{"id":8565,"date":"2013-09-30T00:13:11","date_gmt":"2013-09-29T22:13:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=8565"},"modified":"2013-09-29T23:14:29","modified_gmt":"2013-09-29T21:14:29","slug":"cubesats-als-wetter-oekologiesatelliten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2013\/09\/30\/cubesats-als-wetter-oekologiesatelliten\/","title":{"rendered":"Cubesats als Wetter- \/ &Ouml;kologiesatelliten"},"content":{"rendered":"<p>Das Beispiel der Erderkundungssatelliten mit Cubesats von gestern bringt mich auf eine Alternative, die erheblich besser umsetzbar ist: Ein Satellit der den ganzen Globus abdeckt und zwar in niedriger Aufl&ouml;sung:<\/p>\n<ul>\n<li>Basis soll wie bei DOVE-1 ein K&ouml;rper von 10 x 10 x 34 cm sein, bei einem Gewicht von 6 kg<\/li>\n<li>Basierend auf den gestern schon ausgearbeiteten Grundlagen kann man folgende Komponenten fix machen:<\/li>\n<li>Kamera: EOS-1100D APS-C Sensor: KAF-8300 (3356 x 2604 Pixel) + 18 mm EF Fixfokusobjektiv: ca. 400 g<\/li>\n<li>Sender: 7 Watt UKW Sender: 5,5 x 7,6 x 12,8 cm gro&szlig;, 1,1 kg Stromverbrauch 22,5 Watt<\/li>\n<li>Bordcomputer: Rasberry Pi Modell B, 3,5 Watt Stromverbrauch. Massenspeicher: SDHC Karte 32 GB<\/li>\n<li>Stromversorgung Solarzellen rundum, maximal 11,7 Watt, im Mittel 8,3 Watt. 1 Akku f&uuml;r den Sendebetrieb Kapazit&auml;t 12 Wh.<\/li>\n<li>Wie jeder Wettersatellit sollte der Cubesat auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn ausgesetzt werden.<!--more--><\/li>\n<\/ul>\n<p>in 800 km H&ouml;he hat ein Bild eine Gr&ouml;&szlig;e von 57,7 x 43 Grad oder 805 x 601 km. Bei fortlaufender Abdeckung muss alle 90 s ein neues gemacht werden. Die Datenmange pro Orbit betr&auml;gt dann (unkomprimiert, 12 Bit\/Bildpunkt) 6,8 GBit. Die Aufl&ouml;sung liegt bei 240 m\/Pixel, was h&ouml;her ist als bei operationellen Wettersatelliten (die jedoch ein gr&ouml;&szlig;eres Blickfeld abdecken). Mit einem Weitwinkelobjektiv w&auml;re die Abdeckungsbreite vergr&ouml;&szlig;erbar, so w&uuml;rde ein 14 mm EF-Objektiv von Canon (&Ouml;ffnungswinkel 105 Grad, ein 1260 km breites Bild ergeben.<\/p>\n<p>Mit 7 Watt Sendeleistung kann diese Datenmenge in 303 s zu einer 3 m Antenne &uuml;bertragen werden. Anders als beim Erdbeobachtungssatelliten ist die Daten&uuml;bertragung also nicht kritisch, man k&auml;me mit vielen auf der Erde verteilten 3 m Antennen aus, es m&uuml;sste da man bei 800 km H&ouml;he mehr als 10 Minuten Kontaktzeit hat nur alle zwei Orbits eine passiert werden, das hei&szlig;t 7-8 dieser kleinen Antennen w&uuml;rden ausreichen wenn sie gut verteilt sind. Problematisch k&ouml;nnte trotzdem die Abdeckung des Pazifiks sein. Auch problematisch bei vielen Antennen ist die hohe Sendeleistung. Leider habe ich keinen Sender im 1 Watt Bereich gefunden der nicht unter 10 Watt Eingangsleistung ben&ouml;tigt. Der Sprung zu 7 Watt Leistung ist dann gering.<\/p>\n<p>Jeder Cubesat wird so einen 800 km breiten Streifen aufnehmen. Man braucht mindestens 4 Satelliten in leicht verschobenen Orbits um eine globale Abdeckung zu erhalten. Diese wurden eine 12 St&uuml;ndige Wiederholung der Abbildung erlauben. Will man auf die sonst bevorzugten 6 Stunden als Intervall gehen, so braucht man 8 Satelliten. Etwas problematischer ist die Positionierung. Wegen vier verschiedener Orbitalebenen braucht man mindestens 4 Starts, bei denen jeweils zwei Satelliten transportiert werden. Der zweite muss jedoch um 90 Grad verschoben werden. Das w&auml;re am besten zu l&ouml;sen wenn die Oberstufe noch etwas Treibstoff hat und auch l&auml;ngere Zeit in Betrieb sein kann (z.B. die Fregat) Dann hebt man den Orbit leicht an, f&auml;llt in der Bahn zur&uuml;ck (in 900 km H&ouml;he z.B. um 2 Minuten pro Umlauf, sodass man nach 12,5 Uml&auml;ufen also etwa einem Tag um 90 Grad hinter dem ersten Satelliten ist. Dann muss der alte Orbit wiederhergestellt werden. Ansonsten eben acht Einzelstarts, was allerdings einige Jahre braucht um die Konstellation aufzubauen.<\/p>\n<p>Dies w&auml;re eine Minimalkonfiguration. Da die Satelliten aber wahrscheinlich preiswert sind (eine Basisaustattung eines Cubesats ohne Experimente soll um die 50.000 Dollar kosten, dazu k&auml;me hier noch das Innenleben, rechnet man mit 250.000 Dollar f&uuml;r Satellit und Start, so hat man sicher noch etwas Luft) kann man auch mit mehr Satelliten Multispektralaufnahmen machen. Der Trick ist relativ einfach: Vom Platz und Gewicht her kann man pro Satellit auch zwei Kameras einbauen. Belegt man jeden Chip mit einem Farbfilter und setzt nun mehrere Satelliten ein, so kann man Multispektralaufnahmen bis ins nahe Infrarot machen (CCD sind auch bis 1 Mikrometer, teilweise bis 1,6 Mikrometer Wellenl&auml;nge je nach Dotierung) empfindlich. Mit 64 Satelliten hat man z.B. ein Multispektralsystem mit 16 Farbkan&auml;len.<\/p>\n<p>Das w&auml;re wegen der groben Aufl&ouml;sung prim&auml;r f&uuml;r die &Ouml;kologie interessant, also die &Uuml;berwachung der Vegetationsaktivit&auml;t oder Algenbl&uuml;ten. Das Konzept w&auml;re sogar f&uuml;r Weltraumagenturen interessant, die so ihre gro&szlig;en Satelliten erg&auml;nzen k&ouml;nnten. 16 Dieser Minisatelliten w&uuml;rden 100 kg wiegen und k&ouml;nnten bei einem Start bef&ouml;rdert werden. Mit abgestimmten Sendefrequenzen kann eine einzige Antenne Daten aller 16 Satelliten simulatan erfasen.<\/p>\n<p>Ich bef&uuml;rchte nur wenn ESA oder NASA so was angehen kommt was gr&ouml;&szlig;eres und teureres wie BIRD oder Proba-1 raus. Ohne &#8222;off the Shelf&#8220; Komponenten und zwar billig, aber nur verglichen mit anderen Missionen nicht verglichen mit den Kosten von Cubesats. Meine Meinung: mal einige Millionen in ein solches System investieren. Wenn&#8217;s klappt hat man eine Erg&auml;nzung Meteop. Wenn&#8217;s nicht klappt weil die Ausr&uuml;stung doch im Weltraum bald kaputtgeht ist man f&uuml;r wenig Geld schlauer geworden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Beispiel der Erderkundungssatelliten mit Cubesats von gestern bringt mich auf eine Alternative, die erheblich besser umsetzbar ist: Ein Satellit der den ganzen Globus abdeckt und zwar in niedriger Aufl&ouml;sung: Basis soll wie bei DOVE-1 ein K&ouml;rper von 10 x 10 x 34 cm sein, bei einem Gewicht von 6 kg Basierend auf den gestern [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[589,3312,3313],"class_list":["post-8565","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","tag-cubesats","tag-meteop","tag-wettersatelliten","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":586,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":18524,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/02\/06\/elon-musks-ki-rechenzentren-im-orbit-nochmals-nachgerechnet\/","url_meta":{"origin":8565,"position":0},"title":"Elon Musks KI-Rechenzentren im Orbit &#8211; nochmals nachgerechnet","author":"Bernd Leitenberger","date":"6. 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