Flying Laptop

Kleinsatellit bekommt hochmodernen Bord-Computer

| Redakteur: Peter Koller

Flying Laptop: Der neu entwickelte Hauptcomputer ist vorne unten als grüner Block zu erkennen
Flying Laptop: Der neu entwickelte Hauptcomputer ist vorne unten als grüner Block zu erkennen (Universität Stuttgart)

Den geradezu poetischen Namen Flying Laptop trägt ein Kleinsatellit, der an der Universität Stuttgart entwickelt wird. Seine Besonderheit: Ein von Grund auf neu entwickelter Bord-Computer, der zu schnellsten und kompaktesten der Welt gehört.

An der Universität Stuttgart wurde am Freitag einer der schnellsten und kompaktesten Satellitencomputer der Welt seiner Bestimmung übergeben. Der Rechner ist das Herzstück der hochmodernen Kleinsatellitenplattform „Flying Laptop“, die durch Studierende am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart mit Unterstützung der baden-württembergischen Raumfahrtindustrie entwickelt wurde.

Der neue On-Board Computer (OBC) integriert die Funktion eines Onboardrechners mit der einer Stromversorgungseinheit. Er gehört zu den schnellsten verfügbaren Satellitencomputern weltweit, ist dabei aber erheblich kompakter und daher geeignet für kleine Technologiesatelliten, zum Beispiel bei der Europäischen Weltraumbehörde ESA oder dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und insbesondere auch für die weiteren Satelliten im Stuttgarter Kleinsatellitenprogramm.

Entgegen den Rechnern vieler universitärer Kleinstsatelliten basiert er auf strahlungsresistenten Microchips und garantiert damit eine entsprechende Lebensdauer im Orbit. Der Prozessor ist etwa ein UT699 aus der LEON3FT Familie von ESA/ESTEC. Die Programmierung der dazugehörigen On-Board Software (OBSW) erfolgte in C/C++.

Zum OBC gehört die Power Control and Distribution Unit (PCDU), die die Stromversorgung des Satelliten steuert. Seine Energie bezieht Flying Laptop hauptsächlich aus drei Solarzelle-Panels, alternativ aus drei Akku-Packs, bestehend aus Lithium-Eisenphosphat-Zellen mit einer Gesamt-Kapazität von 700 Wh. Die Spannung des unregulierten Haupt-Busses beträgt zwischen 20 und 24 V. Dedizierte DC/DC-Wandler an den Verbrauchern liefern die jeweils benötigte Versorgungsspannung.

Nach dem Start im Jahr 2014 soll der Stuttgarter Kleinsatellit im Format 60x70x80 cm und einer Masse von 120 kg mit drei Kamerasystemen unter anderem Schifffahrtsbewegungen und Vegetationsmessungen erfassen sowie verschiedene Technologien unter den Bedingungen des Weltraums erproben – darunter auch einen rekonfigurierbaren FPGA-basierten Computer zur Steuerung der Satelliten-Nutzlasten. Dieser PLOC (PayLoad On-Board Computer) basiert auf einem Virtex-II-Pro FPGA von Xilinx.

Die Entwicklung und Fertigung des Kleinsatelliten Flying Laptop nach Industriestandard wurden vorwiegend aus Mitteln der Universität und des Landes Baden-Württemberg sowie Beistellungen durch verschiedene Partner realisiert. Für den Start des Kleinsatelliten als piggy-back Satellit hat das DLR Raumfahrtmanagement eine angemessene Unterstützung von 800.000 Euro zugesagt.

„Wir freuen uns sehr, dass die Universität Stuttgart als weltweit anerkannter Forschungs- und Ausbildungsstandort für Luft- und Raumfahrttechnik mit jährlich über 1.000 Studienbewerbern mit dem Flying Laptop ein weiteres Highlight der Satellitentechnik vorweisen kann“, sagte der Rektor der Universität Stuttgart, Prof. Wolfram Ressel, vor herausragenden Persönlichkeiten aus Wissenschaft und Wirtschaft, darunter DLR-Vorstandsmitglied Dr. Gerd Gruppe.

Hauptcomputer (OBC) und Stromversorgungseinheit (PCDU) des Kleinsatelliten Flying Laptop
Hauptcomputer (OBC) und Stromversorgungseinheit (PCDU) des Kleinsatelliten Flying Laptop (Small Satellites Program Stuttgart)

„Die vor zehn Jahren begonnene Erforschung von Kleinsatelliten der 130-Kilogramm-Klasse am Institut für Raumfahrsysteme beschreibt eine echte Erfolgsgeschichte. Dass aus dem ursprünglichen Amateurprojekt inzwischen eine hoch moderne Satellitenplattform nach neuesten technologischen Standards entstehen konnte, spricht für die Qualität des Studiums der Luft- und Raumfahrtechnik an der Universität Stuttgart wie auch für die Exzellenz unserer Studierenden“, so der Leiter des Instituts für Raumfahrsysteme, Prof. Hans-Peter Röser.

Prof. Jens Eickhoff, Astrium GmbH: „Die Entwicklung eines Satellitencomputers als Basis einer wiederverwendbaren Satellitenplattform geht weit über die Komplexität üblicher Hochschulkooperationen hinaus. Die hier entwickelte, patentierte Technologie ist wegweisend und die mit dem Projekt erzielte Qualität der akademischen Ausbildung der Studenten und Doktoranden ist internationales Top-Niveau und kommt somit wieder direkt der Industrie zugute.“

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