The PÄYLOAD-2.0

Überblick:

Größe: 1/4-U (100x100x25 mm)

Komponenten: CorePCB, AMU, S-Band Antenne

Antenne: 8 dBi Gain, LHC polarisiert, 2.45 GHz

Zweck: Technologiedemonstrator, In-Orbit-Validierung, Strahlungsmessung

Projektbeschreibung

Im Rahmen der SOURCE-2 Mission des KSat e.V. und Insitut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart (IRS)  entwickelt der SeeSat e.V. eine Payload zur In-Orbit-Validierung neuer Technologien: The PÄYLOAD-2.0. Diese umfasst eine eigens gefertigte S-Band Antenne, die zentrale Recheneinheit der ERWIN-Mission sowie Experimente zu neu entwickelten Software-Algorithmen und zur Messung von Strahlungseinflüssen im Low Earth Orbit. Ziel der Mission ist es, anwendungsnahe Technologien unter realen Weltraumbedingungen zu erproben und zu validieren.

Ein zentraler Bestandteil der Payload ist das CorePCB, eine leistungsfähige Recheneinheit auf Basis der Xilinx Ultrascale+ MP-SoC Plattform, die als standardisierte Rechenplattform für zukünftige Missionen des SeeSat e.V. dienen soll. Durch die In-Orbit-Validierung werden die Stromversorgung, die Speicherarchitektur sowie die High-Speed-Interfaces unter realen Bedingungen getestet.

Eine weitere Schlüsselkomponente ist die vom SeeSat e.V. selber entwickelte und in Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen gefertigte S-Band Antenne, die als Kommunikations-Backbone der Payloads innerhalb der SOURCE-2 Mission fungiert. Die Antenne wird im Rahmen der Kooperation nach den relevanten ECSS-Standards zertifiziert, was einen bedeutenden Schritt zur Schaffung einer verlässlichen und kostengünstigen Kommunikationslösung für studentische Raumfahrtmissionen darstellt.

Zusätzlich wird ein vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelter Algorithmus getestet, der in Echtzeit Single Event Effects (SEEs) in Speichern detektiert und korrigiert. Zusammen mit der Untersuchung von Strahleneffekten auf einzelne Bits in dynamischen und statischen Speichern kann für zukünftige Missionen eine wissenschaftlich fundierte „minimum Spec“ für Fehler-korrigierende Verfahren (bspw. CRC) entworfen werden.

Ergänzend dazu erfasst eine Ambient Monitoring Unit (AMU) die Strahlendosis und führt eine differenzierte Gammaspektroskopie durch, um die Strahlenverhältnisse im Low Earth Orbit präziser zu dokumentieren. Diese Daten dienen dazu, die Notwendigkeit strahlenharter Komponenten besser abzuwägen und wirtschaftlich sinnvolle Lösungen für zukünftige Raumfahrtmissionen zu entwickeln.

Durch die gewonnenen Erkenntnisse können zukünftig fundierte Designentscheidungen für Hard- und Software getroffen und die Zuverlässigkeit von Raumfahrtsystemen weiter verbessert werden. Besonders die Zertifizierung der S-Band Antenne nach ECSS-Standards könnte SeeSat e.V. erstmals Space Flight Heritage nachweisen und damit eine solide, kosteneffiziente Alternative zu kommerziellen Lösungen für andere studentische Raumfahrtvereine bieten.

Timeline

Phase 0: April 2024 - Dezember 2024

Mission Analysis and Needs Identification

Phase A: Januar 2025 - Juli 2025

Preliminary Requirement Definition, Rough System Architecutre

Phase B: August 2025 - März 2026

Preliminary Design, Detailed System Architecture

Phase C: April 2026 - Dezember 2026

Detailed Requirement Definition, First Engineering Model

Phase D: Januar 2027 - Oktober 2027

Qualification and Testing Process, Flight Model, Integration into Satellite

Phase E: Ab Launch

Radiation Measurement, S-Band Communication, In-Orbit-Validation

Phase F: 2030

Disposal

Team

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Max Julius Bode

Projektkoordination, IOV Power

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Marian Keller

AMU

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Stefan Wertheimer

IOV Memory

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Pascal Fiedler

IOV Memory

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Hannah Feiler

S-Band Antenne

Partner