Erste Austro-Minisatelliten seit zehn Jahren im All

Am 25. Februar 2013 schickte Österreich seine ersten beiden Kleinsatelliten TUGSAT-1 und UniBRITE auf ihre Reise. Die etwa je rund sieben Kilogramm schweren Nanosatelliten in Größe einer Mineralwasserflasche sammeln in rund 800 Kilometern Höhe Daten über Helligkeitsschwankungen massiver, sehr heller Sterne - etwa in Sternenfeldern wie Orion, Centaurus oder Perseus. Damit wollen Astronomen Theorien über Aufbau, chemische Zusammensetzung und Entwicklung der Sterne und der Entstehung des Universums verbessern.

TUGSAT-1 wurde an der TU Graz unter der Leitung von Otto Koudelka, dem mittlerweile emeritierten Leiter für Kommunikationsnetze und Satellitenkommunikation, entwickelt und gebaut. Damals war Manuela Wenger mit im Projektteam (noch mit dem Namen Unterberger). Unter ihrer Leitung soll noch in diesem Sommer die jüngste österreichische Minisatelliten-Generation unter dem Namen "PRETTY" den Weg ins All antreten. Dabei handelt es sich um den mittlerweile dritten Austro-Satelliten, den die TU Graz gebaut und getestet hat.

An der Universität Wien, die federführend für UniBRITE verantwortlich zeichnet, war der heute pensionierte Werner W. Weiss vom Institut für Astrophysik als Projektleiter tätig. Dass ein Teil der BRITE-Satelliten immer noch genutzt werden kann, sei angesichts der Überschreitung der Garantiezeit "sehr beachtlich", erklärte Weiss anlässlich des Jubiläums. Mittlerweile befinde sich UniBRITE jedoch nicht mehr im astrophysikalischen Forschungseinsatz. Aufgrund technischer Probleme sei eine gezielte Ausrichtung auf bestimmte Himmelsbereiche nicht mehr möglich. Seitens der TU Graz werde aber auch UniBRITE noch weiter betreut, um die Abnutzung von Satelliten-Komponenten im All mitzuverfolgen.

Während große Weltraumteleskope sehr weit in den Weltraum blicken und sehr lichtschwache Objekte aufnehmen, schaut TUGSAT-1 nun seit zehn Jahren mit seinem 17 Zentimeter großen Teleskop auf nahe gelegene, massereiche Sterne. Aufgrund ihrer Helligkeit würden Weltraumteleskope wie Hubble oder James-Webb von ihnen nur überbelichtete Bilder liefern. Eine der wenigen Möglichkeiten, um mehr über die Entwicklungsgeschichte und Struktur massereicher Sterne zu erfahren, ist die Beobachtung ihrer Schwingungen, oder Pulsationen, wie es die Experten nennen. Diese schlagen sich optisch in Helligkeitsschwankungen nieder: Vergleichbar mit Beben auf der Erde können sogenannte Sternenbeben beobachtet werden. Dieses unterschiedlich ausgeprägte Schwingen der Sterne erlaubt Rückschlüsse auf deren Innenleben.

Die "BRITE-Constellation" beobachtet diese Schwankungen, die sich in der Größenordnung von einem Millionstel oder noch weniger der Gesamthelligkeit der Sterne bewegen, gleichzeitig in zwei unterschiedlichen Farbspektren. Aufgrund der Mehrfarbenoption können geometrische und thermische Effekte in der Analyse der beobachteten Phänomene getrennt werden. Das Missions-Kontrollzentrum befindet sich in Graz. Von den einst fünf aktiven Satelliten der Konstellation sind heute noch drei im aktiven Einsatz.

Laut Wenger brachten die gesammelten Daten spannende Erkenntnisse: "Wir haben beispielsweise vorher nicht gewusst, dass Orion einige sogenannte Herzschlagfrequenzen hat. 2017 haben wir mit dem BRITE-Satellitenverbund dann auch den Ausbruch einer Nova beobachtet, vom Aufbau bis zur Explosion. Das war ein sehr spannender Moment, da die Daten gezeigt haben, so entwickelt sich eine Nova", schilderte Wenger. Bis zum Jahr 2022 wurden 225 Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften sowie Tagungsberichte auf der Basis von Daten aus dem BRITE-Verbund veröffentlicht, erklärte Weiss.

Obwohl der Datenfundus auch in Zukunft für weitere Publikationen genutzt werden wird, ist laut TU Graz die "Pensionierung" des TUGSAT-1-Satelliten nicht mehr fern, denn nach zehn Jahren im All mache sich das Alter mittlerweile doch bemerkbar: Die Leistung der Batterien werde geringer, und wenn im Winter weniger Sonnenenergie zur Verfügung steht, muss der Satellit kurzzeitig heruntergefahren werden. Die Weltraumstrahlung habe zudem der Bildaufnahmetechnik zugesetzt, weshalb sich die Beobachtung auf lichtintensive Sterne beschränkt. Dennoch hofft Wenger, dass TUGSAT-1 noch zwei weitere Jahre Daten liefert - auch wenn ihr Einsatz dafür aufgrund der ausgelaufenen Finanzierung finanziell nicht mehr abgegolten werden kann. Insgesamt wurden mehr als sechs Millionen Euro in den Aufbau und Betrieb der "BRITE-Constellation" investiert.

Auch wenn TUGSAT-1 in absehbarer Zeit abgeschaltet wird, wird er nicht so schnell aus der Erdumlaufbahn verschwinden: Er hat keinen eigenen Antrieb und in seinem Orbit ist die Atmosphäre so dünn, dass er kaum gebremst wird. Vonseiten der TU Graz rechnet man mit einem Verbleib in der Erdumlaufbahn von mehr als 100 Jahren.