 Herzlich willkommen zur Besetzung vom Vortrag Introduction to Cubes at Development. Wir haben hier gerade die Eröffnung und der Speaker fragt, ob jemand schon was in das All geschossen hat. Drei Leute haben das schon gemacht. Der nächste Vortrag gibt eine kleine Einführung in, wie man etwas ins Weltarm schießen kann. Unser nächster Vortragende heißt Inko. Er ist in Brunswick studiert. Er ist nach Corona und hat dort Spacer 1 studiert und hat dort Cubesat mitentwickelt. In der nächsten Stunde wird er etwas darüber erzählen und euch eine Einführung geben. Und ich hoffe, es wird euch eine Antwort geben auf die Frage, wie schwer ich kann es sein. Begrüßen wir Inko mit einer Introduction to Cubesat Development. Vielen Dank für die Einführung. Du wirst willkommen heißen. Wie gesagt, ich bin Corona studiert. Und dort haben wir eine Space-Wissenschaften. Ich werde hier eine Einführung geben in dieses komplexe Thema, das Cubesat. Was ist das Cubesat? Das Cubesat ist ein Pico oder Nano-Satellit. Das spezielle am Cubesat ist, dass es drin ist. Das ist nicht nur ein Sekundär. Ich werde euch gleich erklären, was das ganz genau bedeutet. Das Interessante ist, dass sie eine kleine Hürde, in die Satelliten sein sind. Das ist eine kleine Amateur-Version von einem Satellit. Also wie eine Amateur-Radiosatellit. Aber die meisten von denen folgen keinen Standards. Wie sie die auf großen Echten machen. Es ist eine Meteorisierung von einem Satellit. Es war also möglich, kleine zu machen, zusammenzuschrumpfen. Cubesats wurde entwickelt für Studierende, dass sie verstehen können und lernen, wie das funktioniert, ohne dass sie ein ganz Satelliten-Projekt mitverfolgen müssen. Cubesats haben aber nicht nur in der Wissenschaft ihren Platz gefunden, aber auch in den kommerziellen. Was ist in diesem Cubesat-Design wichtig? Was sind die Spezifikationen? Es definiert die Form und die Masse. Aber es definiert auch, was es so einfach macht, um es zu transportieren. Zum Beispiel, im Allgemeinen sind diese Standards im Cubesat. Es sind in offiziellen Dokumenten fügbar. Man kann sie herunterladen. Das sind die minimalen Bedingungen, wie man ein Cubesat bauen und los schicken kann. Mit diesen Standards hat man bestimmt was Gutes. Aber es gibt auch Ausnahmen, wie kann das auch anders bauen? Man kann es zum Beispiel auch mit einem größeren Volumen bauen. Der Cubesat ist ein 10x10 cm großer Block. Es ist nicht richtig 10 cm. Es ist eigentlich 11,35 cm wegen des m2 Systemes. Cubesat hat eine minimale Hardness, damit es überhaupt diesen Transport im Wetter übertrieben kann. Es gibt verschiedene Formfaktoren. Das sind ganze Vierfache von einem Base 1, also Base 1. Und dann gibt es 1, 2, 3, 4 Fache. Es gibt aber auch halbe Units. Das nächste Standard ist das Cubesat PCB Standard, quasi Standard. Es hat einen speziellen Connector. Es hat ganz gewöhnliche Spannungen. Zum Beispiel 3,3 Volt Patrin etc. Das ist ein ziemlich großes Stück. Einige Herstellen haben jetzt propiziere andere Formate gebaut. Wie man sieht sind die Bebestigungslöcher nicht symmetrisch, was ihr vielleicht ein bisschen auffällig findet. Deshalb muss man sehr aufbauen, wie man die fest macht. Diese PCBs sind dann festgemacht und die mechanische Fixierung ist gemacht mit einem Kontakt in den Ecken. Wie schießt man so einen Cubesat überhaupt los? Die sind in einem Pottispenser angemacht. Das ist jetzt hier auf dem Bild. Die werden im oberen Teil der Rakete festgemacht. Nachdem das gestarrt ist, werden dann die Pots geöffnet und der Cubesat geht raus. Hier sieht man diese Pots. Das Wichtigste ist, wo es diesen Cubesat festhalten wird. Auch wenn irgendwas kaputt geht, wird der Cubesat der ganze Satellit nicht zerstört werden. Deshalb haben wir diese Pots. Sobald es in diesen Pott reingemacht wird, ist das letzte Mal, dass wir den sehen. Es gibt auch Sicherheitsteile, aber grundsätzlich bringen wir es rein und sehen es nicht mehr. Hier in diesem Beispiel sehen wir drei von diesen. Die werden festgemacht an so einer Springfeder und wenn es dann der Moment da ist, wird diese Feder aktiviert und drückt unseren Cubesat aus diesem Pott. Ein paar Werte über die Sicherheit dieses Launches. Wir haben hier ... Es gibt keinen Strom während dem Start. Die Batterien und die Solarzellen sind physikalisch separiert von der Elektronik während dem Start. Das bedeutet, es gibt keine Kommunikation nach der Integration und es gibt auch keine Radiofrequenzen, die daraus gehen. Daher kann man das auch den Hauptsatelliten nicht stören. Man darf auch nicht besonders hohe Energiedichte haben in einem Cubesatelliten. Es ist speziell wichtig, wenn man einen Container unter Druck haben will in diesem Satelliten, dann sind die Proportionen besonders wichtig innerhalb dieses Containers. Besonders, wenn es um gefährliche Substanzen geht oder andere volatile Substanzen, die dann verdampfen und wieder kondensieren könnten auf dem Rest der Rakete. Ich will kurz über die wichtigsten Komponenten eines Cubesats gehen. Hier sehen die meisten sind ähnlich wie die großen Satelliten. Sie sind einfach kleiner und haben eine engere Integration der Komponenten. Es gibt viele Interbeziehungen zwischen den Komponenten. Der Mechanismus dieser Struktur ist, dass es alles an seinem Ort halten muss. Es ist wichtig, wenn man nicht will, dass der Cubesat kaputt geht während des Launches, dann muss man sicherstellen, dass man diesen Standard erfüllt. Es gibt Solarpanels, die man dann ausfahren kann später. Was kann man verifizieren? Zum Beispiel kann man schauen, dass die Stadtvibrationen ausgehalten werden können, die sehr hoch werden können während des Startes. Wie findet man jetzt raus, welche Vibrationen da involviert sind? Jeder normale Satelliten-Launch-Hersteller hat ein Manual, das man runterladen kann. Da stehen diese Sachen drin. Man muss also das Verhalten dieses Pots wissen, damit man seinen Satelliten dementsprechend dimensionieren kann. Die spezifizieren ein gewisses Level an Vibration, dass man aushalten muss, damit man nicht kaputt geht während des Startes. Dieser Mechanismus, es ist erschuldigstaunlich, einfach dies zum Laufen zu bringen auf der Erde, sobald es um den Ernstfall geht, ist es dann doch ein anderes Ding. Nachdem es vom Start geschüttelt wurde und dann das Temperaturprofil durchlaufen wurde und dann die verschiedenen Teile sich ausgedehnt und wieder zusammengezogen haben, und dann möchte man seine Solarzelle ausfahren, dann stellt sich raus, dass die Toleranz nicht mehr stimmen. Das Nächste ist die Thermal-Spezifikation. Ist das allheiß- oder kalt? Das kommt etwas drauf an. Aufgrund dieser kleinen Masse vom Cubesatz können wir zu sehr hohen Temperaturen und Unterschiede. Wir können vom Schatten der Erde mitten in der Sonne scheinen. Wir können von minus 25°C bis 40°C können wir die Oberflächentemperatur ändern über einen Umlauf. Wir haben einen Radiationsausgleich zwischen der Sonne und der reflektierten Strahlung von der Erde und auch der abgestrahlten Energie. Der Satellit wird aufgeheizt und strahlt selbst. Das fügt zu einer Art Balance, also wie ein Budget zwischen Einkommen und Auskommenstrahlung. So was wir machen können. extern können wir auf dem Level unseres Satellitens. Wir können die Absorption und die Emission verändern. Man kann sagen, wie die Farbe der Oberflächen ändern. Das Problem ist, der große Anteil wird mit Solarzellen eigentlich eingenommen. Das heißt, wir können es nicht so einfach ändern. Was wir machen können ist, wenn wir ein ungleichmäßiges Aufheizen haben, also eine Seite immer zum heißen oder zum kalten Zeit, können wir einen Barbic Humor benutzen. Das heißt, wir drehen unseren Satellit, wie wenn man etwas auf dem Grill immer dreht, damit es von anderen Seiten gleichmäßig heiß wird. Intern haben wir sehr sensitive Komponenten. Deshalb möchten wir eigentlich sehr gut isolieren, damit die nicht von diesen Temperaturendrungen tankiert werden. Das heißt, wir möchten die Innenseiten gut isolieren, damit diese sensitiven Teile davon isoliert sind. Wir müssen aber auch sehen, dass da Wärme generiert wird. Das heißt, sie brauchen auch ein Wärmeabfluss von den internen Teilen nach außen. Wir können das verifizieren. Das Erste, was wir machen können, ist, wir denken darüber nach, wir haben uns ins Satellit, das ist einfach nur eine Masse. Wir fragen uns, würde es einfach aufheizen oder würde es kühl werden? Was ist diese Strahlungsbalance? Das gibt uns eine erste Idee. Am Schluss benutzen wir ein Modell und versuchen es zu berechnen. Wir versuchen, diese Temperaturdistribution zu berechnen. Wir benutzen diese Schatten, die Wärmeanstrahlung und alles, was wir darüber wissen möchten. Am Schluss zu verifizieren, benutzen wir einen sogenannten Thermalvakumtest. Unsere Modelle haben eigentlich nicht viel mit unserer Realität zu tun. Also benutzen wir diesen Vakumtest, weil sobald wir eine Konvektion haben, wird das die komplette Physik ändern. Deshalb machen wir das in einem Vakuum Umgebung. Man könnte sagen, es ist ein bisschen ein später Punkt, aber wenn wir jetzt ein großes Problem haben, weil alles jetzt schon entwickelt ist, wir müssen das eigentlich früher Schritte in unserer Entwicklung und unsere Strukturen testen auf diese thermischen Einflüsse. Das nächste ist die Höhenmessung und Kontrolle. Das heißt, wir möchten die Orientation und das Cubesatz wissen. In Abhängigkeit, z.B. der Sterne z.B. wie ist das ein Rahmen mit der Erde im Zentrum oder mit der Sonne im Zentrum, das hängt davon auf, was wir untersuchen müssen. Für die Kontrolle müssen wir z.B. gegen Radiationsdruck arbeiten. Wir haben magnetische Druck. Wenn wir unser Zatelit in seine Umlaufbohren gebracht haben, das sind immer noch magnetische Felder vorhanden, weil wir da z.B. magnetisierte Materie drin sind oder einfach nur zum Stromfluss. Es gibt eine magnetische Wechselwirkung mit dem magnetischen Feld der Erde und es gibt eine Erstörung. Wir haben auch einen unebenmäßigen Zug. Wenn wir ein Sandpan haben und wenn es wirklich ein großer Zatelit wäre, hätten wir auch Gravitationseffekte, welche uns eine Störung eingeben würden. Wie werden wir das nun messen oder terminieren? Das erste ist Einstrahlung. Wir benutzen die Einstrahlung der Sonne, also dieses Sonnenfluss auf unseren Sensoren und sagen, wir haben ein Sensor auf allen Seiten von unserem Zatelit und versuchen zu sehen, von welcher Seite kommt die Sonne und wenn ich dann ein Zatelit drehe, kann ich sehen, von welcher Seite kommt der und wie ist der relativ zu mir gesetzt. Das funktioniert im sonnzentrierte Raum. Oder wie benutzt das Magnetfeld der Erde? Das kennt jeder, der ein Smartphone hat. Mit dem Magnetfeld kann man bestimmen, in welche Richtung wir uns bewegen oder es gibt einen anderen Sonnensensoren. Wir haben ein System, das ein kleiner Spalt von Licht auf unseren Sensoren gibt und damit stimmen wir den Winkel des Lichts auf unseren Sensoren. Oder es gibt Erden-Horizont-Sensoren, da versuchen wir die Erde zu detectieren oder wir suchen einen Referenzpunkt mit der Erde und dem Horizont und die höchste Klasse sind Sternkameras. Das sind Kameras, die gucken auf die Sterne und im Bild, dass sie sehen, schauen die nach in einem Sternkatalog und sehen, welchen Katalog haben wir jetzt da gesehen. Sie sehen das z.B. mit relativ Positionen oder Helligkeiten und damit kriegt man ein sehr gutes oder eine sehr präzise Determinierung des Orts. Warum möchten wir das überhaupt? Nach dem Abstoßen unseres Satellitens haben wir eine gewisse Bewegung. Unser Satellit hat z.B. eine Kamera und man möchte gucken auf die Erde. Deshalb müssen wir den ausreden. Wir haben Antennen, die möchten ausgerichtet werden z.B. gegenüber der Oberfläche. Oder diese Antennen müssen so ausgerichtet sein, dass sie nicht falsche Signale kriegen. Oder auch wenn ihr das aussenden möchtet, können wir die Pakete aussenden. Die Antennen können im schlimmsten Fall auch noch verbiegen und geben uns auch schlechte Signale. Das letzte ist die Energie-Sammlung. Also wenn wir einen Solar-Panel haben, dann möchten wir das richtig orientieren gegenüber der Sonne, damit wir das Maximum der Energie rausziehen können. Welche Probleme gibt es? Wenn wir darüber denken über normale Bewegungen, wenn ich irgendwas in eine Richtung drücke, wo der Wege Newton sagt, wenn wir das anstoßen, dann wird sich das Wetter bewegen. Dasselbe funktioniert auch mit Vertriebungen. Wenn ich einen Drehmoment gebe in eine Richtung, dreht sich das weiter. Wenn wir jetzt das physikalisch gucken, d.h. physikalisch sind die Bewegungen in der Regel gekoppelt. Also das sind dann Matritzen. Und es gibt nur drei unterscheidbare Achsen, die man sich bewegen kann ohne einen Kuppeln. Und nur da sind die Bewegungen stabil. Wenn wir da ein bisschen weggehen, ist diese Bewegung nicht mehr stabil und wir fahren raus. D.h. wenn wir ein Satellit möchten, der sich stabil bewegt, um eine gewisse Achse für eine Messung. Deshalb müssen wir drüber nachdenken, wir möchten wir die Masse verteilen in unserem Satellit, dass es am einfachsten ist, das zu kontrollieren mit dem Kontrollagorythmus. Möglichkeit, das zu machen, ist z.B. der einfachste, ist eine passive magnetische Stabilisierung. Da werden wir bewusst ein Magnet bewusst in unseren Satellit legen und der versucht sich dann, auszurichten entlang des magnetischen Feldes. Es wird sich dann wie ein Pendel bewegen. Es gibt auch Limits von dem, weil der Magnet sich nicht... Limits sind, wir haben Interferenzen, wenn wir da einen großen Magnet reinbauen, dann funktioniert das Ganze nicht mehr als zu groß ist. Es ist nicht einfach, das zu ändern für eine fixierte Position. Das heißt, wenn wir da wirklich einen Magnet hart reinbauen, dann können wir vielleicht unseren Satellit zu unserer Startposition ausrichten. Aber es wird dann schwierig, das in eine andere Position rätzuschüsstieren. Es ist auch nicht sehr akkurat. Wir haben immer noch einen Freiheitsgrad, also das kann sich immer noch entlang einer Linie ausrichten. Und wir haben unter Umständen noch Abschlussungsprobleme, weil wir zum Beispiel zwei von denen haben. Wenn diese Satelliten, wenn zum Beispiel zwei Satelliten rausgeschossen werden, dann können sie sich dann gegenseitig anziehen. Das nächste ist ein aktives Magnetkontroll. Da benutzen wir Elektromagneten in diesem Cube Set. Also zum Beispiel wird das auf der Oberfläche benutzt oder das kann auch... die werden in der Satellitstruktur eingebaut und in dem wir jetzt nun den Strom kontrollieren über die Oberfläche unseres Satellitens, können es nun viel präziser und freier steuern. Also in Kombination mit der magnetischen Ortsbestimmung können wir jetzt es sehr einfach bestimmen. Das Problem ist, wir brauchen Energie und wir haben nicht viel Energie und wir haben immer noch einen Freiheitsgrad. Wir können uns immer noch um die Linie des magnetischen Fels rumbewegen. Eben Morgen. Sogar genauer sind der Reaction Wheels. Das sind Räder mit einem Motor und damit kann man die Rotation ausgleichen. Und wenn man die anschättern, dann kicke mal ein Drehmoment in die andere Richtung. Das Problem ist, wenn man einen Störungsmoment hat, dann hat es immer einen gewissen Bayer. Darum muss man eine gewisse Gegenbewegung anlegen. Man braucht eine andere Art, um diese Rotation auszugleichen. Und wenn man zu einem sich bewegen Flywheel die Energie aufhört zu geben, dann dreht das halt weiter. Das braucht auch wieder viel Strom. Noch etwas über die Kommunikation. Es geht hier um Telemetriedaten. Wenn der Satellit nichts liefert, dann ist der Satellit kaputt. Und das Erste, was das Satellit macht, wenn er deployed wurde, ist, dass er einfach mal quasi ein Leuchtturm-Signal aussendet, damit man sieht, ob der Satellit überhaupt funktioniert. Weil nach einem erfolgreichen Deployment hat man zuerst mal eine riesige Anzahl an Satelliten und zuerst identifizieren, welcher das der eigene ist. Wenn der Satellit fehlgeschlagen hat, dann sieht man hier wenigstens, dass er nicht funktioniert. Es gibt ein paar Arten von Antennen. Die einfachste ist die Träte, die man entlang den Gehäusekanten legt und die kann man dann quasi aufklappen, wenn der Satellit deployed wurde. Diese Art von Antennen sind fast omnidirektional und die sind sehr gut für allgemeine Kommunikation. Es gibt auch Gerichte an Tennen. Das sind die unteren zwei Beispiele. Die sind dementsprechend auch größer. Und links hat das eine sogenannte Patch-Antenne. Und der Vorteil davon ist, dass sie sich nicht bewegt, dass man sie nicht aufklappen muss. Ein paar Worte über Frequenzen. Übliche Frequenzen für CubeSats sind 70 cm und 2 m Wellenlängen. Die haben einen mittleren Stromgebrauch. Aber die Bandbreite davon ist relativ schmal. Man kann damit nicht besonders viel Daten übertragen. Das ist auch nur ein Teil seines Orbits in Sichtweite der Ground Station. Die Antennen für solche Frequenzen sind sehr groß. Man möchte höhere Frequenzen benutzen. Die kriegen dann Signalraten im Mega-Bit-Bereich, das viel angenehmer ist, weil man mehr Daten übertragen kann. Wenn man weniger Strom brauchen will und auch weniger Daten übertragen will, kann man ein breiteres Frequenzband benutzen und so ein bisschen Strom sparen. Ein paar Worte zum Protokoll. Übliche Protokolle sind AX25. Ein Armateurradio Protokoll wurde bisher für viele CubeSats benutzt. Wenn ihr einen Satelliten-Communication-Protokoll anschauen wollt, könnt ihr auch noch das CCSDS anschauen, was auch ein übliches Protokoll für eine Satelliten-Kommunikation ist. Besonders, wenn eine gute Verbindung nötig ist, dann scheint es ein gutes Protokoll zu sein. Es kann auch mit einem schwachen Signal umgehen. Etwas über die Richtlinien. Die Armateurradio-Funke sind grundsätzlich erlaubt, so etwas zu machen, aber man muss sich koordinieren mit den nötigen Behörden, damit die Frequenzen koordiniert sind. Es gibt gewisse Einschränkungen, abhängig von der legalen Situation, in der man ist. Grundsätzlich gibt es eine Ausnahme für Ground Stations, die dürfen allerdings nicht verschlüsselt sein. Die Kommunikation muss im Klartext verfolgen. Allerdings dürfen die Kommandos zum Satelliten verschlüsselt sein. Wichtig ist auch, dass man einen schnellen und permanenten Übertragungskillswitch hat. Schnell bedeutet, dass man auch mehrere Ground Stations braucht, damit man innerhalb von einem halben Tag den Satelliten ausschalten kann. Stellt sicher, dass das permanent ist. Wenn man nicht unter einer Armateurradio-Lizenz operiert, dann müsst ihr mit eurer lokalen Behörde absprechen und sicherstellen, dass ihr die nötigen Erlaubnisse einholt. Die Frequenzkoordination kann relativ lange dauern, und auch, bis man eine Frequenz zugewiesen kriegt, braucht etwas aus Zeit, damit man es gut planen kann. Die elektrische Systeme, die Leistung, die Stromkollektion, meistens werden da Triple, Junction und Solar cells eingesetzt. Die haben relativ hohe Effizienz, offenbar um die 27 % und dann hat man einen sogenannten Optim Powerpoint Tracker, der die Kollekte der gesamten Strom zum Maximären versucht. Der ist natürlich auch nicht 100 % effizient. Man verliert ein bisschen Strom, aber es lohnt sich. Wenn man in der näheren Erde ist, kann man etwa 23 Watt pro Panel, pro Solar Panel, kriegen, wenn es im rechten Winkel beleuchtet wird. Denkt daran, es braucht unbedingt ein Ladestecker für Testen und wenn man einen Cubes auf die Seite legen will. Wie kann man die Stromkollektion, Stromsammlung besser machen? Hier gibt es ein paar Vorschläge für andere Solarzellenanordnungen. Da kann man die Solarzellen ausklappen. Der dritte Fall hat gar keine Solarzellen, sondern nur einen Akku. Die sogenannten Shadow Solar cells können zu Problemen führen, wenn man die nicht die richtigen Stromkreise hat. Wenn man den Strom mal gesammelt hat, möchte man den auch behalten. Üblicherweise werden da Lithiumbatterien eingesetzt. Die haben gewisse Temperaturanforderungen. Die haben dann allerdings auch die nötigen Heizelemente dabei. Es geht darum, wie kann der Satellit weiter funktionieren, auch wenn er nicht im Sonnenlicht ist. Man hat ja eine Payload, die man operieren muss mit diesem Strom. Man benötigt einen gewissen Puffer für kurze Aktivitäten und wenn man mehr Strom braucht, für kurze Zeiten, als die Solarzellen liefern. Wenn so ein Telefon da reichen 90 Minuten für eine Charge und man muss einfach auf den Akku aufpassen. Es geht hier um EPS Verifizierung. Man muss die ganze Stromkreis testen, sodass die ganzen Payload-Consumers den Strom auch beziehen können vom Stromsystem. Häufig gibt es Probleme mit den Effizienzwerten. Wenn man so ein Satellit-Power-System kauft, muss man schauen, dass die Effizienzwerte auch wirklich stimmen. Wenn wir uns ein Anbau-Computer angucken, da gibt es sehr kleine Mikrosysteme mit eingebauten CPUs, wie in Special-Smartphones. Es gibt auch FPGAs in den Satelliten. Im Wettau haben wir ein anderes Radiationsprofi. Wir haben z.B. ein Single-Event-Effekt. Das sind Bitflips und Memory Corruptions. Das wird ein Problem mit unseren Programmen. Das wird unsere Software zerstören, wenn wir da nicht aufpassen. Es gibt auch diesen Total-Tose-Effekt. Das passiert nicht sofort, aber das wird immer größer über das ganze Leben unseres Satellitens. Es erhöht der ganze Energie-Konsum von unseren Satelliten. Das muss man unbedingt einrechnen, dass wir das später mit einbeziehen. Was sind Letch-Ups? Normalerweise haben wir das mit schweren Ionen, wenn die unseren Devices treffen. Die aktivieren dann unseren Transistor. Wenn wir hier diese Struktur haben, sind diese beiden Transistoren hier. Die sind eigentlich nicht geplant, dass die da sind, aber aufgrund der Struktur sind die da. Wenn wir dieses Teilchen haben, das hier reingeht, dann wird eine Ladung gelrennt. Die werden einen Kurzschluss auslösen. Das ist offensichtlich nicht gut. Das ist jetzt ab und es ist schlecht für unsere Systeme. Wenn wir einen scharfen Anstieg haben, unser Energie-Konsum, dann müssen wir das resetten, weil das wird sich nicht von selbst ergeben, sondern wir müssen das zu sechs Setzen wieder hochgeben. Wenn man einen besseren Kreislauf hat, dann gibt es insolierte Substrate, dann ist in diesem Fall das Problem eigentlich unterdrückt. Aber das hier ist eigentlich der Hauptgrund für Resets von unserem Satellit, weil uns als Energie-Detektor diesen Peak entdeckt. Also diese Letch-Up-Protektoren sind oft eingebaut, wenn man das in den kommerziellen Cube-Sats anguckt. Andere Effekte von der Elektronik sind sogar das Soldering Whiskers, das kommt vom Löten. Das ist, wenn man von Lötsstellen so kleine Fäden zieht, die formen dann eine kleine Brücke zu anderen Potenzialen. Das generiert dann einen Kurzschluss. Das ist problematisch, wenn man zum Beispiel bleifreies Löten benutzt. Das ist der Grund, warum die Raute am Technik eigentlich das nicht macht. Das andere ist, wenn wir einen Stress wegnehmen, deshalb nehmen wir die Kabel von oben durch und nach unten. Das heißt, wenn die Vibrationen drauf kommen, ist der Lootpunkt nicht unterschadzt mit Stress. Und wir müssen daran denken, umfangen zu der Konverktion. Das heißt, wie groß sind die Teile? Also, wie groß möchten wir das setzen, damit es dasselbe ist in der Vakumsysteme wie in einem Nicht-Vakumsystem, also aufgrund der Wärme-Transport-Eigenschaften. Ein paar Worte über das Programmieren. Ungeplante Resets müssen erwartet werden. Das heißt, wenn das Programm mögliche Probleme macht, muss das nachgestärkt werden. Das heißt, wir müssen so schreiben, dass das immer gespeichert ist. Ein Problem ist auch Zeit-Synchronisation. Nach einem Reset weiß ein Satellit nicht mehr, was das für eine Zeit ist. Das heißt, je nachdem weiß er nicht mehr, was er tun muss, weil er den Zeitstempel nicht mehr hat. Ein Beispiel war, dass ein Satellit nicht mehr wusste, wo er ist, weil die Zeit fehlte, weil diese Sequenz dann eigentlich weg war. Bei zur Wand gibt es diese Bitflips. Das heißt, wenn der Code gerupt wird, das ist nicht integriert im Silikon, in den Silikon von einem... Und wenn wir dann effektiv agierend sind, müssen wir ein paar Kopien machen, unseres Codes, damit wir immer eine funktioniere Version. Wenn wir das update möchten, haben wir immer ein Risiko, wenn wir eine Langzeit-Transmission machen, wenn wir verschiedene Softwaves haben, verschiedene Codeblocks, wenn das dann auseinander fällt. Es kann sein, dass wir dann selbst unseren Memory-Space, einen Memory überschreiben. Wir machen Delta-Updates, anstatt ein Neu-Programmier in unserer Software, damit wir diese Risiken vermeiden können. Ein paar verschiedene Sachen. Bewegungsbahnen werden in der Regen-Regel gegeben. Es gibt Firmen, die bauen diese Q-Sets nur, um die Staats zu untersuchen. Ein paar Beispiele von Umaufbahnen, es gibt zum Beispiel eine L.I.O., die haben eine kurze Lebenszeit und sind relativ günstig. Das startet ungefähr bei 60.000 $. Es wird ein bisschen teuer, das ist dann mehr mit der Sonne synchronisiert. Da starten wir bei 100.000 $. Da gibt es viele interessante Lichteinfallungseingenschaften. Das Dritte, nicht so häufig, sind die GTO. Das ist zum Beispiel, wenn man ein Satellit auf einen geoschätzener Satellit setzen möchte, wenn man relativ weit rausgehen möchte. Aber es wird nicht so häufig gemacht. Was sind die Selektionskriterien für unser Driver? Grundsätzlich geht, welche Energie brauchen wir für die Kommunikation mit uns? Wichtig ist die Delumination. Es gibt verschiedene Vektoren zur Sonne. Wir haben verschiedene Zeiten in den Schatten, verschiedene Zeiten in der Sonne. Also müssen wir das einreichen für unsere Energieesammlung und für die thermischen Eigenschaften. Das hängt auch mit der Variation über das Jahr zusammen. Das Nächste ist Strahlung. Wenn man die Phanaleinbelts nicht studieren möchte, bleibt einfach raus. Die sind im mittleren Erdenabstand. Das Letzte ist die Lebenszeit. Es gibt ein Lebenszeit-Limit. Grundsätzlich hat jeder dieser Cups nur 25 Jahre da drin sein. Einfach nur zu verhindern, dass wir zu viel Betraumöl haben. Viele Straßen verlangen das inzwischen. Das ist eingehalten mit. Es gibt momentan Dinge in Entwicklung, die diese Lebenszeit reduzieren über den Sonnensynchronous-Umlauf. Wenn wir nur einen ungestörten Umlauf hätten, dann hätten wir unsere Wünschen und unsere Satelliten einfach drehen. Immer gleich. Die Einstrahlung sehen wir jetzt hier auf dem Bild. Wir haben da Mittag und Mitternacht. Das ändert sich dann, wenn es weitergeht. Wir sind immer parallel zur Sonne. Wir sind auf diesem Aquatolier. Wenn wir einen sonnensynchronisierten Umlauf haben, benutzen wir den Fakt, dass die Erde nicht eine perfekte Kugel ist, sondern ein bisschen ausgebeut ist. Wir haben eine gewisse Maßverteilung. Das generiert eine Kraft. Wenn wir jetzt in den genauen richtigen Winkeln gehen mit unserem Satellit, also der richtige Winkel zwischen dem Aquatolier und ins Auslenkung, wird das so immer ausgerechnet, dass sich der Satellit immer mit der Sonne dreht. Wir sehen das hier auf dem Bild. Egal wann im Jahr ist diese Umlaufbahn immer stabil, um die Erde relativ gesehen zu erden, zur Sonne. Hier würden wir zum Beispiel alles immer haben, eine Mitternacht, Mittagsdurchgang. Das heißt, eigentlich immer haben wir ein Teil komplett in der Sonne, was vielleicht ein bisschen schlecht ist für die Wärme-Eigenschaften, aber dafür sind wir immer im fronten Sonnenlicht. Etwas über den CubeSat-Transport. Natürlich möchte man das nicht nur bauen und stabil halten und in unserer Universität oder im Hacker Space. Auf irgendeinem Punkt möchten wir das transportieren. Natürlich möchten wir den Flüchtigkeit ausschließen, Teichen, Kontamination, mechanische Shocks, aber wir müssen auch drüber nachdenken über die ganze Transportkette. Zum Beispiel Lufttransport im Flugzeug zum Beispiel. Wer dir wahrscheinlich gefragt oder gebeten ist zu öffnen, das ist ein bisschen schlecht, weil wir das ja eigentlich nicht möchten. Weil wir jetzt sehr viel eingesteckt haben, damit da keine Teichenträger sind und keine Flüchtigkeit. Wir kennen ein paar Fälle, wo die Leute ihre Satelliten öffnen mussten und das war natürlich der Augenblick auf das ganze Projekt. Nach dem Transport mussten wir natürlich nachgucken, ob es irgendwelche Schäden gibt. Wir können nicht mehr reingucken. Das heißt, es ist wichtig darüber nachzudenken, wie kann man das überprüfen, dass da keine Schäden sind. Ich hoffe, ich kann euch einen kleinen Einblick geben in diese Entwicklung und wichtigen Teil von diesen CubeSats. Wenn euch das interessiert, dann guckt am besten andere CubeSat Projekte nach. Zum Beispiel von Universitäten, die schreiben Papers. Und es gibt sehr interessante Informationen darüber. Und welche Aktion ist der wichtigste Punkt, da möchte ich nochmal erinnern. Und wir müssen es immer testen. Und wenn ihr irgendein Risiko eingeht, denkt immer noch an Happenplan B. Denkt darüber nach, wie könnt ihr das anders lösen? Wie könnt ihr das testen? Was gibt es für wissenschaftliche Wege? Das wäre das Ende meines Vortrags. Ich hoffe, es hat euch gefallen. Und ich denke, wir können auch ein paar Fragen bauten. Also, jetzt werden wir die Q&A machen und geht doch bitte zu den Mikrofonen, wenn ihr Fragen habt. Also, einfach eine Schlange bilden hinter der Mikrofon. So ein sehr interessanter Talk, by the way. Ah, noch was. Bitte verlassen Raum, leise. Wir wollen ja die Fragen noch hören. Und es scheint einen riesigen Haufen Fragen zu geben. Das ist spannend. Also, wir werden da drüben anfangen. Hi. Hallo. Vielen Dank für den Vortrag. Ich habe von den Intell Edison Boards gehört. Und die wurden offenbar von CubeSats verwendet. Und gibt es auch Raspberry Pi oder Arduino-Klone, die in RAV geschossen wurden. Es kommt darauf an, wie man es baut. Es ist eigentlich mehr eine Frage, wie gut es funktioniert würde. Die Strahlung ist ein Problem. Diese Boards sind nicht wirklich designt vor dies. Also, es gab sicher eine Mission, die ein Arduino-Kompatiblesboard benutzt hat. Aber das war vor allem, das wurde vor allem gemacht, damit andere Leute auch dafür programmieren konnten. Und nicht für andere offensichtliche Vorteile. Also, diese Boards sind nicht unbedingt für diese Conditions gemacht. Ja, es kommt darauf an, diese Raspberry Pies zum Beispiel wurden sicher Probleme mit diesen Soldering Whiskers, weil sie relativ billig hergestellt wurden. Und es gibt sogar kommerzielle Satelliten, die wegen diesen Soldering Whiskers fehlgeschlagen sind. Und die Art, wie der Arduino oder der Raspberry Pi gebaut wurde, ist vielleicht nicht ideal, um in einen Satelliten zu machen. Gut, dann haben wir hier zwei andere Fragen von der Signalengel. Auf dem ISC fragen Sie gerade, ob es momentan Satelliten gibt, im All, die gratis und frei sind, um zu benutzen. Es gibt tatsächlich ein paar Satelliten, die man nutzen kann, wenn man Amateur funke ist. Es gibt ein paar Relay-Satelliten, die können vor allem tonen. Tonen relayen auf eine andere Frequenz, aber es gibt auch andere Amateur-Radiosatelliten, die so eine Art Nachrichtenbox-Technologie verwenden, um Nachrichten weiterzuleiten. Aber da braucht man eine Amateur funke Lizenz. Und die andere Frage ist von HandsomePirate. Und er fragt, ob du empfehlen würdest, einen Radiation-hardened CPU zu verwenden. Das Problem ist, dass Radiation-hardened CPUs sind sehr, sehr teuer. Es gibt kaum CubeSats, die so etwas verwenden. Also wenigstens der Konsensus unter den CubeSats zu bauen, ist, dass man eher um das Radiation-Problem rumdesignt sollte, als so teure Komponenten zu verwenden. Es gibt günstige Prozessoren, wo man gewisse Fehleraten aushalten kann. Dann ist das vielleicht die bessere Methode. Gut, wir haben hier noch mehr Fragen auf der linken Seite. Ich habe einen Kommentar. Wenn man über den Orbit nachdenkt, dann muss man auch über die Latents nachdenken. Bei gewissen Orbits ist die Geschwindigkeit des Lichts ungefähr dein Limit für die Kommunikation. Das ist meine Erfahrung mit Geostationer Satellites. Meine Frage geht auch um Orbits. Bis zu welchem Orbit ist GPS noch verfügbar? Es gibt verschiedene Tricks, die verwendet werden. Es gibt GPS-Receivers, die man einfach kaufen kann. Die haben Limits eingebaut, damit man keine Raketen bauen kann, die angriffig benutzt werden. Bei Ballonen werden häufig andere Firmwares eingesetzt mit diesen GPS-Chips, die einen anderen Chip verwendet, der diese Requirements erfüllen kann. Es ist möglich, GPS zu verwenden, besonders für Low-Earth Orbit. Aber sogar wenn man über den Satelliten ist, gibt es etwas, das schon verwendet wurde. Die Antennen versuchen, die ganze Erde zu erreichen, aber sie haben einen zu großen Konus. Von daher kriegt man manchmal doch noch GPS-Empfang in höheren Orbits. Es ist möglich, aber ich weiß gerade nicht, welche Kompetenz man einfach so nehmen könnte. Das ist spannend. Und noch etwas. Kennst du das Outranet-Projekt? Es ist ein Projekt, wo man ein ganzes Internet bauen will, mit CubeSats. Hast du schon mal davon gehört? Ich bin nicht ganz sicher. Ich glaube, von etwas Ähnlichem gehört, dass die wollten normale Kommunikationssatelliten verwenden, um Informationen zu verteilen. Aber ich glaube, das ist nicht das Gleiche. Ja, ich glaube, es ist das Gleiche. Sie wollen CubeSats verwenden. Wenn man Amateur-Frequenzen verwenden will, ist die Bandbreite sehr klein. Es gibt nur ein Zehn Minuten Kontaktfenster. Wenn man unbedingt ein Haufen Informationen verteilen will, dann muss man vielleicht mehrere Satelliten verwenden. Und auch die Übertragung auf Satelliten ist meistens etwas der teuersten Sachen, Stromweise. Und man braucht natürlich verschiedene Antennen, mit denen man tracken kann. Das kommt etwas darauf an, wie das Signal ist. Wenn es sehr robust ist, dann kann es und sogar durch Störungen durchkommen, dann kann man vielleicht mit weniger Antennen durchkommen. Vielen Dank. Wir haben nicht beliebig viel Zeit. Also, wenn ihr lange Fragen habt, dann stellt sie doch später noch, gibt es auf dieser Seite noch was? Ich wollte noch kurz fragen, ob du ein Tipp hast oder etwas, wo man gewisse Daten herkriegen könnte, die von diesen CubeSat-Projekten herkommen. Also, wenn du einfach dann interessiert bist, wie man diese CubeSat, die Housekeeping-Data will, dann das FunCube-Projekt, das sie schon in Event haben, die laden alle Daten hoch, die sie sammeln. Das Problem mit den Daten, wenn man es holt, dann stellt sie sich raus, dass wenn die keine Daten haben für einen gewissen Zeitrahmen, dann geben sie die gleichen Daten zurück, wie vorher einfach immer wieder wiederholt. Hier noch eine Frage. Also, du hast gesagt, die Batterie-Entladung ist limitiert zu 20% der Kapazitäten. Gibt es andere Batterien, die besser dimensioniert sind oder so etwas? Natürlich gibt es verschiedene Batterien. Das Problem ist, dass CubeSats nur ein limitiertes Volumen haben. Es ist sehr teuer, Gewicht ins All zu schießen. Man hat ein ähnliches Problem wie im Smartphone. Also, konnergieren sie beide so ungefähr zur gleichen Technologie, weil die Energiedichte halt möglichst hoch sein sollte. Bevor du die nächste Frage fragst, könnt ihr durch die Vordertür rausgehen, weil bei der hinteren Tür wollen Leute reinkommen. Okay, thanks. Vielen Dank für diesen Talk. Wie manövriert man einen Satelliten in spezifischen Orbit und wie funktionieren Elektronen im Orbit? Also, manchmal sieht man gerade bei erdbasierten Vakuum. Aber klar, wenn wir eine weitere Anwendung haben, dann müssen wir einfach wegkommen von diesen Kapazizatoren. Die andere Sache in diesen Orbit-Manövern ist, sagen wir, wir brauchen mehr Masse und Energie, damit wir uns bewegen können, manöver durchfinken. Wenn wir nur ein kleines chemisches Antriebswerk hätten, aber es ist nicht erlaubt, gefährliche Teile zu haben oder starke Triebwerke, deshalb können die nicht benutzt werden. Es gibt jetzt einige Projekte, die das versuchen zu entwickeln, die zum Beispiel Ionen benutzen. Also, das heißt, dass die Energie vom Satellit gesammelt wird und es so versucht wird, zu lösen. Auch wenn das jetzt in die Applikation gebracht wird, die Menge, also die Samt der Änderung der Geschwindigkeit ist nicht so groß. Man kann vielleicht die Lebenszeit ein bisschen erhöhen, aber es ist sehr schwer, das wirklich zu verändern. Oder das ist einfach auch zu teuer, das so zu machen. Also, das heißt, momentan ist das nicht wirklich möglich. Es gibt diese Projekte, die momentan laufen, vielleicht wird da was rauskommen, aber momentan gibt es da keine Komponente, welche du da benutzen könntest. Das heißt, normalerweise bist du eigentlich da fixiert und normalerweise bleibst du genau in derselben Arbeit, wo du bist und natürlich hast du die ganzen Störungen und Influenzen, die du hast. Aber du bleibst grundsätzlich gleich in der Arbeit. Leider haben wir keine Zeit mehr. Vielen Dank noch einmal zum Spiegel. Ihr habt den Vortrag, so, you want to build a satellite gehört.