NorSat-1

NorSat-1-Mission

Der norwegische Satellit NorSat-1 ist ein Mikrosatellit der nächsten Generation, der für den Betrieb von drei Nutzlastinstrumenten ausgelegt ist:

1. Ein AIS-Empfänger (Automatic Identification System) zum Erfassen von Nachrichten von Seeschiffen.
2. Ein Langmuir-Sondeninstrument zur Messung der Eigenschaften des Umgebungsraumplasmas.
3. Ein Compact Lightweight Absolute Radiometer (CLARA) zur Beobachtung der gesamten Sonneneinstrahlung und der zeitlichen Schwankungen.

NorSat-1 basiert auf einem Satellitenbus der nächsten Generation (Universität von Toronto, Space Flight Laboratory), der eine feine Lagesteuerung, hohe Stromerzeugung und hohe Downlink-Raten bietet. Dieser Bus der nächsten Generation, der als NEMO-Plattform bezeichnet wird, überspannt die Grenze zwischen einem Nanosatelliten und einem kleinen Mikrosatelliten und stellt die nächste Entwicklung der Mikrosatelliten-Miniaturisierung dar. NorSat-1 verwendet dieselbe Systemarchitektur und dieselben Technologien, die für die Mission NEMO-AM (Aerosolüberwachungsmission für die indische Weltraumforschungsorganisation) und die Mission NEMO-HD (hochauflösende Erdbeobachtung für den slowenischen Weltraum SI) entwickelt wurden. Diese basieren selbst auf dem weltraumgeprüften und äußerst erfolgreichen generischen Nano-Satellitenbus von SFL, der derzeit in der AISSat-1-Mission für Norwegen fliegt, und bilden auch die Grundlage für mehr als 10 weitere derzeit in der Entwicklung befindliche Missionen.

SFL verfügt über die Erfahrung und Technologie, um eine qualitativ hochwertige Mission für NorSat-1 zu angemessenen Kosten zu liefern. NorSat-1 bietet ausreichend Stromerzeugung, um alle Nutzlasten von Raumfahrzeugen kontinuierlich zu betreiben, während die Lagesteuerung, durchschnittliche Telemetrie-Downlink-Raten von mehr als 1 Mbit/s und eine günstige thermische Umgebung für Nutzlasten und Buselektronik beibehalten werden. NorSat-1 verfügt über integrierte Datenverarbeitungs- und Speicherfunktionen mit Nutzdaten und Bus-Telemetrie im Wert von mehr als 20 Umlaufbahnen, die von Bordcomputern gespeichert werden können. NorSat-1 wird diese Fähigkeiten mit einer Gesamtstartmasse (einschließlich Trennsystem) von weniger als 30 kg erreichen.

Source and credits: Norwegian Romsenter, PMOD/WRC

PMOD/WRC-Instrument: CLARA

Das PMOD/WRC hat CLARA (Compact Lightweight Absolute Radiometer), eine Nutzlast an Bord des norwegischen NorSat-1-Mikrosatelliten, hergestellt. CLARA ist eine neue Generation von Radiometern zur Messung der gesamten Sonneneinstrahlung (Total Solar Irradiance, TSI), die der mittlere Energieeintrag von der Sonne auf die Erde entspricht. Messungen der TSI aus dem Weltraum werden seit 1979 von verschiedenen Instituten durchgeführt und haben einen Durchschnittswert von 1361 W.m^-2.

Wissenschaftliche Ziele

Das wichtigste wissenschaftliche Ziel von CLARA ist die Messung des TSI mit einer Unsicherheit von besser als 0.4 W.m^-2. Das CLARA-Weltraumexperiment setzt neue Maßstäbe für TSI-Radiometer in Bezug auf Gewichts- und Größenreduzierung, ohne Kompromisse bei Genauigkeit und Stabilität einzugehen. CLARA setzt zusammen mit seinen Vorgängern VIRGO und PREMOS die langfristige Beteiligung des PMOD/WRC an der Solarforschung fort.

Design und Erbe

CLARA ist das neueste Radiometer in einer langen Reihe von Pyrheliometern, die bei PMOD / WRC entwickelt wurden, und setzt sein langjähriges Erbe weltraumgestützter TSI-Messungen (Total Solar Irradiance) fort. Ähnlich wie die meisten bei PMOD / WRC gebauten Radiometer verwendet CLARA eine elektrische Substitution in seinem Schwarzkörperhohlraum, um den TSI zu messen. Alle drei Hohlräume können entweder als Messhohlraum, Referenzhohlraum oder für Degradationsmessungen verwendet werden. Basierend auf dem Erfolg des Konstruktionsmodells im Jahr 2014 wurde das Design des Flugmodells (FM) und des Flugersatzes (FS) fertiggestellt. Das Gesamtkonzept des Instruments und der gesamten Elektronik wurde von PMOD / WRC entwickelt.

Die Entwicklung von CLARA profitierte auch vom Wissen und der Expertise vieler Schweizer Industriepartner. Die Bordsoftware und die Electrical Ground Support Equipment (EGSE) wurden von der dlab GmbH, Winterthur, entwickelt. RUAG Space in Zürich überprüfte das mechanische Design, führte mechanische und thermische Analysen durch, lieferte alle strukturellen und thermischen Komponenten und führte die meisten Umwelttests am Flugmodell durch. Über die Infrastruktur der Fachhochschule Nordwestschweiz konnten wir auch Schwingungstests durchführen.

Als absolutes Radiometer wurden alle CLARA-Komponenten intern gegen rückverfolgbare SI-Einheiten kalibriert. CLARA wurde auch mit einer Standardgruppe von TSI-Pyrheliometern von PMOD/WRC verglichen. Zusätzlich wurde CLARA dann mit der TSI Radiometer Facility (TRF) in Boulder, Colorado, verglichen. Diese Kalibrierungen gewährleisten eine Konsistenz mit früheren TSI-Messexperimenten und eine Rückverfolgbarkeit auf NIST.

Im September 2015 wurde das CLARA-Flugmodell an das Institut für Luft- und Raumfahrtstudien der Universität Toronto (UTIAS) geliefert, um in den norwegischen NORSAT-1-Mikrosatelliten integriert zu werden. Zusätzlich zum CLARA-Experiment verfügt der Satellit NORSAT-1 über einen AIS-Empfänger (Automatic Identification System) der nächsten Generation, der von Kongsberg Seatex bereitgestellt wird, und eine von der Universität Oslo entwickelte Langmuir-Sonde (Plasmadetektor). Die Überprüfung der Betriebsbereitschaft fand Ende 2016 in Oslo statt. PMOD/WRC arbeitete an der Simulation von Betriebsabläufen und an der Fertigstellung der Datenauswertungssoftware. Der Satellitenstart fand schließlich am 14. Juli 2017 vom Startort Baikonur in Kasachstan aus statt.

Source and credits: Norwegian Romsenter, PMOD/WRC

Fakten zur Mission

Source and credits: Norwegian Romsenter, PMOD/WRC