Foresail-1, der erste Satellit des finnischen Exzellenzzentrums für nachhaltige Weltraumforschung, ist bereit für den Weltraum.
„Mit Hilfe der langfristigen Finanzierung durch die Akademie von Finnland haben wir das erste wissenschaftliche Raumfahrtprogramm in Finnland geschaffen, das darauf abzielt, eine nachhaltigere Raumfahrttechnologie zu entwickeln“, sagt Professor Minna Palmroth von der Universität Helsinki, die Direktorin des Kompetenzzentrum.
Die Reise des Satelliten von Otaniemi in Espoo wird in wenigen Tagen beginnen. Die erste Station ist Berlin, Deutschland, wo der Satellit in den Startadapter integriert wird. Foresail-1 wird vom deutschen Startdienstleister EXOLaunch an die vorgesehene Rakete geliefert. Im Sommer soll der Satellit mit einer Falcon-9-Rakete von SpaceX vom Raumfahrtzentrum in Cape Canaveral in Florida, USA, gestartet werden
Die Satellitensysteme und wissenschaftlichen Instrumente in Foresail-1 wurden alle in Finnland entwickelt und gebaut. Das Exzellenzzentrum untersucht Weltraumbedingungen und nutzt diese Forschung, um Satelliten zu entwickeln, die den herausfordernden Bedingungen des Weltraums länger standhalten. Es wird von der Universität Helsinki geleitet und umfasst die Aalto-Universität, die Universität Turku und das Finnische Meteorologische Institut. Die Teams des Finnischen Meteorologischen Instituts und der Universität Turku sind für die wissenschaftlichen Instrumente und deren Messungen verantwortlich.
Das Team der Aalto-Universität war für die Planung der Mission und den Bau des Satelliten verantwortlich. Das Team entwickelte in seinem Labor eine völlig neue, offene Satellitenplattform. Die Satellitenplattform und die Subsysteme wie Ortungssystem, Radio, Zentralcomputer, Rahmen, Antennen, Positionssensoren, Batterien und Solarpanels können in zukünftigen finnischen Satellitenmissionen verwendet werden. Die Satellitenpläne werden als Open-Source-Projekt zur Verfügung gestellt.
Laut Assistenzprofessor Jaan Praks von der Aalto-Universität wurde besonderes Augenmerk auf die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Satelliten gelegt, indem seine Elektronik besser als bei früheren Kleinsatelliten vor Weltraumstrahlung geschützt wurde.
„Im Laufe des Projekts wurden mehrere Entwicklungsversionen des Satelliten gebaut, und die Funktionalität der Systeme wurde durch Dutzende von Tests unter Bedingungen wie hohen Vibrationen, Vakuum und niedrigen Temperaturen sichergestellt. Das endgültige Flugmodell des Satelliten wird in Kürze in den Start integriert Adapter, der dann am Startplatz in Cape Canaveral an der Falcon-9-Rakete befestigt wird“, sagt Praks.
Die Steuerung und der Betrieb des Satelliten werden von der Bodenstation Otaniemi übernommen, die derzeit die Satelliten Aalto-1 und Suomi100 verfolgt. Der Betrieb der Bodenstation basiert auf Lösungen und Software, die an der Aalto-Universität entwickelt wurden.
Führendes finnisches Know-how in einem kompakten Paket
Obwohl der Satellit nur die Größe einer Milchtüte hat, wird er zwei einzigartige wissenschaftliche Instrumente tragen, die vom Center of Excellence entwickelt wurden: das PATE-Teilchenteleskop, das die erdnahe Strahlungsumgebung untersuchen wird, und eine Plasmabremse, die die Satellit aus der Umlaufbahn.
Die Plasmabremse wurde bereits in Aalto-1 getestet, aber die Weiterentwicklung hat ihre Betriebssicherheit verbessert. Die Bremse zielt darauf ab, die Menge an Weltraumschrott im Orbit deutlich zu reduzieren, indem der Satellit abgebremst wird, sodass er zurück in die Atmosphäre fällt und dort in Rauch aufgeht. Normalerweise dauert es Jahre, bis Satelliten mit der Rückkehr in die Atmosphäre versinken, aber mit der Plasmabremse könnte der Prozess auf nur zwei Monate beschleunigt werden.
„Die Plasmabremse funktioniert theoretisch und in unseren Tests, aber ihre Bremskraft wurde im Weltraum noch nicht vollständig gemessen“, sagt Forschungsleiter Pekka Janhunen vom Finnischen Meteorologischen Institut.
Das Ziel des an der Universität Turku entwickelten PATE-Teilchenteleskops ist es, Forschern zu helfen, die Strahlungsumgebung des Weltraums besser zu verstehen und so die Lebensdauer von Satelliten dort zu verlängern.
„Genauere Messungen des PATE-Instruments werden uns dabei helfen, zu bestimmen, wie Elektronen aus den Strahlungszonen in die Atmosphäre austreten. Mit diesem Wissen können wir Satelliten entwickeln, die der Weltraumstrahlung besser standhalten und länger im Weltraum funktionieren“, sagt Professor Rami Vainio von der Universität Turku.