Ingenieure testen erfolgreich autonomes Navigationssystem für Satellitenschwärme im All

BerlinWissenschaftler des Space Rendezvous Lab der Stanford University haben erfolgreich den ersten Test eines selbstlenkenden Satellitensystems im All durchgeführt, ein bedeutender Fortschritt in der Raumfahrttechnologie. Dieser Test war Teil des Starling Formation-Flying Optical Experiment (StarFOX) und nutzte visuelle Daten, die über ein drahtloses Netzwerk zwischen vier kleinen Satelliten geteilt wurden. Das System verwendet ausschließlich Bordkameras und könnte sich für Missionen jenseits der Erde als nützlich erweisen.

Diese Technologie bietet im Vergleich zu herkömmlichen Einzelsatellitensystemen zahlreiche Vorteile, wie zum Beispiel:

• Verbesserte Genauigkeit und Abdeckung
• Erhöhte Flexibilität und Widerstandsfähigkeit
• Neue Ziele, die einzelne Satelliten schwer erreichen können
• Geringere Kosten aufgrund minimaler technischer Anforderungen

Traditionelle Raumfahrtsysteme sind auf das Globale Navigationssatellitensystem (GNSS) und das Deep Space Network für die Navigation angewiesen. Diese Systeme haben jedoch Nachteile; sie erfordern häufige Kommunikation mit bodengestützten Systemen und sind langsam im Betrieb. Zudem sind sie nicht für zukünftige Missionen geeignet und bieten keine Möglichkeit, "unkontrollierte Objekte" wie Weltraumschrott zu vermeiden. Das neue System von StarFOX behebt diese Probleme durch seine Autarkie und hohe Autonomie.

Das ARTMS-Navigationssystem integriert drei wesentliche Algorithmen der Weltraumrobotik: Bildverarbeitung, Batch-Orbit-Bestimmung und sequentielle Orbit-Bestimmung. Zum Einsatz kommen kostengünstige 2D-Kameras, sogenannte Star-Trackers, wie sie in modernen Satelliten üblich sind. Durch die Analyse von visuellen Daten mit diesen fortschrittlichen Algorithmen kann StarFOX präzise Positionen und Geschwindigkeiten berechnen.

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Das System zeigte selbst unter schwierigen Bedingungen eine beeindruckende Leistung und erreichte mit einem Beobachter eine Positionsgenauigkeit von 0,5 % der Entfernung. Bei Einsatz mehrerer Beobachter verbesserte sich die Genauigkeit sogar auf 0,1%. Diese hohe Präzision ist entscheidend für die automatische Steuerung, Führung und Kollisionsvermeidung.

NASA hat beschlossen, das StarFOX-Projekt bis 2025 weiterzuführen und es in StarFOX+ umzubenennen. Das erweiterte Projekt wird verbesserte Funktionen testen, die zur zukünftigen Raumüberwachung und Positionierungstechnologien beitragen sollen. Dieser Schritt zeigt die starke Unterstützung für den Einsatz automatisierter Systeme im Weltraum, die nun häufiger bei Organisationen wie der NASA, dem Verteidigungsministerium und der U.S. Space Force zu finden sind.

Diese Technologie ist von großer Bedeutung, da sie die Koordination mehrerer Satelliten im Weltraum ermöglicht und somit Aufgaben bewältigt werden können, die für einen einzelnen Satelliten schwer zu erreichen sind. Sie stellt einen entscheidenden Fortschritt in Richtung fortschrittlicherer, flexiblerer und selbstständigerer Weltraumoperationen dar.