Anwendungen lautet die Antwort: Ja. Doch wie kontrolliert man 1.000 Satelliten?
„Keine 1.000 Bediener pro Satellit – das ist nicht skalierbar. Behandeln Sie den Schwarm als Einheit mit KI-Steuerung“, betont Williams. Ein Betreiber für eine Hundert-Millionen-Anlage schafft enorme Skaleneffekte.
Kleine Satelliten, große Möglichkeiten
2020 rückten Starlink-Satelliten von Elon Musk Schwärme ins Rampenlicht: 60er-Chargen formten helle Himmelzüge. Heute umkreisen fast 800 die Erde, Pläne sehen 12.000 vor für globales Internet. Sie nutzen Miniaturisierung und Massenproduktion wie CubeSats.
Die ESA widmet CubeSats eine eigene Einheit. Walker leitet sie: „Wir koordinieren Technologien für neue Fähigkeiten.“
Viele Missionen zielen auf Erdbeobachtung: CubeSat-Flotten messen z. B. Stickstoffdioxid-Emissionen aus Verkehr und fossilen Brennstoffen.
Hyperspektrale Bildgebung erfasst Veränderungen in Vegetation, Feuchtigkeit oder Überschwemmungen via Dutzende Spektralbänder.
Weiter: GNSS-Reflexionen für Polkappen-Eis und Meeresströme.
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Asteroiden ganz nah
Neben Erdbeobachtung und Telekom eröffnen CubeSats neue Wissenschaft. Patrick Michel, CNRS-Forschungsdirektor in Nizza, leitet NEO-MAPP: Asteroidenabwehr via EU-Projekt.
Oberflächen-Eigenschaften sind entscheidend für Ablenkung – bodengestützt nicht sichtbar. „CubeSats sind ideal“, sagt Michel.
Idee: Flotte trifft erdnah Asteroiden, filmt und kategorisiert Oberflächen. Funksignale offenbaren Massen.
Williams analysiert Signale für Weltraumwetter: Subatomare Teilchen aus Sonnenwinden. Inspiriert von Mobilfunk-Wetterdaten.
„Rauschen in Signalen ergibt Präzisionsvorhersagen“, erklärt er.
Nächste Schritte
CubeSats sind günstig zu bauen und starten – Booster für New-Space-Unternehmen.
Grenzen? Fantasie und Rechenpower. Samson Phan, SRI-Ingenieur: „Fokus auf Robotik.“
Vision: KI-Roboter bauen Riesen-Teleskope im All, z. B. 5.000 km Array für Alpha Centauri.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 358 des BBC Science Focus Magazine – Erfahren Sie hier, wie Sie sich anmelden können