Eine neue Würzburger Weltraum-Mission ist auf der Zielgeraden: Der Nano-Satellit SONATE-2 soll im Orbit neuartige Hard- und Softwaretechnologien der Künstlichen Intelligenz testen. Das berichtet die Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in einer Pressemitteilung.
Team um den Raumfahrttechniker Professor Hakan Kayal von der Universität
Nach über zwei Jahren Entwicklungszeit steht laut der Pressemitteilung der Nanosatellit SONATE-2 kurz vor dem Start. Voraussichtlich im März 2024 soll er demnach mit einer Rakete in den Orbit gebracht. Designt und gebaut wurde der Satellit von einem Team um den Raumfahrttechniker Professor Hakan Kayal von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg.
Seit rund 20 Jahren entwickelt die JMU den Angaben zufolge Kleinsatelliten-Missionen. Der Nano-Satellit SONATE-2 markiere nun einen weiteren Höhepunkt.
2,6 Millionen Euro Förderung durch Bundesministerium
Der Satellit werde neuartige Hard- und Softwaretechnologien der Künstlichen Intelligenz (KI) im erdnahen Weltraum testen. Ziel sei es, damit zukünftig automatisch Anomalien auf Planeten oder Asteroiden zu erkennen. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt laut Uni-Pressemitteilung mit 2,6 Millionen Euro.
Training der KI an Bord des Satelliten
Vergleichbare Projekte gebe es nur wenige, man könne sie an einer Hand abzählen, zitiert die Pressemitteilung Hakan Kayal: „Einzigartig an unserer Mission ist, dass die KI an Bord trainiert wird.“ Normalerweise passiere dieses Training aufwendig auf der Erde mit leistungsstarken Computern. Doch diese Strategie passe nicht zu den Plänen, die der JMU-Professor im Auge habe.
Kayal erklärt, worum es geht
Kayal nennt in der Pressemitteilung ein Beispiel: „Nehmen wir an, ein kleiner Satellit soll zukünftig beispielsweise einen neuen Asteroiden im Sonnensystem untersuchen. Für diese Aufgabe kann er nicht am Boden trainiert werden, denn das Objekt der Untersuchung ist ja weitgehend unbekannt. Es gibt keine Trainingsdaten, so dass die Messungen und Aufnahmen vor Ort gemacht werden müssen.“
Diese Daten erst zur Erde zu schicken und die KI dann mittels Fernsteuerung zu trainieren, würde bei erdfernen Missionen sehr lange dauern. Eine durch KI unterstützte höhere Autonomie direkt an Bord sei da leistungsfähiger. Sie würde dazu führen, dass sich interessante Objekte und Phänomene auf dem Asteroiden deutlich schneller aufspüren lassen.
SONATE-2 testet viele weitere Technologien
Ob sich solche Szenarien grundsätzlich realisieren lassen, will das Team um Kayal auf SONATE-2 mit neu entwickelten Verfahren und Methoden testen, zunächst im Erdorbit. Vier Kameras an Bord liefern die für das Training nötigen Bilder: Die KI soll damit zunächst unter anderem herkömmliche geometrische Muster auf der Erdoberfläche kennenlernen. Dieses Wissen helfe ihr dann dabei, selbstständig Anomalien zu finden.
Weitere Satelliten an Bord
Mit an Bord von SONATE-2 befinden sich laut der Uni weitere Kleinsatelliten-Technologien, die im Orbit getestet werden sollen. Darunter seien ein System zur automatischen Detektion und Aufnahme von Blitzen sowie ein elektrisches Antriebssystem, das in Kooperation mit der Universität Stuttgart entstand. „Von der Komplexität her sucht SONATE-2 unter den Nanosatelliten seinesgleichen“, so Kayal.
Start für März 2024 mit einer SpaceX-Rakete von der Westküste der USA
Wenn das Projekt weiterhin nach Plan laufe, soll SONATE-2 im März 2024 mit einer SpaceX-Rakete von der Westküste der USA in den Orbit starten. Dass er den extremen Bedingungen einer Weltraummission standhalten könne, habe der Satellit in den vergangenen Wochen bei diversen Härtetests bewiesen. Bei einer Startsimulation zum Beispiel hättenalle Schrauben, Lötstellen und Klebeverbindungen den enormen mechanischen Belastungen eines Raketenstarts standgehalten.
Bei SONATE-2 handelt es sich laut der Pressemitteilung um ein sogenanntes 6U+ Cubesat-Modell. Es ist demnach etwa so groß wie ein Schuhkarton und hat eine Masse von rund zwölf Kilogramm.
Nach dem Start soll die Kommunikation mit dem Satelliten von Würzburg aus laufen. Wie schon beim Vorgängermodell SONATE werde auch dieser Satellit vom Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus betrieben. Das Team peile eine Betriebszeit von einem Jahr an. „Wir hoffen aber, dass der Satellit länger funktioniert“, so Kayal laut Pressemitteilung.
Satellitenprojekt bietet Arbeitsfeld für Studierende
An der Entwicklung des Satelliten und der Bodensysteme hat laut Uni ein Team aus sechs Personen mitgewirkt; Projektleiter ist demnach Dr. Oleksii Balagurin. Zusätzlich seien viele Studierende beteiligt gewesen, etwa als wissenschaftliche Hilfskräfte oder im Rahmen ihrer Abschlussarbeiten. Studierende können laut der Pressemitteilung auch weiterhin an der Satellitenmission mitarbeiten: In der Betriebsphase werde vom Kontrollzentrum stetig neue Software auf SONATE-2 implementiert und getestet.
Das Projekt SONATE-2 wird laut der Uni-Pressemitteilung vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags finanziert (FKZ 50RU2100).
