UWE-3
Mission
UWE-3 Modell Der Picosatellit UWE-3 ist die dritte Generation einer Serie von Mikro-Satelliten der Universität Würzburg. Um einen weiteren wichtigen Meilenstein in einem Entwicklungsprogramm für die Realisierung von kleinen Satellitenformationen zu erreichen, besteht das Haupttechnikziel darin, das bestehende Lageregelungssystem zu überarbeiten und ein einfaches Positionsregelsystem zu erweitern. Dadurch sollen die technischen Grundlagen für die Realisierung robuster Pico-Schwärme vorangetrieben werden. Das sekundäre technische Ziel der UWE-3-Mission ist es, die neuesten Entwicklungen robuster Hardware- und Software-Designs auf COTS-Basis in einer realen Weltraumumgebung zu testen, um hier Fortschritte in den Dienstleistungen zu demonstrieren.
Orbitale Parameter
Name UWE-3
NORAD 39446
COSPAR designation 2013-066-AG
Inclination (degree) 97.763
RAAN 335.973
Eccentricity 0.0072012
ARGP 274.772
Orbit per day 14.75751424
Period 1h 37m 34s (97.57 min)
Semi-major axis 7 021 km
Perigee x apogee 592 x 693 km
Drag factor 0.000218080 1/ER
Mean Anomaly 84.53
Downlink
437.385 MHz, 9k6 baud FSK.
Callsign
DP0UWG
TLE
UWE-3
1 00322U 00322A 13325.30958044 .00000000 00000-0 10000-4 0 9
2 00322 97.7938 38.2572 0071407 196.4550 338.7204 14.75273655 00
Telemetry
UWE-3 9k6 decode 21-11-2013:
2013-11-21 14:47:59.380 UTC: [60 Bytes KISS Frame (without CRC)]
ctrl: 3 PID: F0 {UI} 41 Payload Bytes
from DP0UWG to DD0UWE:
1 > 00 53 20 64 64 59 B3 21 02 FC 14 6A 13 00 00 18 6A 86 F4 42
21 > 59 5E 34 10 07 00 17 58 10 1F 00 17 36 01 F5 FD DE E8 F4 F5
41 > DC
.S ddY³!.ü.j....j†ôBY^4....X....6.õýÞèôõÜ
UWE-3 Telemetry 25-01-2014 19:56 UTC
Status
Voraussichtlich im Ende des Jahres 2013 mit einer Dnepr-Rakete von Yasny, Russland gestartet. Aktiv, empfangen und decodiert.
UWE-3 In-Orbit-Interferenzanalyse
Von Beginn der UWE-3-Operationen an war die Qualität des Downlinks vom Satelliten zum Boden ausgezeichnet und zeigte auch bei niedrigen Elevations hohe Signalstärken. Allerdings war der Telekommando-Uplink anfangs schwierig und zeigte vorübergehend signifikante Übertragungsausfallraten. Ab Anfang 2014 verschlechterte sich die Uplink-Qualität sogar weiter.
Nachdem Hardwareprobleme als potenzielle Fehlerquellen ausgeschlossen wurden, konnte festgestellt werden, dass die Uplink-Qualität stark von der Lage der Bodenstation und der verwendeten Frequenz abhängt, aufgrund von lokalen Störungen im Bereich des Amateurfunkfrequenzspektrums. Eine Änderung der Uplink-Frequenz könnte den Betrieb signifikant verbessern. Anfang Juni 2014 wurde ein Software-Update auf einen der redundanten Bordcomputer von UWE-3 hochgeladen. Das Update enthielt neben anderen Funktionen mehrere neue Experimente zur Analyse der Verbindungsqualität. Um die räumliche Verteilung der In-situ-Interferenzpegel für das gesamte Amateurfunkfrequenzspektrum weiter zu analysieren, wurde ein RSSI-Frequenzsweep-Experiment implementiert. Das Experiment ermöglicht das Überwachen und Protokollieren gemessener RSSI-Rauschpegel während automatischer Scans über einen festgelegten Frequenzbereich.
Mehrere Frequenzsweeps wurden im dritten Quartal 2014 aufgezeichnet, die jeweils mehrere Tage dauerten, um eine globale Abdeckung zu gewährleisten. Die folgenden Ergebnisse basieren auf Messungen, die zwischen dem 06.08.2014 und dem 11.08.2014 aufgezeichnet wurden und repräsentieren die gemachten Beobachtungen. Die Aufzeichnung umfasst mehr als 100.000 Datenpunkte, die aus dem Satelliten in einer 1,5 MB komprimierten Datei heruntergeladen wurden.
Abbildung 1: Ausschnitt aus den rohen RSSI [dBm]-Messungen über die Zeit [UTC]
Abbildung 2: Umlaufbahnabdeckung der Messaufzeichnung.
Die heruntergeladenen Messungen wurden ihren momentanen Untersatellitenpunkten zugeordnet. Die aufgezeichneten Datenpunkte zeigen ausreichende Abdeckung des gesamten Globus und können ordnungsgemäß als Raster für räumliche Interpolation verwendet werden, um eine globale Interferenzkarte für jede untersuchte Frequenz zu erstellen. Es ist zu erkennen, dass die durchschnittlichen Interferenzpegel je nach Ort und beobachteter Frequenz erheblich variieren. Insbesondere in den orbitalen Regionen, die mit Mitteleuropa verbunden sind, scheint eine signifikante Beeinträchtigung in einem breiteren Frequenzband zwischen 437,000 MHz und 437,600 MHz aufzutreten.
Abbildung 3: RSSI [dBm] durchschnittliche Störungsweltkarte zwischen dem 6.8.2014 und 11.8.2014.
Die Ergebnisse spiegeln unsere Erfahrungen bei der Nutzung von UWE-3 in den ersten sechs Monaten nach dem Start wider. Sie unterstreichen weiterhin die Bedeutung einer korrekten Frequenzauswahl für Satelliten, die die Bänder der Funkamateure nutzen. Darüber hinaus betonen die Ergebnisse die Notwendigkeit einer In-Orbit-Frequenzneukonfiguration, um auf Veränderungen unvermeidlicher globaler Störungen reagieren zu können, die beispielsweise durch militärische Raumüberwachungsradare verursacht werden.
Diese und weitere Ergebnisse sind veröffentlicht in:
Busch, S., Bangert, P., Dombrovski, S., Schilling, K., UWE-3, In-Orbit-Leistung und Erfahrungen mit einem modularen und flexiblen Satellitenbus für zukünftige Picosatelliten-Formationen, 65. Internationaler Astronautischer Kongress, Toronto, Kanada, Online-Referenz: 14.B4.6B.6
Mit freundlichen Grüßen, UWE-3 Team
UWE-3 Informationen: Link.
UWE-3: Ein Durchbruch in der Raumfahrttechnologie und Zukunftsperspektiven
Der UWE-3-Satellit hat in den ersten sechs Monaten nach seinem Start nicht nur erfolgreich seinen Platz im Orbit eingenommen, sondern auch beeindruckende Leistungen und wertvolle Erkenntnisse geliefert, die ihn zu einem Meilenstein in der Raumfahrttechnologie machen.
Die detaillierte Analyse in Abbildung 3 zeigt eine faszinierende Weltkarte der durchschnittlichen Störungen des RSSI [dBm] zwischen dem 6.8.2014 und 11.8.2014. Diese Karte verdeutlicht nicht nur die Herausforderungen, denen der UWE-3 ausgesetzt war, sondern betont auch die strategische Bedeutung einer präzisen Frequenzauswahl für Satelliten im Bereich der Funkamateurbänder.
Ein herausragender Aspekt, der in diesem Bericht betont wird, ist die einzigartige Fähigkeit des UWE-3 zur In-Orbit-Frequenzneukonfiguration. Diese dynamische Anpassungsfähigkeit ermöglicht es dem Satelliten, auf unvermeidliche globale Störungen zu reagieren, einschließlich solcher, die durch militärische Raumüberwachungsradare verursacht werden können.
Die auf dem 65. Internationalen Astronautischen Kongress präsentierten Ergebnisse in der Publikation von Busch, S., Bangert, P., Dombrovski, S., Schilling, K., werfen nicht nur ein Licht auf die beeindruckende In-Orbit-Leistung des UWE-3, sondern liefern auch wertvolle Erkenntnisse für die Zukunft der Raumfahrttechnologie. Diese Erkenntnisse sind nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern eröffnen auch vielversprechende Wege für die Entwicklung zukünftiger Picosatelliten-Formationen.
Zusammenfassend ist der UWE-3-Satellit nicht nur ein technologischer Erfolg, sondern auch ein Wegbereiter für die nächste Generation von Raumfahrtmissionen. Das UWE-3-Team hat nicht nur Standards gesetzt, sondern auch die Tür zu neuen Horizonten in der Raumfahrttechnologie weit aufgestoßen.
Mit Enthusiasmus für die Errungenschaften und Vorfreude auf kommende Entwicklungen grüßt herzlich das UWE-3 Team in eine vielversprechende Raumfahrtzukunft.