 Du hörst gleich UPSat, der 1. Open-Source-Satellit vom 34. Chaos Communication Congress in der Übersetzung von Michael und Stefan. Danke für den Applaus. Hallo. Mein Name ist Pierros Papadeas und ich bin hier, um über UPSat oder UPSat, wie man es auch immer nennen mag, zu reden. Es wird eine kurze Einführung in die Geschichte von dem Satelliten selbst sein, wie wir uns angefangen haben, was unsere Probleme waren, um ein Satelliten zu bauen und wieso wir das gemacht haben und was wir in Zukunft machen wollen. Und das Projekt ist erstellt von der Libre Space Foundation. Wir sind Teilminimum von der Libre Space Foundation, LSF, Libre Space Foundation ist eine NGO, es ist keine NGO, es ist eine gemeinnützige Organisation. Und die baut Satelliten sowohl upstream als auch downstream und mitstream. Wir haben gleich nach diesem Talk einen weiteren Talk über Satellite NGOs, was dann die Bodenstation behandeln wird. Also, wie hat das Ganze begonnen? Im Jahr 2012 hat ein das von Karman Institute über was fluide Dynamik in Belgien eine Studie angefangen, nämlich das Projekt QB 50. Es gibt ein zentrales Institut für den wissenschaftlichen Bereich und die haben aufgerufen, einen Satelliten rund um Sensoren zu bauen und die betreuen auch den Launch Contract, also das Startvorhaben, um den Satelliten tatsächlich in den Weltraum zu befördern. Und Wissenschaft ist ein guter Grund, warum man so einen Satelliten gestartet bekommen möchte. Womit wir angefangen haben, war im QB 50 Projekt ein einfacher Sensor, ein Multiniedel Gamma Probe, die misst die Plasmakonzentration in der Thermosphäre. Und wir wollen mehr wissenschaftliche Untersuchungen betreiben, rund um die Zusammensetzung dieser oberen Thermosphäre. Und damit haben wir angefangen. In 2012 haben die angefangen Anträge anzunehmen, um für entsprechende Geräte, die mitschlägen sollen, und ein Antrag wurde in 2013 angenommen. Einer der 50 Satelliten, den Antrag für einen der 50 Satelliten. Und das war ein relativ traditioneller Ansatz für ein CubeSat. Und ihr könnt hier vorne am Podium die Größe eines solchen CubeSats, eines solchen quadratischen oder cubischen Satelliten sehen. Und der erste Schritt war, zu gucken, was man an fertigen Modulen kaufen kann, die man zusammensetzen kann, um die dann in den Satelliten einzubauen. Es gibt eine Reihe von Standardkomponenten, die man verwenden kann, aber das ist relativ teuer. Und die Universität von Patras hat dann entschieden, wir kaufen nicht einfach überall irgendwelche Komponenten ein, sondern wir wollen das from scratch von Grund auf selber bauen. Und das war eine ganz schöne Anstrengung, diesen Weg zu beschreiten. Und aus unterschiedlichen Gründen organisatorischen, finanziellen Schwierigkeiten, sie konnten da keinen wirklichen Fortschritt erzielen, um diesen Satelliten tatsächlich zu bauen. Ungefähr Ende 2015 hat die Universität zum Telefon gegriffen und die Libre Space Foundation angerufen und gesagt, wir kommen hier nicht weiter. Und eins hat es am anderen geführt und am Ende ging es dann darum, dass wir von der Libre Space Foundation tatsächlich das ganze Ding selber bauen. Als wir den Anruf bekommen haben, haben wir gefragt, wie viel Zeit haben wir denn eigentlich? Ja, sechs Monate. Wenn ihr euch schon mal damit beschäftigt habt, in welchen Zeiträumen Raumfahrtprojekte geplant werden, dann wisst ihr, sechs Monate sind gar nichts. So ein kleines CubeSat-Projekt braucht mindestens normalerweise ein paar Jahre zwischen, nach der Entwicklung, dann die Verifizierung, bis es tatsächlich bis zum Start kommen kann. Und wir haben gesagt, sechs Monate, da müssen wir nochmal darüber nachdenken, wir melden uns. Und natürlich gibt es eine harte Deadline, der eigentliche Start ist geplant und man muss natürlich darauf achten, dass man diese Deadlines einhält, wenn man fliegen will. Und wir schaffen das vielleicht nicht, tatsächlich so einen kompletten Open Source-Satelliten vom Scratch zu bauen, aber wir gucken mal, was wir hinbekommen. Und das erste, was wir dann gemacht haben, wir haben geguckt, macht da schon jemand was? Gibt es irgendjemand, auf den wir zurückgreifen können, auf deren Erfahrung wir zurückgreifen können? Gibt es vielleicht ein Kickstarter? Und dann haben wir einfach in die Suchmaschine Open Source-Satellit eingegeben. Und was wir daraus gefunden haben, es gab tatsächlich eine ganze Reihe von Gruppen, die in den letzten Jahren Open Source-artige Geschichten gebaut haben. Mit einem Beispiel ADUSAT, das angeblich Open Source ist, aber das tatsächlich gar nicht Open Source ist. Nichts an der Software oder an der Hardware ist offengelegt. Dann gab es einen Satelliten, der nie wirklich operationalen Status erreicht hat, der aber auch nicht offengelegt wurde. Aber es gab zumindest ein paar Erfahrungen, die die dokumentiert haben, auf was man achten sollte. Und die amerikanische AMSAT, die Amateur-Radio-Organisation, die Satelliten schon seit vielen Jahrzehnten betreibt, für Amateurfunker. Und die haben sehr viel Dokumentation über die Jahrzehnte erzeugt, aber es ist eben auch kein Open Source. Und zusätzlich durch die Exportregularien der USA war es gar nicht möglich, an diese Dokumentation heranzukommen. Dann gibt es noch SwissCube, die haben sehr gute Dokumentationen publiziert, aber der Code und auch die Hardware-Designs sind nicht offen. Also wir haben dann herausgefunden, es gibt nicht wirklich etwas, was komplett Open Source ist. Also haben wir angefangen, alles von Grund auf zu designen. Und wir mussten über uns über viele Sachen Gedanken machen, über die mechanischen Sachen, über die Ladung selbst. An der linken Seite sieht man, dass man vier Proben haben wird. Und wenn man dann in das Schematik weiter in die Mitte guckt, das ist ja ein 10 x 10 Satellit-Zentimetern, dann sieht man, dass man da das elektrische System hat, man hat das GPS, man hat die Antennen, um zu verstehen in dieser Schematik, wie dieser Satellit entsteht, wie alles positioniert ist und wie das Ganze kontrolliert wird. Man hat dann in der Mitte den On-Board-Computer. Unten das IAC, was man da sehen kann, da geht es darum, das ist ein sehr, im Weltraum hat man für alles komische Kürze. Man hat das Kommunikations-Subsystem, die Struktur selbst, und das ist, man sieht hier einfach ein Grundriss von dem Satelliten. Wir haben dann angefangen, ein bisschen um den Satelliten herum zu designen, sind dann runtergegangen und auch parallel ins elektrische System und der Elektronik reingegangen. Das hier ist ein Hauptdiagramm von, wie die Kommunikation die Komponenten miteinander kommunizieren. Wir haben uns daran orientiert an den aktuellen Entwicklungen von Microcontrolling und die besten Designziele, wie man so etwas entwirft, was nicht alltäglich ist in der Weltraumindustrie, die sehr veraltet ist. Die Sachen, die vor 30 Jahren erstellt werden, so und vor 50 Jahren designt. Wir haben hier als Microcontroller den STM32, verschiedene Arten, wir haben hier auf dem Bild zu sehen Stromkanäle und weitere Unterkomponenten. Und dann hat man hier einen großen Masterplan von, wie man ein Satelliten bauen will. Und dann mussten wir von irgendwo anfangen, an irgendeinem physischen Punkt, und wir haben dann hier in diesem Bild das erste Version, das ersten Prototypen, etwas 3D gedruckt. Und das war wortwörtlich das erste, was wir gebaut haben, das erste, womit wir gestartet haben, damit wir auch kommunizieren können, wo X, Y und Z ist, dass wir was in der Hand halten können. Und einfach uns mal angucken können, wie das Ganze funktionieren wird, wie ein kleines Model, was wir halt zeigen können. Auf dem Weg haben wir dann gesehen und auch entdeckt, wie das Ganze funktioniert. Wir mussten uns durch verschiedene Anwaltungen durchlesen, Standards durchlesen, wie ein Satellit eigentlich gebaut wird. Wir haben vieles designt. Und wie gesagt, alles von Grund auf gemacht, zum Beispiel links, dass man halt ganz sauber sein muss in einem Rheinraum. Oder beispielsweise, wie man integriert die physischen Komponenten von einem Satelliten. Und über die Zeit hinweg, über Wochen und Wochen und Wochen hinweg sind viele Komponenten deutlich effizienter geworden. Und wir haben als Team gut zusammengearbeitet in einer paralysierten Art und Weise, in der kürzesten Zeit, wie wir sie eben hatten durch die Deadline. Und so ist eines von allen, so ist eines zum anderen gekommen. Und wir haben schnell und intelligent gearbeitet an dieser Open Source Hardware Seite. Und wir haben KitKat benutzt für die Idee, für die Komponenten selbst und auch für die Glaubhausen. Und wir haben Free CAD benutzt für die Struktur selbst und die Analyse von der Struktur. Ja, Dinge haben sich sehr schnell entwickelt. Und hier sieht man dann die Entwicklung von nur einem Monat oder vielleicht sogar weniger als ein Monat in diesem Fall. Wo man auf der rechten Seite sieht, was wir sagen, das ist ein Engineering Model. Das ist dann eine Platine, die nicht gedacht ist, um in den Weltraum geschossen zu werden, sondern die bleibt hier auf der Erde. Dass man halt eben an dieser Engineering Model testen kann und weiter experimentieren kann. Vielleicht ändern sich einige Komponenten oder man hat Probleme bei der Herstellung. Dass man dann weniger Probleme hat an dem echten Flugmodell, wo es dann wirklich in den Weltraum geht. Was man dann auf der linken Seite sehen kann. Und dann hat der Satellit von sich von selbst Form angenommen. Wir haben dann herausgefunden, wie man zum Beispiel einen Tragebehälter konstruiert, um nur den Satelliten zu transportieren. Oder wie man den Satelliten testet überhaupt. Und das hat einiges hin und her erfordert. Wir haben das ausprobiert, es hat nicht funktioniert. Über das Wochenende haben wir das verfeinert. Und wir haben einfach versucht, Hacker Space, den wir hatten, mit dem Hacker Space haben wir dann versucht zusammenzuarbeiten. Die haben uns viel Hilfe angeboten, Materialien etc., damit wir so schnell wie möglich an diesem Satelliten arbeiten konnten. Eine dieser Sachen war, während der verschiedenen Phasen der Integration, brauchen wir Clean Rooms. Und hier haben wir kleine Kabinen gebaut, um in denen tatsächlich komplett staubfrei arbeiten zu können. Und wir brauchten die Möglichkeit, genügend Raum, um damit Leute ungestört arbeiten konnten. Und wir haben überprüft, dass, als wir die Komponenten zum ersten Mal gestartet haben, dass alle Parameter gut aussehen. Eine kritische Komponente, die wir sehr schnell entwickelt haben, brauchen wir für die Softwareentwickler, eine Hardware, auf der sie tatsächlich konkret die Software testen und laufen lassen können. Und also haben wir entsprechende Plattformen gebaut, die wir dann an die Kernentwickler verteilen konnten. Das ist einer der sogenannten Engineering Stacks, also die entsprechenden Komponenten mechanisch verbunden. Eine der Sachen, die wir gemacht haben, wir haben von Tag 1 an alles unmittelbar gepusht. Und was wir rausgefunden haben, ist, dass viele Leute sagen, ja, ja, wir werden unsere Sachen veröffentlichen. Aber dann haben die Gruppen das trotzdem nie gemacht und wir wollten sichergehen, dass unsere Arbeitsergebnisse tatsächlich veröffentlicht. Öffentlich zur Verfügung stehen und zwar von Anfang an. Und das erzeugt natürlich Sichtbarkeit in der Community und Leute können nachverfolgen, was wir gerade machen. Während wir den Satellit entwickelt haben, brauchten wir natürlich auch ein Steuersystem. Das haben wir auf Basis von Satnox entwickelt. Und wir haben versucht, so modular wie möglich dabei zu bleiben. Hier sind ein paar Fotos von den letzten Integrationsschritten bei uns im lokalen Hackerspace. Wir machen hier Vibrationstest auf einem Vibrationstisch, den konnten wir leider nicht selber bauen. Und ihr könnt den Satellit in dem Kasten sehen bereit für den Test. Und hier eine Vakuumkammer, in der die thermischen Tests durchgeführt wurden. Da wird ein Vakuum erzeugt in dem Kasten selber. Und dann werden entsprechende thermische Zyklen durchgeführt, also erhitzt, wieder abgekühlt. Das simuliert so gut wie möglich die tatsächlichen Bedingungen im Weltraum. Und das mussten wir selber bauen, weil wir keinen Zugang zu einer fertigen thermischen Vakuumkammer bekommen haben. Wir konnten leider keine Testanlage bauen. Das ist eine ehemalige militärische Anlage, die für solche Tests verwendet wird. Und da haben wir Zugruf bekommen. Und hier wird die elektromagnetische Kompatibilität getestet, um sicherzugehen, dass keine Störanflüsse die Hardware negativ vereinflussen. Und das vor allen Dingen die ganzen RF-Komponenten so funktionieren wie sie sollen. Und das sind Fotos von dem Satelliten tatsächlich einen Tag bevor an die Organisation übergeben wurde, um dann zu fliegen. Das ist ein Foto von uns, während der Lieferung des Satelliten an den Integrator und die letzten kleinen Geschichten am Satelliten selbst. Und das ist das offizielle Foto der Übergabe des Satelliten an den Integrator in 2016. Und dann mussten wir warten. Man martet einfach darauf, dass die anderen Satelliten eintreffen, dass sie integriert werden. Und dass die Satelliten in die sogenannte Deployer-Box eingebaut werden, von der aus sie dann tatsächlich aus dem Startfahrzeug heraus ausgesetzt werden. Und man kann gerade soeben rechts am Rand den nächsten Satelliten sehen, der auch aus dem QB 50-Programm stammt. Und im September 2016 war die Integration abgeschlossen und das ganze System wurde in die USA geschafft, um dort dann zur internationalen Raumstation geflogen, um von dort aus dann tatsächlich ausgesetzt werden. Und wenn hier Startplanungen verfolgt, dann wisst ihr, dass das sehr frustrierend sein kann, solange zu warten und dass die Starttermine gegebenenfalls auch wieder verschoben werden. Und in diesem Jahr im Mai kam es dann tatsächlich zum Start. Wir mussten fast acht Monate warten, bis der Start tatsächlich erfolgen konnte. Und als wir dann tatsächlich im Weltraum waren, mussten wir dann nochmal einem Monat warten, bis dann tatsächlich die CubeSats von der internationalen Space Station ausgesetzt werden konnten. Und das hier sind entsprechende Fotos, wie unser Satellit ausgesetzt wird. Und dann wartet man weiterhin wiederum. Aber diesmal wartet man nicht so lang, ungefähr 30 Minuten. Die Empfehlung ist nämlich, dass wenn man von der ISS aus startet, muss man 30 Minuten lang alles ausschalten, bevor man irgendwas anstattet in den Satelliten, weil man nämlich weit genug weg sein muss von der ISS, damit man nicht irgendetwas auf der ISS selbst vielleicht beeinflussen könnte. Da sind ja auch Menschen und man will dann nirgends kein Risiko eingehen einfach. Wir haben das globale Bodenstationsnetzwerk, mit dem auch CubeSats dann getrackt wurde. Und dann, so wie geplant, 30 Minuten nach dem Start von der ISS haben wir dann endlich ein Signal bekommen. CubeSats ist dann über die Bodenstation geflogen in Bloomington, in Indiana, in den USA. Es war 3 Uhr morgens. Wir waren in den USA auch für eine andere Konferenz und waren sehr gespannt darauf, endlich die ersten Reaktionen von unseren Satelliten zu bekommen. Und man kann in der Mitte sehen von diesem Wasserfall. Das ist in der Mitte dieser gelbe Strich, das Signal von dem UP-Sat. Danke an die Dekodierer, dass die herausgefunden haben, was unser Satellit ist und was nicht, weil man hat ja mehrere Satelliten, die starten zur gleichen Zeit. Und hier kann man ganz klar sehen, dass das wirklich wir sind, unser UP-Sat. Wir sind sehr glücklich, dass das wirklich funktioniert hat auch. Und dann haben wir angefangen, den Prozess zu uns anzugucken, wie die Performance von den Satelliten ist. Und wir haben uns die Diagramma angeguckt. Das ist zum Beispiel ein Zyklus von den Satelliten selbst. Wir waren sehr glücklich, dass alles okay lief, nicht alles ist so gelaufen, wie wir uns erwartet haben. Das ist schade zu einem gewissen Teil, aber dafür, dass es unser erstes Mal war, einfach ziemlich gut. Hier sieht man, dass die meisten Dinge ziemlich gut laufen. Eines haben wir aber links beachtet, und das ist die ... Wir haben nicht beachtet, wie warm es um die Batterie selbst herum wird. Wir haben zwar beachtet, dass es unter 40 Grad sein könnte im Weltraum, aber die Heizung für den Satelliten war dann zu stark beansprucht für die Batterien selbst. Das haben wir nicht beachtet. Das heißt, die meiste Zeit ist der Satellit jetzt in einem Sicherheitsmodus. Solange, wenn die Sensoren sagen, dass die Batterien so schwach werden, dann werden andere Komponenten benutzt. Und dann schützt sich der Satellit selbst, indem andere Komponenten ausgeschaltet werden, dass weniger Strom verbraucht wird. Und wenn wieder die Sensoren sagen, dass der Batteriestatus wieder okay ist, dann werden die wieder hochgefahren. Also, der Satellit funktioniert nicht zu 100%, aber wir können damit kommunizieren, und die meisten Sachen funktionieren auch eigentlich schon so, wie wir denken. Was haben wir jetzt also daraus gelernt? Es ist nicht wirklich Raketenwissenschaft. Es ist nicht so schwer, wie die Leute denken, dass es sein könnte. Das Wichtigste ist, dass wir sicher gehen, dass keiner durch die gleichen Schwierigkeiten gehen muss wie wir. Das Problem, dass wir keinerlei Software haben oder Hardware oder Anleitungen oder Gute, einfach, es hat Open Source, alles gefehlt, und das ist jetzt nicht mehr so. Also, dann haben wir angefangen zu gucken, wer interessiert sich noch dafür? Wir haben ein Workshop organisiert, ein Open Source CubeSight Workshop vor einem Monat in Darmstadt, und das war sehr erfolgreich für das erste Mal, dass wir so eine Veranstaltung gemacht haben. Und Open Source ist kein Begriff, der bisher in der Raumfahrtindustrie bekannt war. Alle, die hier im Raum seid und das im Stream anschaut, wenn ihr was mit Weltraumtechnologie machen wollt, dann haben wir hier sehr umfangreiche Informationen und eine große Community. Das ist uns ermöglicht, uns diese Technologie anzueignen und den Weltraum anzueignen und damit die notwendige Technologie zur Verfügung zu stellen. Vielen Dank. Wir kommen nur zum Fragen-Antwortenteil. Meine Frage ist, was glaubt ihr, wie lange dauert es, um ein Open Source-Satelliten mit inverted Bandtime-Transponders zu bauen und hochzuschießen? Wir haben, glaube ich, einen gebaut, der im Jahr 2018 hochgeschossen wird. Aber was glaubt ihr, wie lange dauert es, um so einen Transponder als Open Source-Projekt ohne jegliche kommerziellen Interessen zu bauen und hochzuschießen? Das kann nur in enger Zusammenarbeit mit den Amateur-Satelliten-Communities zusammen funktionieren. Für solche spezifische Technologien muss man auf sowas zurückgreifen. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Entwicklung bewegen, ist leider im Moment sehr langsam. Wie werden die elektronischen Bauteile im Vakuum gekühlt? Wir haben keine aktive Kühlung, einfach nur Abstrahlung und Wärmeleitung zwischen den einzelnen Komponenten. Meine Frage ist bezüglich der GPS-Trips. Meines Wissens sind die GPS-Trips für Endbenutzer gesperrt, dass die eben nicht im Weltraum benutzt werden können. Was habt ihr gemacht? Das ist leider im Moment einer der schlechten Geschichten. Wir können im Moment GPS nur benutzen, wenn man ein Modul verwendet, dass die Kokomexport-Restriktion tatsächlich erfüllt und diese Module sind nicht Open Source. Kann man die einfach kaufen? Ja, kann man für wenige Tausend kaufen. Danke, dass ihr die harte Arbeit für uns übernommen habt. Meine Frage ist, ich glaube, dass ihr ja eine Kostenschätzung gemacht habt. Könnt ihr uns da eine Rahmen geben? Die Kostenschätzung für einen Satelliten beliebt sich auf ungefähr 30.000 Dollar. Und das Entscheidende waren tatsächlich die Solapalene. Und das gesamte Projekt und alle Leute, die ihr damit mitgearbeitet haben. Und dafür wurde insgesamt ungefähr 120.000 Dollar ausgegeben. Mike, zwei kleine Fragen. Erstens, kann ich als zufällige Person mit dem Satelliten dem UPSat kommunizieren? Ja. Und die zweite Frage, ist dieser Satellit genug, um schon zu postulieren, dass es ein Open Source Satelliten-Netzwerk geben wird? Kann man das auf ein anderes Niveau heben? Wir sind sehr daran interessiert, mit allen zu reden, die sich irgendwie mit Netzwerken im Weltraum beschäftigen. Es gibt eine Reihe von Ideen. Und bitte meldet euch. Wir haben ein Tisch bei der Freifunkersamily. Und meldet euch gerne bei uns. Die Idee von CubeSats ist ja schon ein bisschen älter. Und meine Frage ist, CubeSats werden ja auch kommerziell benutzt? Hast du irgendeine Erfahrung darüber oder kannst du uns mehr davon berichten? Von der Zusammenarbeit mit den kommerziellen Organisationen, und ob man da zusammenarbeiten kann? Ja, die Geschäftsmodelle dieser Firmen, und man begibt sich da in Konkurrenz zu den Firmen, die solche Technologie im Moment bauen, die das gerne lizencieren möchten. Und das ist komplett anders, als wir an die ganze Sache herangehen. Es gibt sicherlich Möglichkeiten zur Zusammenarbeit, aber das ist wahrscheinlich sehr harte Arbeit. Für uns ist es keine Alternative, nicht offen zu arbeiten. Und damit verabschieden sich auch so Übersetzerkabine Michael und Stefan.