KSat Stuttgart e.V.

 ESMO, der European Student Moon Orbiter, war die dritte Mission im SSETI-Programm. Angedacht war sie schon seit der Gründung des Programms, aber erst nach umfangreicher Arbeit an Express und ESEO haben Anfang 2005 noch als rein studentische Initiative die konkreten Planungen begonnen, die im Abschluss der Machbarkeitsstudie im Dezember 2007 ihren ersten Höhepunkt fanden. Seitdem unterstützt das ESA Education Office das Projekt auch offiziell, seit Herbst 2009 ist auch das Budget bis zum Start fest eingeplant.
ESMO soll ein Satellit der ASAP5-Klasse "Mini" sein, also eine Masse von bis ca. 200 - 250 kg haben, fast viermal so viel wie Express und doppelt so viel wie ESEO.

Der Flug zum Mond stellt für ein Studentenprojekt ein sehr ehrgeiziges Ziel dar, da die einzelnen Systeme zum einen eine sehr hohe Zuverlässigkeit aufweisen müssen, zum anderen aufgrund der hohen Komplexität des Gesamtsystems die Konstruktion und Fertigung deutlich schwieriger wird als bei ESEO oder Express.

 

Auch bei ESMO wird das Propulsion-Team Stuttgart wieder für den Antrieb verantwortlich sein und damit für ein wichtiges und umfangreiches Subsystem dieses Satelliten.


Vor allem in der ersten Projektphase vor Beginn der offiziellen Unterstützung durch die ESA haben wir dabei verschiedenste Antriebskonzepte untersucht, die uns zum Mond bringen könnten:
ein elektrisch geheiztes Wasserdampftriebwerk ("Resistojet"), neuartige Bipropellant-Antriebe mit ungiftigen "grünen" Treibstoffen und Feststoffantriebe mit Kaltgasunterstützung, die für längere Zeit favorisierten Optionen eines Hybridtriebwerks mit ungefährlichem Lachgas als Oxidant und nur leicht modifiziertem Kerzenwachs (Paraffin) als Treibstoff sowie eines High-Tech-Ionentriebwerks in Kooperation mit einer Universität.
Letztendlich wurden vier chemische Hydrazin-Bipropellant-Triebwerke ausgewählt, das wir von der ESA gestellt bekommen sollten (R6 flight spare vom ATV). Ein zweites Propulsion-Team aus Italien ist für diesen Hauptantrieb (Orbit Control System OCS) zuständig, während wir unsere Erfahrungen mit Express und ESEO bei der Kaltgas-Tankbedruckung und Lageregelung nutzen konnten.

 

 

ESMO-Chronik

Anfang 2005 begann aus Eigenitiative der SSETI Association die Arbeit an dem bei Gründung des Projekts ins Auge gefassten Langzeitziels Mondmission. Das Propulsion Team aus Stuttgart war von Anfang an dabei und besetzte damit eine der wichtigsten Rollen in dieser Phase, da der Antrieb das kritischste und komplexeste System eines Mondsatelliten ist. Nach dem ersten ESMO-Workshop, der an der Universität Zaragoza stattfand, wurde unser Team im Herbst 2005 stark erweitert. Im März 2006 fiel die Entscheidung der ESA, die Phase-A Studie (Machbarkeitsstudie) für ESMO mit einem im Education Office angesiedelten Projektleiter, der Hilfe weiterer Experten sowie der Ausrichtung von mehreren Workshops zu unterstützen.
Dabei sollten möglichst viele Teams eingebunden werden, bis August 2006 lief daher ein Call for Proposals, bei dem sich neue studentische Teams für freie und auch für schon besetzte Subsysteme bewerben konnten; manche Teams wurden dadurch doppelt besetzt.
Bis Sommer 2007 lief die Hauptphase der Machbarkeitsstudie; für uns hieß das vor allem die Untersuchung der oben erwähnten Antriebskonzepte, aber auch andere Subsysteme und die Nutzlasten wurden entworfen und ausgewählt.
Im September 2007 fiel die Entscheidung für die chemische Antriebsvariante, der endgültige Systementwurf konnte begonnen werden. Die Dokumentation wurde für das Phase A Review vorbereitet.
Im Dezember 2007 fand das Preliminary Requirements Review als Abschluss der Phase A statt. ESA-Experten prüften dabei unsere Arbeit und befanden sie für gut. Wir haben das Review bestanden, nach Abschluss einiger letzter Korrekturen konnte Phase B beginnen.
Im Jahr 2009 beschloss die ESA, das Projektmanagement an die im Kleinsatellitenbau sehr erfahrene englische Firma Surrey Satellite Technologie Ltd (SSTL) abzugeben, was die Arbeit weiter professionalisieren sollte. Ein Budget für die Entwicklung, den Bau und den Start stand zur Verfügung, allerdings mussten die einzelnen Teams den Bau und Test ihrer Subsysteme weiterhin selbst finanzieren.

Im Frühjar 2011 bestand unser Team erfolgreich das PDR der ESA (Preliminary Design Review, Abschluss Phase B). Aus Gewichtsgründen mussten jedoch umfangreiche Modifikationen am ganzen Satelliten durchgeführt werden was die Kosten erheblich erhöhte. Aufgrund dieser Kostensteigerung stoppte die ESA das Projekt im Jahr 2012 komplett.

Die Erkenntnisse aus unserer Arbeit an dem Lageregelungssystem stellten wir im Rahmen der Space Propulsion Conference 2012 vor, da es ein sehr einfaches und günstiges Lageregelungssystem darstellt.



Die NASA hat mittlerweile eine ganz ähnliche Mission geplant: den American Student Moon Orbiter (ASMO).

 

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