ESA W-Band CubeSat

Entwicklung einer CubeSat-Barke für die Untersuchung der atmosphärischen Einflüsse auf W-Band Signale als Teil der ESA Telecomm Artes 4.0 Programme.

Das ILH-Arbeitspaket beinhaltet die Untersuchung der atmosphärischen Dämpfung im W-Band und die Unterscheidung zwischen verschiedenen Ausbreitungseffekten.

Im Juni 2021 begann der Nanosatellit "W-Cube" seine Reise an Bord einer Falcon 9 Rakete von Cape Canaveral, USA zum polaren Orbit. Etwa einen Monat später wurde er in eine Umlaufbahn in 500 Kilometer Höhe gebracht und sendet seit August erfolgreich Testsignale im Q- und W-Band zur Erde zurück. Dabei sammelt er wichtige Daten für die Erschließung neuer Frequenzbereiche für zukünftige Satellitenkommunikationssysteme.

Der Bedarf an Datenübertragungskapazität nimmt kontinuierlich zu. Weltweit wird intensiv an neuen Datenautobahnen für den digitalen Konsum geforscht, da die derzeitigen Frequenzen bereits heute knapp sind. Um zukünftig neue leistungsstarke Satelliten erfolgreich mit dem Internet zu verbinden, arbeiten mehrere europäische Partner im Rahmen des Projekts "ARTES – Advanced Technology CubeSat-based W-band channel measurements" zusammen. Ziel ist es, bislang ungenutzte Frequenzen im Q- und W-Band (bei 37,5 und 75 GHz) zu testen. Dieses Projekt stellt die weltweit erste "Low Earth Orbit (LEO) Mission" in diesem Frequenzbereich dar.

Mittlerweile werden neben der W-Band-Bodenstation in Graz, Österreich, auch in ganz Europa neue Bodenstationen für dieses Frequenzband entwickelt: Eine Kopie der Bodenstation in Graz ist in Finnland geplant, eine "Components-of-the-Shelf (COTS)"-Bodenstation wird am ESA, ESTEC entwickelt und ist bereits funktionsfähig (weitere Details hier), und ILH entwickelt eine andere Bodenstationsarchitektur, jedoch ebenfalls für das W-Band-Frequenzband, im Rahmen des EIVE-Projekts.

Die Entwicklung des »W-Cube« fand im Zuge des Verbundprojekts »ARTES – Advanced Technology CubeSat-based W-band channel measurements« statt. Das Projektkonsortium besteht aus: JOANNEUM RESEARCH, die das Projekt leiten, Fraunhofer IAF, LC Technologies (LCT), Millimetre Wave Laboratory of Finland (MilliLab), Reactor Space Lab Oy (RSL), der Universität Stuttgart (ILH) und der Katholieke Universiteit Leuven. In den ersten zwei erfolgreich abgeschlossenen Projektphasen wurden der Nanosatellit und eine korrespondierende Bodenstation entwickelt und aufgebaut, die nun in der dritten Projektphase Daten für die Erschließung des Q- und W-Bands aus einer erdnahen Umlaufbahn (LEO-Orbit) sammeln.

Das Projekt wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gefördert und von den beteiligten Ländern Österreich, Finnland, Portugal und Deutschland finanziert. Auf deutscher Seite wird das Projekt durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt.