LRSM - Das Laboratorium für schnelle Weltraummissionen

Kleinsatelliten haben sich zu einer vielseitigen und weitverbreiteten Plattform für Weltraummissionen entwickelt. Besonders die Anzahl sogenannter "CubeSats" welche in nahe Erdumlaufbahnen geschossen werden hat sich in den vergangenen Jahren deutlich erhöht. Dabei handelt es sich um eine Klasse von Mini-Satelliten, die oft für Ausbildungszwecke, für kleine wissenschaftliche Instrumente und als Technologie-Demonstratoren Verwendung finden. Die Kosten für einen CubeSat-Start sind überschaubar (ca. 100 k€/Einheit oder weniger) und die Vorbereitungszeiten werden sich weiter verkürzen von derzeit zwei oder drei Jahren. Ihre kleinen Abmessungen (10 cm Seitenlänge) und geringen Massen (1.33 kg pro Einheit) stellen jedoch strikte Anforderungen an die Instrumente und deren mögliche Leistungsaufnahme. Aufgrund der kurzen Möglichkeiten zur Kommunikation mit den Bodenstationen (ca. wenige Minuten pro Erdumlauf) können zudem nur geringe Datenmengen zur Erde übertragen werden. Nichtsdestotrotz sind CubeSats eine exzellente Plattform für kleine wissenschaftliche Experimente für explorative Studien und als Technologie-Demonstratoren und können zu eigenständigen Wissenschaftsmissionen erweitert werden. Durch ihre schnelle Umsetzbarkeit und die vergleichsweise geringen Kosten erlauben sie Universitätsgruppen deren Expertise in der Instrumentierung und dem Design von Weltraummissionen auszubauen. Ebenso ermöglichen sie effizientes Training von Studenten. 

Das ORIGINS Labor für schnelle Weltraummissionen wird die Expertise im Design von Satelliten und des Weltraummissionsbetriebs des MPE und des Lehrstuhls für Raumfahrttechnik der TUM mit der Erfahrung auf dem Gebiet der Sensor- und Elektronikentwicklung innerhalb der TUM, LMU und des MPP/HLL verbinden.

Geplante Missionen

Langzeit-Röntgenbeobachtungen von Cygnus X-1

Aufgrund der Undurchlässigkeit der Atmosphäre benötigt die Röntgenastronomie Weltraummissionen. TRISTAN/TFH ist ein neues Compton-Polarimeter, welches in einen CubeSat-Satelliten integriert wurde und dem Ballonexperiment COCOTE-TRISTAN/TJB aus dem Jahre 2015 nachfolgt. Damit soll die Röntgenquelle Cygnus X-1 über einen langen Zeitraum beobachtet werden und deren Intensität und Polarisationszustand im 100 keV-Bereich gemessen werden. Neben der am Halbleiterlabor (HLL) der Max-Planck-Gesellschaft neu entwickelten TRISTAN Silicon Drift Detektor Matrix beinhaltet dieser auch einen CNRS Szintillationsdetektor. Damit dient der neu entwickelte CubeSat nicht nur als Demonstrator für neue Technologien sondern gleichzeitig auch der wissenschaftlichen Datennahme. Langzeitbeobachtungen der Röntgenquelle Cygnus X-1 sollen zu einem besseren Verständnis des Massenflusses auf ein Schwarzes Loch führen. Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen TUM, MPP, und CEA. Wissenschaftler des ORIGINS Exzellenzclusters haben den TRISTAN Detektor ursprünglich zum Nachweis von sterilen Neutrinos entwickelt.