KW 43/2019

Autonome Pannenhelfer im All

Visible Sensor Suite  (Foto: Jena-Optronik)
Visible Sensor Suite (Foto: Jena-Optronik)
Es klingt nach Science Fiction und könnte doch bald Realität werden: Autonome Raumfahrzeuge, die an Satelliten andocken, sie umparken oder Reparaturen durchführen. Das würde die Missionszeit verlängern, mögliche Kollisionen im All vermeiden und Weltraumschrott reduzieren. Möglich wird dies unter anderem durch neuartige Sensorik des thüringischen Raumfahrtunternehmens Jena-Optronik, die erstmals unbekannte Objekte erkennen kann. Ein erster solcher Pannenhelfer ist im Oktober 2019 ins All gestartet.

Am 9. Oktober 2019 um exakt 12:17 Uhr MESZ begann die Reise des „Mission Extension Vehicle“ (MEV-1). An Bord einer russischen Proton-Rakete flog der Servicesatellit ins All, um dort andere Satelliten abzuschleppen oder wieder auf Kurs zu bringen. Was die Mission dort genau erwartet, ist ungewiss, denn die Satelliten sind teilweise seit 15 Jahren im Weltraum.

Am 9. Oktober 2019 startete der Satellit MEV-1 ins All. (Foto: Jena-Optronik)

Künstliche Intelligenz (KI) aus Thüringen
Innovative Sensorik von Jena-Optronik macht es möglich, dass MEV-1 auch an diese frei definierbaren Objekte andocken kann – und das vollautomatisch. Die Anforderungen an die neuen Technologien sind hoch. MEV-1 muss über eine Distanz von 40 Kilometern kontrolliert auf den Satelliten zusteuern. Beim anschließenden Andocken muss der Satellit mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich agieren. Und nicht zuletzt muss er den Widrigkeiten im All standhalten, etwa extremen Temperaturen. Hat er seine Aufgaben erfüllt, kann MEV-1 wieder abdocken und an einem anderen Satelliten Arbeiten verrichten.

Ausgerüstet ist MEV-1 mit einem neuen Sensor und Kamerasystem von Jena-Optronik. Ähnliche Sensoren werden aktuell auch in der Automobilindustrie erprobt. Der Sensor aus Jena kann mit Hilfe KI-basierter Algorithmen in Echtzeit große Mengen an 3D-Bilddaten verarbeiten und so die Struktur und präzise Lage eines Satelliten erfassen. Er kann MEV-1 kontrolliert zu Satelliten steuern, die ursprünglich nicht für das Andocken vorgesehen waren und daher nicht mit den dafür nötigen Anflughilfen ausgerüstet sind.

RVS3000-3D (Foto: Jena-Optronik)

Schlüsseltechnologie für die Raumfahrt der Zukunft
Die Sensoren und MEV-1 sind Weltpremieren. Es ist der erste Sensor, der 3D-Scans von einem Satelliten im geostationären Orbit liefert – also in 36.000 Kilometern über der Erde. Und MEV-1 ist die erste Mission, bei der ein Reparaturroboter an einen unbekannten Satelliten andockt.

Mit den neuen Technologien werden bislang undenkbaren Missionen die Türen geöffnet, die bislang nur in Science-Fiction-Filmen möglich sind. Die Vision: Eine Flotte von Service-Satelliten steht bereit, um in die Jahre gekommene Satelliten zu reparieren, ihre Lage zu korrigieren oder – sofern sie ihr Lebensende erreicht haben – zu zerlegen und entsorgen.