Software hilft Satelliten Treibstoff sparen
Eine neue Methode ermöglicht Wissenschaftlern der Purdue University die exakte Bestimmung des Tankinhalts bei Kommunikations-Satelliten.
Ein Computerprogramm, das ursprünglich für die mathematische Beschreibung von Seifenblasenformen entwickelt wurde, haben Wissenschaftler an der Purdue University in Indiana (USA) nun so modifiziert, dass es den Treibstoffvorrat von Satelliten errechnet. Betreibern von Kommunikations-Satelliten könnten damit Millionen Dollar einsparen. Das Programm benutzt Hardware, die sich standardmäßig in jedem Satelliten befindet und kann daher auch bei künstlichen Himmelskörpern eingesetzt werden, die bereits im Orbit sind.
Bei einem Satelliten ist es durch die fehlende Schwerkraft schwierig, den Tankinhalt zu überwachen. Normalerweise berechnen die Wissenschaftler die noch verbliebene Treibstoffmenge indem sie den bisherigen Verbrauch vom ursprünglichen Tankinhalt abziehen. Da bekannt ist, wie viel jeder Triebwerksstoß an Treibstoff verbraucht, läßt sich so der noch verbleibende Tankinhalt bestimmen. Eine andere Methode errechnet die Restmenge anhand der Temperatur und des Drucks im Tank.
Das neue Modell beruht auf der Tatsache, dass die mit Treibstoff gefüllten Bereiche des Tanks im Vergleich zu treibstoffarmen Bereichen länger brauchen, um sich zu erhitzen. "Das funktioniert ähnlich wie bei einem Wassertopf" erklärt Steven Collicott, Raumfahrt-Professor und Mitentwickler des Modells an der Purdue-Universität. "Je weniger Wasser sich in ihm befindet, umso schneller erhitzt es sich". Das Programm benutzt für die Berechnung des Tankinhalts Temperaturdaten, die ohnehin ständig an kleinen Frostschutz-Öfen im Satelliten gemessen werden. Zusätzlich ermitteln Sensoren die Temperatur außerhalb des Tanks. Die so erhobenen Daten lassen sich in ein dreidimensionales Bild umwandeln, das genau zeigt, wo im Tank sich der meiste Treibstoff befindet und zur Berechnung der noch verbliebenen Treibstoffmenge dient.
"Treibstoff mit dem Satelliten nach oben zu schießen ist so extrem teuer, dass man alles tut, um diesen so effizient wie möglich zu nutzen", sagt Collicott. Durch eine genauere Bestimmung des Tankinhalts könnten die Betreiberfirmen die Verweildauer eines Satelliten im Orbit optimieren. Mit weitere Erkenntnissen über das Verhalten von Treibstoff in der Schwerelosigkeit wird die Genauigkeit der Berechnungen noch steigern lassen. In Zukunft wird es somit möglich, das Design der Satelliten-Tanks so zu verbessern, dass sich die Bewegungen des Treibstoffs im Tank kontrollieren lassen. Das würde wiederum den Treibstoffverbrauch reduzieren, denn ein nicht richtig ausbalancierter Satellit muss immer wieder durch Triebwerksstöße unter Kontrolle gebracht werden.(Andreas Grote) / (dwi)
