TP1 · System Concept for Nanosatellites

TP1 · Systemkonzept für Kleinst-Satelliten

Project lead: JMU Würzburg & ZfT

Projektleitung: JMU Würzburg & ZfT

The overall goal of this subproject is to enable the automated, configurable production of small satellites through a novel system concept. Modern applications in Earth observation and telecommunications require a large number of satellites in orbit to achieve high coverage. The commercialization of spaceflight (NewSpace) has led to a large number of novel products from industry and start-ups in recent years.

Das übergeordnete Ziel dieses Teilprojekts ist die Ermöglichung einer automatisierten, konfigurierbaren Produktion von Kleinsatelliten durch ein neuartiges Systemkonzept. Moderne Anwendungen aus dem Bereich der Erdbeobachtung und Telekommunikation erfordern eine große Anzahl von Satelliten im Orbit, um eine hohe Abdeckung zu erreichen. Die Kommerzialisierung der Raumfahrt (NewSpace) führte in den letzten Jahren zu einer großen Anzahl von neuartigen Produkten aus der Industrie und von Startup-Unternehmen.

Within this subproject, the approaches of modularization and standardization are pursued above all. This makes it possible for users to configure a satellite bus with the web configurator in subproject 6 and then have the satellites integrated in an automated production process. A modular satellite design, however, also requires a suitable system concept, since there are many dependencies between the subsystems of a satellite.

Im Rahmen dieses Teilprojekts werden vor allem die Ansätze Modularisierung und Standardisierung verfolgt. Somit ist es möglich, durch den Webkonfigurator in Teilprojekt 6 einen Satellitenbus durch den Anwender zu konfigurieren und dann in einem automatisierten Produktionsvorgang die Satelliten zu integrieren. Ein modularer Satellitenaufbau erfordert allerdings auch ein geeignetes Systemkonzept, da viele Abhängigkeiten zwischen den Subsystemen in einem Satellit vorliegen.

Modularization must be extended across various subsystems so that the satellite bus can be configured according to the end user’s requirements. Individual systems are to be assembled on a building-block principle that takes manufacturing aspects into account (Design for Manufacturing), and produced and tested automatically. The standardization of hardware interfaces and connectors is of crucial importance, as they enable the physical connection and communication between satellite components.

Die Modularisierung muss im Bereich verschiedener Subsysteme erweitert werden, um den Satellitenbus nach Vorstellung des Endanwenders konfigurieren zu können. So sollen einzelne Systeme nach einem Baukastenprinzip, welches Fertigungsaspekte berücksichtigt (Design for Manufacturing), zusammengestellt und automatisch produziert und getestet werden können. Die Standardisierung von Hardware-Schnittstellen und Steckverbindern ist von entscheidender Bedeutung, da sie die physische Verbindung und Kommunikation zwischen Satellitenkomponenten ermöglichen.

Software standardization for small satellites is to use the development of software frameworks and platforms so that satellite developers can build on existing solutions. Developing a new UNISEC version promises improvements on several levels, including electrical interfaces, materials and components, as well as automation and robotics.

Die Software-Standardisierung bei Kleinsatelliten soll die Entwicklung von Software-Frameworks und -Plattformen nutzen, um es Satellitenentwicklern zu ermöglichen, auf vorhandenen Lösungen aufzubauen. Die Erarbeitung einer neuen UNISEC Version verspricht Verbesserungen auf mehreren Ebenen, darunter elektrische Schnittstellen, Materialien und Komponenten, sowie Automatisierung und Robotik.

The subproject also develops innovative subsystems in antenna technology and solar cells in the form of a modular design. Printed solar cells are to be integrated into the satellite bus as needed. A further focus is the development of automated and parallelized tests of radio subsystems in order to increase the reliability of the assemblies and reduce test times, as well as the integration of the test environment into the digital production environment.

Das Teilprojekt entwickelt zudem innovative Subsysteme aus dem Bereich Antennentechnik und Solarzellen in Form eines modularen Aufbaus. Gedruckte Solarzellen sollen nach Bedarf in den Satellitenbus integriert werden können. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung automatisierter und parallelisierter Tests von Radio Subsystemen, um die Zuverlässigkeit der Baugruppen zu erhöhen und Testzeiten zu reduzieren, sowie die Einbindung der Testumgebung in die digitale Produktionsumgebung.