Physik Astronomie

Uni-Satellit SONATE-2: Ein Jahr Im All Entdeckt

Der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 im Reinraumlabor mit ausgeklappten Solarpaneelen.

Der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 im Reinraumlabor mit ausgeklappten Solarpaneelen. Image Credit: Hakan Kayal, Universität Würzburg

Vor einem Jahr wurde der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 in den Orbit geschossen. Nun hat er alle Missionsziele erreicht – unter anderem gelang es, im Orbit eine Künstliche Intelligenz direkt an Bord zu trainieren. Wie es mit dem Satelliten jetzt weitergeht.

Am 4. März 2024 startete SONATE-2, ein Kleinsatellit der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), mit einer Rakete in den Weltraum. Das Team von Hakan Kayal, Leiter der Professur für Raumfahrttechnik, hatte den etwa schuhkartongroßen Satelliten in dreijähriger Arbeit entwickelt und gebaut. Schon kurz nach dem Auswurf des Satelliten über Madagaskar glückte im Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus die erste Kontaktaufnahme.

Ein Ziel der Würzburger Weltraummission war es zu zeigen, dass das Training einer KI autonom an Bord des Satelliten möglich ist. SONATE-2 sollte lernen, selbstständig Anomalien auf der Erdoberfläche zu erkennen und zu fotografieren – ein wichtiger Schritt hin zu einer erhöhten Autonomie von Kleinsatelliten.

Training neuronaler Netzwerke im Orbit ist geglückt

Nach einem Jahr im All ist das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Projekt nun offiziell beendet. „Alle Missionsziele wurden erreicht“, freut sich Projektleiter Dr. Oleksii Balagurin. Unter anderem demonstrierte das JMU-Team, dass auf dem Kleinsatelliten das eigenständige Training neuronaler Netzwerke im Orbit funktioniert.

Als Zielregion für die Erkennung von Anomalien war die Sahara ausgewählt worden. Der Satellit machte zunächst 270 Fotos und speicherte sie in zwei Datensätzen mit 90 und 180 Bildern. Danach wurden zwei KI-Modelle trainiert und mit jedem eine Anomaliedetektion durchgeführt. Dabei erkannte SONATE-2 sicher Objekte, die in einer Wüste normalerweise nicht vorkommen, etwa den Nil und die angrenzende grüne Region.

„In der Zukunft können diese Methoden eingesetzt werden, um bei interplanetaren Missionen interessante Features autonom zu erkennen, etwa auf unbekannten Planeten oder Himmelskörpern“, sagt Professor Kayal.

Satellit ist weiterhin voll funktionsfähig

Der Würzburg Uni-Satellit SONATE-2 hat den Nil und sein Mündungsdelta autonom als Anomalien in der Sahara erkannt. Image Credit: SONATE-2, Universität Würzburg

Neben der primären KI-Nutzlast befinden sich auf SONATE-2 drei weitere Nutzlasten, die ebenfalls erfolgreich getestet wurden: der Mehrkopf-Miniatursternsensor MultiView, ein Pulsed-Plasma-Triebwerk sowie eine Amateurfunk-Nutzlast, die Funkamateuren weltweit zwei Amateurfunkdienste anbietet.

SONATE-2 ist weiterhin voll funktionsfähig. Der Kleinsatellit wird im Team von Hakan Kayal in reduziertem Umfang weiterbetrieben. Er steht nun zum Beispiel für die praktische Ausbildung von Studierenden der Luft- und Raumfahrtinformatik zur Verfügung. Unterstützt wird das JMU-Team dabei vom studentischen Würzburger Verein WüSpace.

Mit Hilfe von Softwareuploads sind theoretisch weitere Experimente an Bord möglich. Das allerdings geht nur noch für eine begrenzte Zeit: SONATE-2 verliert beim Umlauf um die Erde naturgemäß stetig an Höhe. „Wir schätzen, dass unser Satellit noch eineinhalb Jahre funktioniert und dann beim Eintritt in die Erdatmosphäre vollständig verglüht“, so Hakan Kayal.

Contact for scientific information
Prof. Dr. Hakan Kayal
Professur für Raumfahrttechnik
Institut für Informatik
Universität Würzburg
T +49 931 31-86649
hakan.kayal@uni-wuerzburg.de

Original publication
O. Balagurin, T. Greiner, T. Herbst, T. Kaiser, H. Kayal, J. Männel, A. Maurer, T. Neumann, C. Riegler, T. Schwarz
Fachzeitschrift: German Aerospace Society
Titel des Artikels:
Erste Flugergebnisse der Satellitenmission SONATE-2
Veröffentlichungsdatum des Artikels: 20.11.2024
DOI:
https://doi.org/10.25967/630218

More information
https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/raumfahrttechnik/projekte/aktive/sonate-… Mission SONATE-2
https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/raumfahrttechnik/aktuelles/single/news/d… Space Day at the University of Würzburg, Friday, March 28, 2025

Presse
Robert Emmerich
Redakteur
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Source: IDW

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