FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMIDemonstration eines kleinen, standardisierten und kostengünstigen Satelliten in einer ambitionierten Mission
Mit dem Forschungsprojekt zum Aufbau einer Kleinsatellitenplattform und der Vorbereitung einer Mission zur Untersuchung der Anwendungsmöglichkeiten zur Bedrohungsdetektion leistet das Fraunhofer EMI seinen ersten substanziellen Beitrag zu der neuen Fähigkeitsdimension Weltraum. Das ERNST-Flugmodell hierzu wurde bereits fertiggestellt. Die erste Kleinsatellitenmission für die Zwecke der Bundeswehr steht bevor. Im Format eines 12U-CubeSat mit einem kryogen gekühlten Infrarot-Imager soll ERNST das Potenzial der Kleinsatellitentechnologie demonstrieren und Erkenntnisse zur Früherkennung von ballistischen Raketen oder hypersonischen Flugkörpern aus dem erdnahen Orbit liefern.
Die Satellitenmission ERNST repräsentiert eine Neuheit in mehrerlei Hinsicht. ERNST ist nicht nur der erste CubeSat, dessen Anwendungspotenzial speziell für die Zwecke der Bundeswehr untersucht wird. Auch für die Fraunhofer-Gesellschaft, die auf vielen Gebieten seit jeher zu Innovationen auf Komponenten- und Subsystemebene für die Raumfahrt beiträgt, ist der Kleinsatellit das erste von einem Fraunhofer-Institut entwickelte Raumfahrtsystem. Technisch werden mit ERNST ebenfalls Maßstäbe gesetzt. Allen voran steht die Demonstration einer komplexen, kryogen gekühlten Infrarotanwendung in einem nur 12U großen CubeSat. Das »U« für Unit definiert die Größenmetrik der CubeSats, wobei eine Unit einem Würfel mit zehn Zentimetern Kantenlänge entspricht. Die 12U geben ERNST die Außenmaße 24 mal 24 mal 36 Kubikzentimeter bei weniger als 20 Kilogramm Gesamtmasse.
Die Hauptnutzlast ist eine hochempfindliche Kamera mit Filterrad, ein Infrarot-Imager, der zur Demonstration von am Fraunhofer IOSB entwickelten Konzepten zur Raketendetektion dient. Um die für eine Frühwarnung und die Einleitung von Abfangmaßnahmen erforderliche schnelle Reaktionszeit zu ermöglichen, wird die Erdoberfläche in verschiedenen kurz- und mittelwelligem Infrarotbereichen beobachtet. Die Kombination verschiedener Spektralbereiche erlaubt eine schnelle und zuverlässige Detektion der Infrarotsignatur einer Rakete oder eines Flugkörpers während deren Betriebsphasen wie Boost- und Gleitphasen. Durch die Stationierung von ERNST im erdnahen Orbit wird eine hohe räumliche Auflösung und dadurch ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreicht. Um die Beobachtungs- und Integrationszeit entlang des 96-Kilometer breiten Aufnahmestreifens im Falle einer Raketendetektion zu erhöhen, schwenkt der Satellit entlang seiner Bahn nach und verfolgt das Ziel. Die ERNST-Mission wird nicht nur Referenzdaten des Erdhintergrunds in den relevanten Wellenlängenbereichen erfassen, sondern auch die Signatorik eines Raketenstarts charakterisieren und deren Nachverfolgung demonstrieren.
