Satellit «Smile» hebt bald mit Schweizer Technik ab
Die Weltraummission «Smile» steht in den Startlöchern: Am 19. Mai um 05.52 Uhr Schweizer Zeit wird der «Smile»-Satellit an Bord einer Rakete ins All befördert, um Sonnenstürme zu erforschen. Mit an Bord ist auch Technologie aus der Schweiz.
Für die beteiligten Forschenden ist der Start ein besonderer Moment – und zugleich nervenaufreibend. «Ich würde beim Start am liebsten in den Keller gehen und warten, bis alles vorüber ist», sagte André Csillaghy von der FHNW im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA.
Unter seiner Leitung entwickelte ein Schweizer Konsortium Software für die Mission sowie einen entscheidenden Bestandteil der Hardware, ohne den das Teleskop nicht funktionieren würde. «So ein Start ist ein grandioser Moment – aber die Gedanken gehen zu diesen ganz delikaten Teilen, die man selbst entwickelt und gebaut hat und die dann auf der Rakete sind, während alles vibriert.»
Vor acht Jahren haben Csillaghy und sein Team von der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), und der Schweizer Unternehmen KOEGL Space und Space Acoustics mit der Arbeit an der Mission angefangen.
Zunächst war der Start für den 9. April vorgesehen. Aufgrund eines technischen Problems wurde er verschoben.
Weltraumwetter verstehen
«Smile» («Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer») ist ein Projekt der europäischen und chinesischen Weltraumorganisationen. Ziel der Mission ist es, das Weltraumwetter besser zu verstehen – und vielleicht sogar vorherzusagen.
Das Wetter im All wird durch Sonnenwinde und Sonnenstürme bestimmt, bei denen geladene Teilchen aus der Sonne geschleudert werden. Mit Geschwindigkeiten von bis zu 2 Millionen Kilometern pro Stunde werden die Teilchen in Richtung Erde geschleudert. Dort treffen sie auf einen unsichtbares Schutzschild: Die Magnetosphäre. Sie lenkt die Teilchen ab.
Treffen die Teilchen auf das Magnetfeld der Erde, entstehen aber nicht nur Polarlichter, sondern komplexe Wechselwirkungen: Satelliten können beschädigt, Navigationssysteme gestört und sogar Stromnetze auf der Erde beeinflusst werden. Diese Prozesse will «Smile» umfassend vermessen.
Der Satellit ist dafür mit vier wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet: einer Röntgenkamera, einer Ultraviolettkamera, einem Ionenspektrometer und einem Magnetometer. Während die UV-Kamera Polarlichter bis zu 45 Stunden am Stück beobachten kann, soll die Röntgenkamera – genannt «Soft X-ray Imager (SXI)» – als grösstes der vier Instrumente erstmals das sonst unsichtbare Magnetfeld der Erde visualisieren.
Rocket-Science aus der Schweiz
Zu dieser Röntgenkamera leistete die Schweiz einen entscheidenden Beitrag: So wurde an der FHNW in Windisch das Kühlsystem für das Teleskop entwickelt, gefertigt und getestet. Beim «Radiator Assembly», wie das Kühlsystem heisst, handle es sich um eine Art Heizkörper, erklärte Csillaghy. «Aber einen Rocket-Science-Heizkörper.»
Der Rocket-Science-Heizkörper ist dafür verantwortlich, die Detektoren auf die erforderlichen Betriebstemperaturen von rund minus 110 Grad Celsius zu bringen. Das unscheinbare, rechteckige Panel misst etwa 30 mal 40 Zentimeter und ist auf der sonnenabgewandten Seite des Teleskops montiert.
«Ohne diese Kühlung würde die Kamera nicht funktionieren», betont Csillaghy. Die extremen Bedingungen im All – auf der Sonnenseite kann es bis zu 160 Grad heiss werden, auf der Schattenseite bis zu minus 200 Grad kalt – machen die Entwicklung des Radiators besonders anspruchsvoll.
Auch Software für die Mission haben Schweizer Forschende beigesteuert. Sie entwickelten Algorithmen, um die Bildqualität der Weitwinkelkamera zu verbessern. Die Kamera soll eine riesige Region der Magnetosphäre erfassen und befindet sich dabei vergleichsweise nah am beobachteten Gebiet. Der dafür erforderliche besonders breite Blickwinkel macht es schwierig, durchgehend scharfe und detailgenaue Bilder zu erhalten.
«Traditionelle Methoden sind hier etwas beschränkt», so Csillaghy. Deshalb setzt das Team auf künstliche Intelligenz und Deep-Learning-Verfahren, um die relevanten Strukturen sichtbar zu machen. Sobald das Instrument eingeschaltet wird, sind die Forschenden der Hochschule für Informatik FHNW für die Datenauswertung verantwortlich. (sda)
