Steuerelektronik aus Österreich für Satelliten der NASA

Mitte März startet die NASA MMS-Mission zur Untersuchung des Erdmagnetfeldes. Mit an Bord ist Technik aus Österreich. Unter der Leitung des Instituts für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften entwickelte und lieferte Ruag Space in Wien die Steuer- und Spannungsversorgungselektronik für zwei Instrumente an Bord der vier MMS-Satelliten. Während das Instrument ASPOC die elektrostatische Aufladung der Satelliten kontrolliert und kompensiert, werden mit dem Instrument EDI die magnetischen und elektrischen Felder präzise vermessen. Mitte März sollen die vier Satelliten an der Spitze einer Atlas Rakete von Cape Canaveral/Florida zu ihrer 30 Monate dauernden Untersuchungsarbeit ins All starten.

Das die Erde umhüllende Magnetfeld ist für das Leben auf unserem Planeten von essentieller Bedeutung, wird es doch erst durch dieses magnetische Schutzschild, die sogenannte Magnetosphäre, möglich gemacht. Sie bewahrt uns vor den von der Sonne regelmäßig ins All geschleuderten hochenergetischen Teilchen. Deswegen ist ihre genaue Untersuchung für die Wissenschaft von sehr großer Bedeutung.

Als Nachfolge der im Sommer 2000 gestarteten erfolgreichen ESA-Mission Cluster, deren vier Satelliten voraussichtlich noch bis Ende 2016 aktiv sein werden, soll nun die NASA-Mission MMS (Magnetospheric MultiScale) die Dynamik der Erdmagnetosphäre und der ihr zu Grunde liegenden Energieumwandlungsprozesse untersuchen. MMS soll die für magnetische Stürme und Phänomene wie das Nordlicht verantwortlichen physikalischen Prozesse vermessen. Man erwartet sich aus den MMS-Daten aber auch weiterreichende Erkenntnisse über die Sonne und ihren Einfluss auf die Erde sowie auf das gesamte Sonnensystem. Eines der eingesetzten Instrumente an Bord ist das Elektronenstrahlinstrument EDI (Electron Drift Instrument), das mit Hilfe zweier versetzter, schwacher Elektronenstrahlen die magnetischen und elektrischen Felder in der Umgebung des Satelliten vermisst. Jeweils zwei dieser Instrumente sind dafür an sich gegenüberliegenden Positionen auf jedem der vier MMS Satelliten montiert.

Elektrostatische Aufladung des Satelliten kompensieren

Ein Problem, das bei einer genauen Messung geladener Teilchen und elektrischer Felder auftritt, ist die elektrische Aufladung des Raumfahrzeugs selbst. Um die Messergebnisse nicht durch die statische Aufladung der MMS-Satelliten selbst zu verfälschen, versucht man diese mit Hilfe einer aktiven Potentialregelung, dem Instrument ASPOC (Active Spacecraft POtential Control), unter Kontrolle zu halten.

Für die beiden Instrumente ASPOC und EDI entwickelte und lieferte Ruag Space Austria im Auftrag der ESA und unter der wissenschaftlichen Leitung des Grazer Instituts für Weltraumforschung (IWF) die jeweilige Elektronikeinheit, die mit Spannungen bis zu 12.000 Volt arbeitet. Neben der langjährigen Erfahrung in der Entwicklung von weltraumtauglicher Elektronik stellte RSA auch die erforderliche Produktionskapazität für die jeweils neun Flugeinheiten der beiden Instrumente zur Verfügung. Für die vier MMS Satelliten lieferte das schwedische Schwesterunternehmen Ruag Space AB in Linköping das mechanische System zur Befestigung und späteren kontrollierten Freisetzung der Satelliten an der Spitze einer Atlas Rakete. Sie sollen Mitte März 2015 von Cape Canaveral/Florida aus ihre Reise ins All antreten.

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