Funkamateure und Amateurastronomen erarbeiten Funktionsskizze für das Public Telescope

Am Sonnabend, den 4. August 2012, reisten die beiden Amateurastronomen Karl Thurner und Heiko Wilkens zur AMSAT-DL nach Marburg, um mit Unterstützung der Satellitenbauer der Funkamateure, eine erste Funktionsskizze des Weltraumteleskops zu entwerfen. Dem Treffen waren mehrere Telefonkonferenzen sowie ein persönliches Gespräch auf der Internationalen Amateurfunk-Ausstellung HAM-Radio,
zwei Monate zuvor in Friedrichshafen, vorausgegangen. Die gesamte Führungsriege der AMSAT-DL erwartete die beiden Astronomen, um mehr über das spannende Vorhaben  zu erfahren und ihnen unter die Arme zu greifen.

Funkamateure bauen Satelliten seit Jahrzehnten

AMSAT-DL weist einen enormen Erfahrungsschatz in Satellitentechnik und Weltraummissionsmanagement vor. AMSAT ist weltweit organisiert, das Kürzel "DL" steht für die deutsche Niederlassung. AMSAT-DL baut seit mehreren Jahrzehnten Satelliten für Amateurfunk. Ihre ambitionierteste Mission für den Erdorbit ist der AMSAT P3-D Satellit, auch OSCAR-40 genannt. Mit einem Gewicht von 650kg spielt er in der Liga, die auch für ein Weltraumteleskop interessant ist.

Das neueste Vorhaben der Funkamateure ist eine Sonde zum Mars. Mit ihren bisherigen Erdsatelliten hat die AMSAT-DL die technischen Grundlagen für diesen ersten privat und ehrenamtlich durchgeführten, interplanetaren Raumflug geschaffen. Über eine Funkamateur-Empfangsanlage mit einer 2 bis 3 m großen Parabolantenne oder über das Internet können Bilder und Daten von der Sonde direkt am eigenen Computer angezeigt werden. Die nächsten möglichen Startfenster zum Mars in 2013 und 2016 sind energetisch ungünstig für die geplante Sonde. Optimal ist das Startfenster 2018, dann soll es auch losgehen.

Pragmatische Vorschläge für ein Weltraumteleskop

Aufgrund der vielen erfolgreichen Weltraummissionen der AMSAT waren die Erwartungen der angereisten Amateurastronomen an den Workshop sehr hoch gesteckt - und sie wurden nicht enttäuscht. Die Diskussionen verliefen in den 3 Kategorien:

  • Abmessungen des Teleskops und des Satelliten
  • Technische Herausforderungen der Mission
  • Finanzieller Rahmen

Die physikalischen Abmessungen des Satelliten und Ideen für eine reduzierte Transportgröße für den Start waren aufgrund der Annahmen über die Teleskopgröße schnell ermittelt. So ließe sich ein Teleskop mit einem Hauptspiegel von 80cm in einer SatellitenBox von 1x1x1m verpacken, die sich später im Orbit auf 1x1x2m entfaltet.

AMSAT WS Teleskop

Die Festlegung des Orbits gestaltete sich komplexer. Ein erdnaher Orbit würde Startkosten sparen, allerdings bräuchte man viele Antennen auf der Erde, um die durch das Teleskop erzeugten Daten im geschätzten Umfang von ca. 1GByte pro Umlauf zu übertragen. Ein hochelliptischer Orbit hingegen, ließe sich so gestalten, dass der Satellit die meiste Zeit des Fluges Sichtkontakt mit einer großen Funkamateurantenne in Deutschland hat und so Daten kontinuierlich übertragen werden können. Dieser hochelliptische Orbit hätte jedoch den Nachteil, dass höhere Startkosten anfallen und Maßnahmen zur Härtung des Satelliten gegen Partikelstrahlung erforderlich würden. Letztlich einigten sich die Teilnehmer unter Berücksichtigung der zu erwartenden Gesamtkosten und Usability auf den hochelliptischen Orbit als erfolgversprechende Variante.

Amsat WS Dim
Die Daten über die Schärfeleistung eines 80cm Teleskops im Optischen schockierte die erfahrenen Satellitenbauer der AMSAT-DL. Um die theoretische Schärfeleistung eines 80cm Teleskops von 0,15 Bogensekunden ausnutzen zu können, darf der Satellit einen maximalen Nachführfehler von 0,075 Bogensekunden pro Minute aufweisen. Das stößt nach Auffassung der AMSAT-DL an die Grenze dessen, was die europäische Raumfahrtindustrie imstande ist zu liefern - unabhängig von den Kosten. Es macht aber keinen Sinn, von der Forderung nach maximaler Schärfeleistung abzurücken, da diese eines der wesentlichen Argumente für ein Teleskop im Weltraum ist.  Eine abschließende Lösung für die Herausforderung der Stabilisierung fand man in Marburg nicht. Die Teilnehmer haben Ideen zur Lösung der Problematik besprochen, die eine kostengünstige Lösung vermuten lassen. Diese Lösungsvorschläge könnten eine Innovation für Weltraumteleskope insgesamt sein.

Qualität und Verfügbarkeit treibt Kosten

Es ist schwierig, eine Kostenschätzung auf wenigen Paramtern durchzuführen. Wenn man das Projekt konsequent am Bedarf von Amateuren anlehnt, also z.B. Abstriche an durchgängiger Verfügbarkeit und Funktionalität hinzunehmen bereit ist, wäre aus Sicht der AMSAT-DL das Vorhaben für unter 50Mio Euro inkl. Betrieb realistisch. Das sind ca. 50% der Kosten, die die ESA für das gleiche Vorhaben schätzte, wenn professionelle Standards zur Anwendung kommen. Diese geringe Varianz der Kostenschätzungen gab den beiden Amateurastronomen Mut.

Die Vertreter der Amateurastronomen und die AMSAT-DL haben beschlossen, weiterhin gemeinsam an dem Vorhaben zu arbeiten und dabei den Nutzen für die beteiligten Organisationen in den Mittelpunkt zu stellen.

 

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