Der Kleinsatellit BIROS

BIROS-Nutzlastkomponenten in schematischer Darstellung
BIROS-Nutzlastkomponenten in schematischer Darstellung
Bild 1/2, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

BIROS-Nutzlastkomponenten in schematischer Darstellung

Der Kleinsatellit BIROS hat neben dem Infrarot-Kamerasystem HSRS weitere Experimente zur Weiterentwicklung der Satellitentechnik an Bord.
Kleinsatellit BIROS und TET-1: Die "Feuerlupen" der FireBIRD-Mission
Kleinsatellit BIROS und TET-1: Die "Feuerlupen" der FireBIRD-Mission
Bild 2/2, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Kleinsatellit BIROS und TET-1: Die "Feuerlupen" der FireBIRD-Mission

BIROS ist der zweite Satellit der Mission FireBIRD. Die Hauptnutzlast ist ein hochsensibles Infrarot-Kamerasystem, mit dem der "Fire Magnifier" - genau wie sein "Bruder" TET-1 - als Feuerfrühwarnsystem und zur Klimaforschung aus dem Weltraum im Einsatz ist.

Der Kleinsatellit BIROS (Bispectral InfraRed Optical System) komplettierte das FireBIRD-Duo im Juni 2016. Er ist keine einfache Kopie seines vier Jahre älteren "Bruders" TET-1, sondern eine weitere Stufe im Prozess kontinuierlicher Weiterentwicklung. Denn zusätzlich zur Feuer­fern­erkundung dienen die Satelliten auch dem steten Fortschriitt in der Kleinsatellitentechnik.

BIROS verfügt über einen größeren Nutzlastanteil an der Gesamtmasse des Satelliten. Lag er bei TET-1 noch bei 42 Prozent, so stieg er für BIROS auf 46 Prozent. Mehr Nutzlast heißt mehr Daten für die Feuer­früh­erkundung, mehr wissenschaftlicher Erkenntnisgewinn und damit eine höhere ökonomische Effizienz in der Erdbeobachtung aus dem Weltraum - sowohl als System zur besseren Fernerkundung aus dem Weltraum sowie im Einsatz für die Klimaforschung.

Auf BIROS wird ein neuer Antrieb getestet, ein Kaltgasantriebssystem. Er erlaubt es dem Orbiter, in begrenztem Umfang Orbitmanöver durchzuführen, also seine Lage auf der Umlaufbahn aktiv zu verändern. Innerhalb des Satelliten erlauben es neukonzipierte Reaktionsräder, sogenannte High-Torque-Wheels, die Infrarotkamera schnell und präzise zu schwenken. Beide Fähigkeiten zusammen machen die wiederholte Aufnahme einer Region und verschiedene Blickwinkel auf einen Punkt an der Erdoberfläche möglich.

Auch die Leistung der internen Prozessierung von Daten sowie die Kommunikation zur Erde wurden stetig erhöht: Ein völlig neuer Bordcomputer lässt BIROS Daten in einer Geschwindigkeit verarbeiten, die auf älteren Kleinsatelliten nicht denkbar war. Der Orbiter kann seine Daten über einen optischen (Laser-) Downlink mit Datenraten bis zu einem Gigabit-pro-Sekunde zur Erde schicken. Zusätzlich können die Parameter entdeckter Brände nahezu in Echtzeit über ein separates Modem direkt per SMS an Mobilgeräte gesendet werden.

Weitere Technologieexperimente auf BIROS

Neben Kaltgasantrieb, Laser-Kommunikationssystem und High-Torque-Wheels hat BIROS weitere Experimente an Bord:

  • BEESAT-4, einen Picosatelliten; das ist ein winziger „Hightech-Würfel“ mit einer Kantenlänge von gerade einmal 10 Zentimetern - er wird von BIROS separiert und kommuniziert mit ihm im Formationsflug über einen InterSatellite-Link
  • AVANTI, ein Experiment zur Erforschung von Formationsflügen
  • VAMOS und VIMOS: Software-Experimente für eine autonome An-Bord-Missionsplanung und -analyse

Betrieb und Finanzierung

Wie TET-1 wird auch BIROS vom Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen und dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) mit seinen Antennenanlagen in Neustrelitz betrieben und überwacht. Entwicklung, Bau und Betrieb wurden aus Mitteln des DLR finanziert. Der Bau wurde zusätzlich vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 5 Millionen Euro gefördert.

Wichtige Systemparameter von BIROS im Überblick:
Orbittyp:LEO (Low Earth Orbit)
Mittlere Orbithöhe:510 Kilometer
Orbitinklination (Winkel zwischen Äquator und Orbit):97,4 Grad
Mögliche Ausrichtungen der Nutzlast:Sonne, Erde, Nadir (Lotrichtung zur Erde), Zenit (verlängerte Lotrichtung), Flugrichtung, Deep Space
Frequenzbereich Kommunikation:S-Band / UHF
Lageregelung / Bahnkontrolle: drei-Achsen-stabilisiert
Antrieb:auf Kaltgasbasis (relative Geschwindigkeit: circa 3 Meter/Sekunde)
Mittlere Leistung:70 Watt
Spitzenleistung:200 Watt
Temperaturbereich:-10 bis +30 Grad Celsius
Nominale Batteriespannung:20 bis 24 Volt
Maximaler Strom:12 Ampere
Nutzlast-Datenrate:2,2 Megabit/Sekunde per S-Band, 1 Gigabit/Sekunde bei optischer Übertragung
Datenspeicher:40 Gigabyte
BIROS-Abmessungen LxBxH ("brutto"):58 x 115 x 65 Zentimeter
Abmessungen der Nutzlast LxBxH ("netto"):46 x 66 x 42 Zentimeter
TET-Brutto-Nutzlastmasse:60 Kilogramm
TET-Gesamtmasse:130 Kilogramm
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