Batterietechnik aus dem Saarland im Orbit: Sparschweine im Weltall

Batterietechnik aus dem Saarland im Orbit: Sparschweine im Weltall

, aktualisiert 29. November 2016, 09:40 Uhr
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Die beiden Forscher verfolgen auf dem Laptop die Flugbahn des Nano-Satelliten GOMX-3, für den sie eine besonders sparsame Batterie-Technik entwickelt haben

Quelle:Handelsblatt Online

Ein Nano-Satellit ist auch dank Forschern aus Saarbrücken auf Weltraum-Mission. Und zwar sparsamer als andere Modelle. Auch Technik auf der Erde könnte von dem Projekt im All profitieren.

SaarbrückenHolger Hermanns schaut auf die interaktive Landkarte auf seinem Laptop und lächelt. „Da ist er“, sagt der Informatik-Professor zu seinem Doktoranden Gilles Nies und zeigt auf das kleine Symbol, das sich millimeterweise über Chile hinwegbewegt. „Nur noch 20 Minuten, dann ist er direkt über uns.“

„Er“, das ist „GOMX-3“, ein Nano-Satellit. Der Drei-Liter-Quader ist klein, leicht und schnell. In 166 Kilometern Entfernung von der Erde ist er mit 7,8 Kilometern pro Sekunde unterwegs. Alle 90 Minuten kreist er einmal um die Weltkugel und liefert stetig neue Daten - zum Beispiel zu georteten Flugzeugen, mit denen sich die Flugbahn genau nachvollziehen lässt. Aber auch, welche Spannung die eigene Batterie aktuell hat und wie heiß die Solarzellen außen sind.

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„GOMX-3“ rast im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA durch den Orbit. Vor genau einem Jahr ist er zu seiner Mission aufgebrochen - von der Internationalen Raumstation (ISS) aus. Seitdem verfolgen die Hersteller der dänischen Firma GomSpace und die Informatiker der Universität des Saarlandes den kleinen Raumflugkörper mit großem Interesse.

Holger Hermanns, Gilles Nies und der Student Marvin Stenger haben eine neue Technik entwickelt, die eine genaue Vorhersage ermöglicht, wie viel Batterieleistung für eine bestimmte Aktion im All notwendig ist und wie viel Kapazität zur Verfügung steht.

„Unseres Wissens gibt es so etwas im Orbit bisher nicht“, sagt der Informatik-Professor. Üblich war demnach bislang ein lineares Modell, das jedoch nicht den sogenannten Recovery Effect beachtet, den es auch beim Handy gibt: Ein scheinbar leerer Akku kann sich unter bestimmten Bedingungen schnell von einem Kapazitätsverlust erholen. Durch das neue Batteriemodell lässt sich die Energiewanderung präzise verfolgen. Dadurch können die Informatiker für jede Zeitspanne die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass die Batterie nicht entladen sein wird.

Dies gelingt, weil man auch genau weiß, wo sich „GOMX-3“ gerade befindet, wo er wann sein wird und wann für ihn die Sonne auf- und untergeht. „Für seine verschiedenen Aufgaben muss der Satellit sich im Raum jeweils in eine bestimmte Position drehen, dies ist aber energetisch sehr teuer“, erläutert Hermanns. „Dank des Modells lässt sich optimal bestimmen, wann er sich wie drehen muss, ohne dass die Batterieladung unter eine bestimmte Grenze fällt.“

Damit könnten Ressourcen optimal ausgenutzt und damit auch Kosten eingespart werden, erklärt Nies. Von den Erkenntnissen könne man auch auf der Erde profitieren: „Batterien sind überall im Alltag vorhanden. Und ein gutes Batteriemodell kann in vielen Situationen helfen“. Dies gelte etwa für den Energiebedarf von Elektroautos.

„Bisher war nur die Antwort auf die Frage möglich: Schaffen Sie es unter idealisierten Bedingungen mit der vorhandenen Ladung bis zum Frankfurter Flughafen?“, erklärt Hermanns. Nun werde das System gewissermaßen stautauglich: „Jetzt können wir auch beantworten, ob die Wahrscheinlichkeit größer als 99,99 Prozent ist, dass Sie es trotz Störungen pünktlich zu Ihrem Flieger schaffen.“

Und es geht weiter: Schon jetzt ist „GOMX-4“ in Planung - als Tandem mit zwei Sechs-Liter-Satelliten. Er soll 2017 ins All geschossen werden.

Quelle:  Handelsblatt Online
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