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TU Berlin

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S-Net

S-Net – S-Band Netzwerk für kooperative Nanosatelliten
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 Im Vorhaben S-Net sollen die methodischen, theoretischen und technischen Grundlagen für eine zuverlässige, moderne Intersatelliten-Kommunikation in autonomen verteilten Satellitensystemen untersucht und demonstriert werden. Anwendungen, für die im Rahmen der beantragten Forschungsinitiative neuartige Lösungen im Bereich der Kommunikation geschaffen werden und die potentiell von einer Schwarmformation profitieren können, sind u.a. Umwelt- und Klimaforschung, globale Frühwarnsysteme, Katastrophenmonitoring und -management, Verkehrsüberwachung, Tiefraumerkundung aber auch On-Orbit Servicing und planetare Robotik.

Das Experiment im Weltraum beinhaltet Tests des neu-entwickelten Funktransceivers zur Inter-Satellitenkommunikation SLink. Das bisher gesammelte theoretische Wissen sowie die aus der experimentellen Erprobung der SLink-Gerätetechnik am Boden gewonnenen Erkenntnisse sollen im Rahmen orbitaler Experimente wesentlich erweitert werden. Vier Funktransceiver werden auf vier niedrig fliegenden Satelliten aus der 10 kg-Klasse (Nanosatellite) integriert. Die vier Nanosatelliten bilden ein Kommunikationsnetz im S-Band.

S-NET
Parameter
Value
Mission Objectives
S-band inter satellite communication with nanosatellites
Number of Satellites
4
Orbit Height
< 650 km circular
Launch Date
Q4 2017 (tbc)
Design Lifetime
1 year
Mass
< 8.5 kg
Volume
240 x 240 x 240 mm³
Communication
UHF (satellite bus)
S-band (payload)
Attitude Control
Thre axis stabilization using MEMS sensors and magnetic torquers (momentum wheel optional)
Payload
S-band transceiver (SLINK) for ISL and up/downlink Laser reflector for high precision measurement Optical camera

Die gewonnenen wissenschaftlichen Daten beschreiben zum einen das Langzeitverhalten der hochintegrierten Kommunikationsnutzlast im Orbit. Zum anderen werden wertvolle Erkenntnisse über das Verhalten eines Kommunikationsnetzes im Weltraum gesammelt. Es gilt spezielle, für den Weltraumeinsatz geeignete Kommunikationsprotokolle zu entwickeln und diese Protokolle in Simulationsversuchen und im Weltraumeinsatz zu prüfen.

Veröffentlichungen

System Design of an S-Band Network of Distributed Nanosatellites
Zitatschlüssel Yoon.2013.DLRK.SNET
Autor Yoon, Zizung; Frese, Walter; Bukmaier, Alexander; Briess, Klaus
Jahr 2013
ISSN 1868-2502
DOI 10.1007/s12567-013-0058-1
Journal CEAS Space Journal
Jahrgang 6
Nummer 1
Monat March
Verlag Springer
Zusammenfassung The paper presents the mission and system design of the S-Net mission, which consists of four nanosatellites to demonstrate intersatellite communication in S-band. The goal is to demonstrate multipoint to multipoint communication with high data rates and optimized communication protocols to push further the technological boundary of nanosatellites. To overcome the cross-communication limitations of a nanosatellite, the Technical University of Berlin developed an S-band (2.0-2.3 GHz) transceiver with 100 kbps crosslink and 1 Mbps downlink capability suitable for nanosatellites. Modern transmission techniques such as Adaptive Modulation and Coding (AMC) with Turbo and convolutional coding and up to APSK8 were implemented and tested on ground. The transceiver accommodates the physical layer and data link layer while the satellite controller is responsible for the network layer. Each nanosatellite will be equipped with the above mentioned S-band transceiver. Hence a mission analysis as well as the design overview of the space segment and ground segment will be described. Different network architecture and corresponding routing algorithm will be demonstrated and verified within the mission.
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