Mini-Raumschiff für Schwarmerkundung des Alls

Nicht einmal so groß wie eine Münze und doch vollwertige Weltraumtechnik: Das von einer Forschergruppe um Mason Peck an der Cornell University entwickelte Gerät namens „Sprite“ soll in Zukunft wertvolle Forschungsdienste leisten. Dabei punktet die Konstruktion auch beim Kostenfaktor: Die Herstellung eines Mini-Schiffs schlägt mit nur 33 Dollar (rund 23 Euro) zu Buche. Drei Prototypen sind seit vergangenem Mai auf Probeflug mit der Internationalen Raumstation ISS.

Rückmeldung per Radio

Das Seitenmaß eines Sprite beträgt lediglich 3,8 Zentimeter, auf die Waage bring es lediglich zehn Gramm. Sieben kleine Solarzellen erzeugen die Energie für einen Mikroprozessor, der einen Sender, eine Antenne und einen Verstärker steuert. Ist genug Sonnenenergie gesammelt, wird ein eigener Schaltkreis aktiv und der Weltallwinzling gibt ein kurzes Funksignal ab. Dieses wird auf der Erde aufgefangen und informiert das Kommandozentrum darüber, dass Sprite noch intakt ist.

Die Pause zwischen den einzelnen Meldungen lässt zudem die Berechnung des Winkels zu, in dem die Sonne auf den Raumflugkörper scheint. Je steiler dieser ist, desto länger dauert der Ladeprozess und desto später erfolgt das nächste Lebenszeichen. Diese Technik dient vorerst nur als Proof-of-Concept. Die Forscher erhoffen sich dadurch einen ersten Schritt in Richtung dezentralisierter Weltraumerkundung.

3D-Weltraumwetter

Zukünftige Sprites sollen dank des Einsatzes von Semikonduktoren und kleinen Energiespeichern auch komplexere Aufgaben bewältigen können. Geplant ist, die fliegenden Elektronikzwrege mit Spektrometern auszurüsten, um anhand des von Sternen und Planeten abgestrahlten Lichts Aufschlüsse über deren chemische Beschaffenheit zu erhalten. Ein gewichtsempfindlicher Sensor wiederum könnte die Wucht einschlagender Partikel aus dem All erfassen. Auch die Messung der Umgebungschemie ist denkbar, selbiges gilt für die Befestigung kleiner Digitalkameras.

Eine derart ausgerüstete Flotte von tausenden Sprites ließe Forschungsprojekte zu, die mit herkömmlichen Satelliten nicht durchführbar wären, schreibt Peck in einem Artikel für das Onlinemagazin Spectrum http://spectrum.ieee.org des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Er umschreibt dabei die Idee, Sprites im Orbit zirkulieren zu lassen, die dann ein Signal abgeben, wenn das lokale Magnetfeld oder die Anzahl geladener Partikel, die auf die Raumschiffe aufprallen, ein gewisses Limit überschreiten. Jeder einzelne Flugkörper dient dabei als Punkt in einer Datenmaske, deren Gesamtbild 3D-Abbildungen des „Weltraumwetters“ ermöglichen würde, so Peck.

Sparsamer Antrieb

Um im All vorwärts zu kommen, nutzen die Sprites jene Kräfte, denen auch im Weltraum umherfliegende Partikel ausgesetzt sind. Etwa die Gravitationskräfte der Planeten oder der Radiationsdruck der Sonne, der sich aus dem Momentum der abgebenen Photonen ergibt, welches beim Aufschlag auf Oberflächen übertragen wird. Dieses Antriebs hat sich auch schon das „Messenger“-Raumschiff der NASA bedient, das seit letztem März auf Forschungsmission um den Merkur kreist.