Heinrich Hertz (Satellit)
| Heinrich Hertz | |
|---|---|
| Betreiber | DLR |
| Startdatum | 5. Juli 2023, 22:00 UTC |
| Trägerrakete | Ariane 5 ECA+ |
| Startplatz | Centre Spatial Guyanais, ELA-3 |
| COSPAR‑ID | 2023-093A |
| Startmasse | 3450 kg |
| Abmessungen | 2000 × 1900 × 2550 mm |
| Hersteller | OHB Technology |
| Satellitenbus | SmallGEO |
| Stabilisation | Dreiachsenstabilisation, Reaktionsräder |
| Lebensdauer | 15 Jahre (geplant) |
| Wiedergabeinformation | |
| Transponder | S-Band, Ka-Band, Ku-Band |
| Transponderleistung | 250 W, 300 W |
| Sonstiges | |
| Bodenstationen | Köln, Bochum |
| Position | |
| Erste Position | 0,5° Ost GEO |
| Antrieb | chemisch und elektrisch |
| Liste geostationärer Satelliten | |
Heinrich Hertz (auch H2Sat) ist der Name eines deutschen Kommunikationssatelliten. Betreiber ist das Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und unter Beteiligung des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg). Gebaut wurde der Satellit durch OHB System in Bremen.[1]
Mit der Heinrich Hertz-Mission sollen in Zusammenarbeit mit Hochschulen, Wissenschaftsinstituten und der Industrie neuartige Kommunikationstechnologien untersucht werden. Ein weiteres Ziel ist der Kompetenzaufbau im Bereich militärischer Satellitenkommunikation in Deutschland.[2] Mit dem Projekt wurde getestet, ob Unternehmen die Technologie und Voraussetzungen für die Fertigung in Deutschland besitzen. Der Satellit soll als Relaisstation dienen und verschiedene Technologien und Übertragungsverfahren testen. Daneben sollen verschiedene Technologien im Langzeitbetrieb getestet werden, auch militärisch nutzbare Technologien. Viele Komponenten sind programmierbar, sodass verschiedene Betriebsbedingungen ausgetestet werden können. Eine Reihe von Technologien sollen die In-Orbit-Verifikation durchlaufen. Die Entwicklung des Satelliten erfolgte in enger Zusammenarbeit von deutschen Forschungsinstituten und Industriepartnern.
Benannt ist die Mission nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz (1857–1894).
Planung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie prüfte der Bremer Satellitenbauer OHB System AG in einer Vorstudie (Phase 0) die Machbarkeit des Projekts. Die Machbarkeitsuntersuchung (Phase A) wurde 2010 abgeschlossen. Gesamtverantwortlich war OHB-System mit dem Partner EADS Astrium. Auch die Satellitenbusverantwortung lag bei OHB System. Die Verantwortung für die Nutzlast lag bei Tesat-Spacecom. Von 2011 bis 2013 wurde die Planungsphase B durchgeführt. Am 28. Juni 2017 wurde der Vertrag für die Projektphasen C und D+Start geschlossen. Der Start des Satelliten war ursprünglich schon für das Jahr 2015 geplant, verzögerte sich aber bis zum Juli 2023.[3][4] Das Budget beträgt 310,5 Millionen Euro für Bau und Start[5][6] zuzüglich Entwicklungskosten von 11 Millionen Euro aus der Planungsphase B[7] und einer noch nicht bekannten Summe für 15 Jahre Betrieb.[8]
Satellitenbus
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Als Plattform dient der Satellitenbus SmallGeo von OHB System in Bremen. Der Satellit mit Abmessungen von 2000 × 1900 × 2550 mm hat eine Nutzlast von 436 kg bei einer Gesamtmasse von 3450 kg. Das System hat einen chemischen Antrieb. Der chemische Antrieb diente dazu, die Endposition einzunehmen, seither wird damit die Position in Ost-West-Richtung stabilisiert. Zusätzlich gibt es einen elektrischen Antrieb. Der High Efficiency Multistage Plasma Thruster (HEMPT) 3050 Antrieb wurde von Thales entwickelt. Er dient zur Erhöhung der Flugbahn und HEMPT und dazu die Abweichungen in Nord-Süd-Richtung zu kompensieren. Für die Stromversorgung gibt es zwei Solarpanele in den Abmessungen 2,22m × 8,20m, die Solarzellen dafür stammen von Solarzellen AZUR SPACE Solar Power GmbH. Die Bordspannung ist 50 V.
Die Lageermittlung erfolgt mit einem Sternensensor, als zusätzliche Systeme gibt es Gyroskope und 12 Sonnensensoren. Der Satellit ist dreiachsenstabilisiert mit Reaktionsrädern von Collins Aerospace.
Kommunikationseinrichtungen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Als Kommunikationseinrichtungen hat der Satellit mehrere Systeme, verschlüsselte Sender im S-Band für LEOP und Notfallbetrieb und einen Ku-Band für GEO und diverse Neuartige Antennen (CFK / Multibeam) H2KAR und GeReLEO aus neuen Materialien und Fertigungsverfahren, die auch für künftigen Einsatz in noch höheren Frequenzen geeignet sein sollen.
250 W Ka-Band Verstärker und ein 300 W Ku-Band Verstärker. Dabei wird eine neue flexible Hardware eingesetzt. Mit diesen Technologien lassen sich die Frequenzumsetzer, Filter, Multiplexer nachträglich neu anpassen und künftige Anpassung der Signale und der Signalverarbeitung umsetzen. Dazu gehören weitere Technologien wie flexible Bandbreitenbelegung und unterschiedliches Routing der Daten, Kombination von mehreren Kanälen zur gleichzeitigen Datenübertragung etc.
Der Satellit soll als Relaisstation dienen und die Signale von anderen Satelliten in niedrigeren Umlaufbahnen empfangen und an die Bodenstationen weiterleiten. Die Kontaktzeiten können dadurch bei jedem Umlauf von wenigen Minuten auf bis zu 40 Minuten verlängert werden, damit lässt sich auch die übertragbare Datenmenge erheblich steigern.
Geplante Nutzlasten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Aus etwa 30 Entwicklungen bestand die Auswahl an möglichen Technologien:
- LISA: Intersatelliten-Antenne im Ka-Band mit elektronischer Schwenkung
- MEDUSA: Mehrpunkt-Antenne im Ka-Band zur Reduzierung der Komplexität
- VERSA: Verteilnetzwerk zur Reduzierung der Komplexität mit syntaktischem Metallschaum als Trägermaterial
- KERAMIS: Keramische Mikrowellenschaltkreise auf Basis der LTCC-Mehrlagentechnologie
- LIQUIDA: Flüssigkristall-gesteuerte Phasenschieber
- TWTA: Mini-Verstärkerröhre (Ka-Band)
- MPM: V6-Microwave Power Module zur Realisierung von bis zu 500 W HF-Leistung
- FDOC: Linearisierter Ku-Band-Röhrenverstärker
- FOBP: Fraunhofer On-Board-Prozessor, ein vollständig im Orbit rekonfigurierbarer Prozessor[9]
- NEXT: Mehrere neue Fehlerkorrekturverfahren (Netzwerk-Codierung, Mehrteilnehmer-Detektion, Fountain Code)[10]
- GeReLEO-SMART: Geostationäre Relaisstation für Ka-Band-Kommunikation mit LEO-Satelliten[11]
- HSB: Hybrid Sensor Bus, Kombination aus elektrischem und faseroptischem Sensorsystem[12]
Auch am Boden sollen neue Technologien erprobt werden, so etwa:
- SANTANA: Ka-Band-Terminal mit digitaler Strahlformung (englisch beamforming)
- MoSaKa: Mobile Satellitenkommunikation (Ka-Band) für Nutzung im Katastrophenfall
Ausgewählt wurden davon mehr als 20 verschiedene Technologien und Experimente.
Start
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Zu Beginn des Projekts war ein Start im Jahr 2016 geplant. Die Mission startete am 5. Juli 2023 mit der letzten Ariane 5-Trägerrakete zusammen mit dem französischen Militärsatelliten Syracuse 4B. Am 21. Juli 2023 erreichte er seine geostationäre Position 0,5° Ost in einer Höhe von ungefähr 36.000 km.
Bodensegment
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Steuerung erfolgt durch DLR. Es gibt zwei Kontrollzentren, eines in Bonn und eines als Referenz in Bochum, dazu kommt die MIL Missionskontrolle für die militärische Nutzung in Rheinbach. Für die Kommunikation gibt es mehrere Antennen am Boden: In Köln gibt es drei Antennen: 7,3m Ku-Band TT&R eine 9,2 m Ka-Band W/T, eine 13 m S-Band TT&R Antenne. In Neustrelitz zwei 7,3m Ku-Band Antennen für TT&R und für W/T. Dazu eine 13m S-Band Antenne für TT&R in Kiruna, die im Bedarfsfall genutzt werden kann. Somit sind mehrere verschiedene Antennen in verschiedenen Frequenzbändern und unterschiedlichen Orten für die Steuerung und für Tests und Experimente gleichzeitig einsetzbar.
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Siegfried Voigt: The German Heinrich Hertz Satellite Mission in: Antennas and Propagation (EuCAP), 2010 Proceedings of the Fourth European Conference on, Barcelona, ISBN 978-1-4244-6431-9, 2010
- Martin Schallner, Bernd Friedrichs und Frank Ortwein: Verification of new technologies as main task of the communication payload of the Heinrich-Hertz mission in: CEAS Space Journal, Bd. 2, Nr. 1–4, 67–73, Dezember 2011, doi:10.1007/s12567-011-0010-1
- Siegfried Voigt und Anke Pagels: Mission Heinrich-Hertz. In: Countdown 11, Aktuelles aus der DLR Raumfahrt-Agentur 3/09. DLR, November 2009, S. 3–7. PDF
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Heinrich-Hertz-Mission auf ohb-system.de
- DLR
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ DLR: Deutsche Satellitenkommunikations-Mission "Heinrich Hertz" wird realisiert, 28. Juni 2017
- ↑ DLR: Deutsche Satellitenkommunikations-Mission Heinrich Hertz erreicht nächste Phase, 11. Mai 2012, abgerufen am 25. Juli 2017.
- ↑ 2020 Archive. In: HPS GmbH – The Team to Trust. Abgerufen am 12. Oktober 2021.
- ↑ Bella Richards: Goodbye to the Ariane 5, the ‘Swiss Knife’ of Europe’s launch industry. nasaspaceflight.com, 5. Juli 2023, abgerufen am 6. Juli 2023 (englisch).
- ↑ HPS antenna for space mission Heinrich Hertz passes meticulous test. In: HPS GmbH – The Team to Trust. 2020, abgerufen am 12. Oktober 2021.
- ↑ Caleb Henry: Germany’s long-awaited Heinrich Hertz satellite now expected to launch in 2021, spacenews.com vom 21. Juli 2017, abgerufen am 25. Juli 2017 (englisch).
- ↑ Peter B. de Selding: Germany Moves Ahead with Heinrich Hertz Demo Satellite, spacenews.com vom 10. Mai 2012, abgerufen am 25. Juli 2017 (englisch).
- ↑ Peter B. de Selding: German Heinrich Hertz satellite shows military reluctance to expand commercial satcom, spaceintelreport.com vom 18. Juli 2017, abgerufen am 25. Juli 2017 (englisch).
- ↑ Siehe FOBP, Fraunhofer IIS
- ↑ Schneller und effizienter: Neue Übertragungsverfahren in der Satellitenkommunikation, DLR, 30. Juli 2012
- ↑ GeReLEO-SMART
- ↑ Siehe HSB, DLR