04/10/2013 - Der NanoSat Lab der UPC entwickelt eine Nanosatelliten, die 2014 in den Weltraum gestartet wird

Menéame

Konzipiert, um als Satellitenkonstellation zu funktionieren ³Cat-1 ist einer der ersten Nanosatelliten der Welt, die mehr als eine nützliche Ladung in einer einzigen Plattform, dh mehr als ein Element für das Studium im Weltraum, enthält. Die Einführung des 3Cat-1 wird es ermöglichen, vor Ort wissenschaftliche Experimente durchzuführen und das Verhalten eines Materials oder einer Technologie zu analysieren.

Diese Belastungen können daher als "technologische Demonstrationen" definiert werden. Ein Teil dieser Technologie existiert auf dem Markt und hat einen ebenso täglichen Einsatz wie die Chips oder Funkkommunikations-Empfänger von Mobiltelefonen.

Das Projekt³Cat-1, die sich in der NanoSat Lab, ist Gegenstand der Dissertation Roger Jové, in dem ein Team von 11 Studenten im Rahmen des Studiums arbeitet Fortschrittliche Ingenieurprojekte. Diese Initiative, an der auch andere Forscher der UPC beteiligt sind, hat eine konkrete Aufgabe: die Schaffung und den Start eines Nanosatelliten der dritten Generation im Weltraum, der auf sechs Experimente an Bord vorbereitet ist. Er wird in die Umlaufbahn eines der von den internationalen Raumfahrtagenturen im Rahmen des 2014.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat die Universität insbesondere Forschungsarbeiten im Bereich Weltraumtechnologien und -anwendungen gefördert, die sich in der Beteiligung von Forschern und Forschern an großen internationalen Weltraummissionen oder an parabologischen Flügen niedergeschlagen haben, bei denen Studenten unter Bedingungen der Mikrogravitation experimentiert haben.

Von verschiedenen Bereichen, von Astronomie und Astrodynamik, Satellitennavigation oder Erdbeobachtung bis hin zu optischen Kommunikationen, Antennen und Funkkreisen, wurden an der Universität Wissen, Ressourcen und Ausrüstung erzeugt. Ein Teil dieser Fortschritte ist in der Gründung des NanoSat Lab, einer interdepartementalen Initiative, die von der ETSETB der UPC mit Unterstützung der IEEC.

Das Hotel befindet sich auf dem Campus Norte der UPC und wird von Adriano Camps, Professor des Abteilung für Signal- und Kommunikationstheorie, zusammen mit den Professoren Juan Ramos und Eduard Alarcón, Abteilung für ElektroniktechnikDer NanoSat Lab hat sich mit einer dreifachen Berufung etabliert: erzieherisch, wissenschaftlich und dienstlich, da er im Gegensatz zu anderen Labors in diesem Bereich Unternehmen und Institutionen die Möglichkeit bietet, die Komponenten zu bewerten, die in den Weltraum zu schicken sind.

Und die kleinen Satelliten haben auch wirtschaftliche Vorteile: Einerseits benötigen sie eine deutlich geringere Investition als die Satelliten. Wenn ein Nanosatelliten zwischen 100 und 200.000 Euro kosten kann, kann ein konventioneller Satelliten eine sehr viel höhere Investition bedeuten. Außerdem können sie in den Orbit gebracht werden, indem sie andere Wurfs nutzen. Diese Systeme öffnen daher die Tür zu weniger kostspieligen Raumfahrtinitiativen, wie sie im NanoSat Lab durchgeführt werden.

Technologietest und Weltraumexperimente

Eine der Technologien, die im Rahmen der ³Cat-1 wird ein Grafentransistor sein, der von Professor Max Lemme vom Königlichen Technologieinstitut (KTH) in Stockholm (Schweden) entwickelt wurde. Transistoren sind Silizium-Komponenten, die zu den meisten gängigen elektronischen Geräten gehören. Die Idee, an der die KTH-Gruppe arbeitet, besteht darin, Grafentransistoren zu machen, um sie in Weltraumtechnologien anzuwenden. Das Experiment innerhalb der ³Cat-1 dient zur Überprüfung des Verhaltens von Grafen unter Raumbedingungen.

Es wird auch untersucht, wie sie die Auswirkungen hochgeladener Energiepartikel durch einen kommerziellen Geigerzähler, ein Instrument zur Messung radioaktiver Partikel und ionisierender Strahlung, beeinflusst. Der Zähler selbst wird auch dazu dienen, die Auswirkungen der Strahlung auf andere Experimente an Bord der Nanosatelliten zu messen.

Es werden auch Solarzellen getestet, die von Professor Pablo Ortega, der Abteilung für Elektronik, entwickelt wurden, um eine gute Leistung im Weltraum zu erzielen, und Polymere, die üblicherweise in elektronischen Komponenten verwendet werden.

Ein weiteres Experiment, das von den Professoren Manuel Dominguez und Joan Pons und dem Doktoranden Sergi Gorreta entwickelt wurde, ist ein resonantes Mikro-Elektro-System (MEMS), das zum ersten Mal vor Ort überwacht, wie Monoatom-Sauerstoff ein Polymer angreift, das für elektronische Anwendungen von Interesse ist. Monoatomischer Sauerstoff ist sehr reaktiv und in niedrigen Umlaufbahnen vorhanden.

An Bord der Nanosatelliten wird auch ein neues System zur Sammlung von Umweltenergie in NanoSat Lab getestet werden. Diese Technologie basiert auf der Temperaturdifferenz zwischen Außen und Innen des kleinen Satelliten (zwischen 5 °C und 10 °C). Das Ziel besteht darin, die Telekommunikationskabel, die die ³Cat-1, auch über die Lebensdauer des kleinen Geräts hinaus.

Im gleichen ³Cat-1 ist der Betrieb einer Technologie zu überprüfen, die entwickelt wurde, um Energie ohne Faden in den Weltraum zu übertragen. Es ist das Gebiet, in dem Elisenda Bou in seiner Dissertation arbeitet, die Lenden der ETSETB und des Massachusetts Technology Institute (MIT) in den Vereinigten Staaten entwickelt. Die Übertragung von Energie ohne Kabel ist eine Technik, die die Verteilung von elektrischer Energie ohne materielle Unterstützung ermöglicht und die auf Haushaltsgeräte wie Mobilgeräte, Fernseher oder das Internet der Dinge angewendet werden könnte.

In diesem Fall beruht die von Thales Alenia Space Spanien finanzierte Forschung von Elisenda Bou auf modularen Satelliten, d. h. auf Spezialmodulen, die miteinander verbunden sind und wie ein einziger Satellit wirken. Aber man muss wissen, wie sich das Plasma im Weltraum auf sie auswirkt und ob die drahtlose Energieverbindung degradiert wird.

Eine Bildungsplattform

Vor zwei Jahren setzte die ETSETB auf Nanosatelliten als Hauptthema des Fachs fortgeschrittene Ingenieurprojekte (PAE), in dem die Studenten in Gruppen arbeiten, um ein konkretes und komplexes Projekt zu erreichen. Nanosatelliten sind kleine Geräte (etwa 10 Kubikzentimeter), die weniger als ein Kilogramm wiegen und zwischen Studentengruppen entwickelt werden können.

Es handelt sich um ein komplexes System, das die gesamte Laufbahn im Bereich Telekommunikation und Elektronik umfasst und somit eine ideale Bildungsplattform für die Umsetzung von Kenntnissen über Weltraumtechnologien darstellt. Seit zwei Jahren hat die Ausweitung ihrer Nutzung auf wissenschaftliche und Kommunikationsfunktionen zur Demokratisierung des Zugangs zum Weltraum geführt.

Das Design der ³Cat-1, der den letzten Kurs von den ETSETB-Studenten stark anspornte, basiert auf Modulen, die in zukünftigen Generationen des kleinen Satelliten genutzt werden können. In der Tat wird bereits in der zweiten Version, der ³Cat-2, Gegenstand der Dissertation von Hugo Carreño. Die neue Version hat eine ähnliche Größe wie ein Blatt (20x30 cm und 10 cm) und enthält nützliche Lasten, die auf die Fernerkundung ausgerichtet sind, mit GPS-Zeitsignalen, die auf der Meeresoberfläche reflektiert werden.

Sowohl bei der Konzeption des Einfallsreichtums als auch bei den Fortschritten, die sie ins Innere, im Inneren und im Inneren der Gemeinschaft unternehmen werden, ³Cat-1 nahmen auch Studierende der Grade, Master- und Doktorandenausbildung sowie andere Professoren und Forscher der UPC oder anderer Forschungseinrichtungen teil.

Komponenten für den Weltraum qualifizieren

Das NanoSat Lab ist in zwei Jahren zu einer Infrastruktur geworden, die etwa 30 Personen nutzt und für Studenten und Wissenschaftler offen ist. Seit März dieses Jahres steht sie auch im Dienst der kleinen und mittleren Unternehmen und Organisationen oder Gruppen, die kleine Satelliten im Weltraum starten wollen. Wie die Direktoren berichten, ist die NanoSat Lab eine der wenigen europäischen Einrichtungen (die nächsten sind in Madrid und Toulouse), die über die notwendigen Ressourcen verfügen, um sowohl technologisch als auch normativ die Komponenten zu bewerten, die in die Umlaufbahn zu bringen sind. Diese, die in der Regel kommerzieller Natur sind und eine Lebensdauer auf der Erde haben sollen, müssen den Vibrationen des Starts sowie den Auswirkungen extremer thermischer Zyklen oder ionisierender Partikel (Solarstrahlung) widerstehen.

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Quelle und Bild: UPC

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