Er ist etwa zwölf Kilogramm schwer, so groß wie ein Schuhkarton und hat den klangvollen Namen Sonate-2. Mit diesem Kleinstsatelliten beschäftigt sich ein Team um den Würzburger Professor Hakan Kayal an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Sie haben Sonate-2 designt und gebaut. Nach über zwei Jahren Entwicklungszeit steht der Nanosatellit jetzt kurz vor dem Start – und hat im Weltall dann einiges vor.
KI-Tests im Weltraum
Seit rund 20 Jahren entwickelt die Uni Würzburg solche Kleinsatelliten-Missionen. Sonate-2 markiere jetzt einen weiteren Höhepunkt, heißt es vom Institut für Raumfahrttechnik. Der Satellit werde neuartige Hard- und Softwaretechnologien der Künstlichen Intelligenz im erdnahen Weltraum testen. Ziel sei es, damit zukünftig automatisch Anomalien auf Planeten oder Asteroiden zu erkennen. Vergleichbare Projekte gebe es nur wenige, man könne sie an einer Hand abzählen, sagt Hakan Kayal: "Einzigartig an unserer Mission ist, dass die KI an Bord trainiert wird."
Normalerweise passiert dieses Training aufwändig auf der Erde, mit leistungsstarken Computern. Doch diese Strategie passt nicht zu den Plänen, die der Professor im Auge hat. Kayal nennt 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, sodass die Messungen und Aufnahmen vor Ort gemacht werden müssen."
Hoffnung: Mehr Autonomie und Zeitersparnis durch KI
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 wäre da leistungsfähiger. Sie würde dazu führen, dass sich interessante Objekte und Phänomene auf dem Asteroiden deutlich schneller aufspüren lassen. 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.
Der Würzburger Satellit Sonate-2 ist in etwa so groß wie ein Schuhkarton. Seine Solarpaneele sind hier ausgeklappt.
Vier Kameras an Bord liefern die für das Training nötigen Bilder. Die KI lerne damit zunächst unter anderem herkömmliche geometrische Muster auf der Erdoberfläche kennen. Dieses Wissen helfe ihr dann dabei, selbstständig Anomalien zu finden. Mit an Bord von Sonate-2 befinden sich weitere Kleinsatelliten-Technologien, die im Orbit getestet werden sollen. Darunter sind ein System zum automatischen Aufspüren und für Aufnahme von Blitzen sowie ein elektrisches Antriebssystem, das in Kooperation mit der Universität Stuttgart entstanden ist.
Start im Frühjahr 2024 von Amerika aus
Wenn das Projekt weiterhin nach Plan läuft, startet Sonate-2 im März 2024 mit einer SpaceX-Rakete von der Westküste der USA in den Orbit, so die Uni Würzburg. Dass der Satellit den extremen Bedingungen einer Weltraummission standhalten kann, hat er in den vergangenen Wochen bei diversen Härtetests bewiesen. Bei einer Startsimulation zum Beispiel hielten alle Schrauben, Lötstellen und Klebeverbindungen den enormen mechanischen Belastungen eines Raketenstarts stand.
Nach dem Start wird die Kommunikation mit dem Satelliten von Würzburg aus laufen. Wie schon beim Vorgängermodell Sonate wird auch dieser Satellit vom Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus betrieben. Das Team peilt eine Betriebszeit von einem Jahr an. Das Projekt wird mit 2,6 Millionen Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanziert.
Viel Technik für die Kommunikation mit dem Satelliten: das Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus der Universität Würzburg.
Das ist die Europäische Perspektive bei BR24.
"Hier ist Bayern": Der BR24 Newsletter informiert Sie immer montags bis freitags zum Feierabend über das Wichtigste vom Tag auf einen Blick – kompakt und direkt in Ihrem privaten Postfach. Hier geht’s zur Anmeldung!