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Zwischen den Himmelskörpern: Die TU Graz im Weltraum

26.01.2016 | Banner FoE Information, Communication & Computing | Planet research | FoE Information, Communication & Computing

Von Susanne Eigner

Vom ersten Österreicher im All über den „Ferrari des Weltraums“ bis zu den Eismonden des Jupiters: Die TU Graz ist seit Jahren fixer Bestandteil der internationalen Weltraumforschung.

Fliegendes Weltraum-Labor: Der ESA-Satellit OPS-SAT soll 2017 ins All starten. Die TU Graz ist hauptverantwortlich für die erste Nanosatellitenmission der ESA.

4. Oktober 1991, die klassisch österreichische Art: Die Wiener Philharmoniker spielen den Donauwalzer von Johann Strauß, als Franz Viehböck, der erste und bislang einzige österreichische Kosmonaut im Weltraum, in die sowjetische Raumstation „Mir“ einschwebt. Willi Boskovsky, der langjährige Konzertmeister der Wiener Philharmoniker, wäre bestimmt ganz besonders stolz auf seinen Neffen gewesen. Nein, nicht auf Franz Viehböck. Auf Willibald Riedler. Auf den Mann, der die wissenschaftliche Gesamtverantwortung für die österreichisch-sowjetischen Mission hatte und sich damit die Bezeichnung „Weltraumpapst“ eingehandelt hat. Ein Beiname, den er übrigens gar nicht gern hört. Lieber wird er „Weltraumprofessor“ genannt.

AUSTROMIR: der erste Österreicher im Weltraum

Schon als Kleinkind fasziniert vom Mond, ist der Nachrichtentechniker Willibald Riedler heute untrennbar mit der österreichischen Weltraumforschung verbunden. Nach seinem Studium in Wien und Forschungsjahren im schwedischen Kiruna nahm er 1968 den Ruf an die TU Graz an – nur ein Jahr später hob auf seine Initiative das erste österreichische Messgerät an Bord einer Forschungsrakete in den Weltraum ab. Die ersten Spuren der TU Graz in den unendlichen Weiten. In der Folge gelang es Riedler immer wieder, österreichische Messgeräte an Bord europäischer, amerikanischer, russischer und chinesicher Satelliten in den interplanetaren Raum zu entsenden. Das blieb international nicht unbemerkt: Er wurde zum wissenschaftlichen Leiter der Mission AUSTROMIR bestellt, ein sowjetisch-österreichisches Projekt, in dessen Rahmen der österreichische Kosmonaut Franz Viehböck 1991 eine Woche in der russischen Raumstation Mir verbrachte und die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper erforschte.

GOCE: der Ferrari unter den Satelliten

Willibald Riedler war in den 1970ern Rektor der TU Graz, außerdem Direktor des Instituts für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, Leiter des Instituts für Angewandte Systemtechnik von Joanneum Research – und ist bis heute Mentor und Inspiration für viele Nachwuchsforscherinnen und -forscher. Ein weiterer, ehemaliger Rektor der TU Graz ist in der internationalen Weltraumforschung weit bekannt: Hans Sünkel. Und das nicht nur, weil 1992 ein Asteroid nach ihm benannt wurde. Die erfolgreiche ESA-Mission GOCE trägt auch die Handschrift des Geodäten, der von 2003 bis 2011 das Amt des Rektors der TU Graz bekleidete. Wegen seiner für Satelliten ungewöhnlich eleganten, aerodynamischen Form wurde der Forschungssatellit GOCE auch „Ferrari des Weltraums“ genannt. Über vier Jahre hat der Erkundungssatellit hochpräzise Daten über das Gravitationsfeld der Erde gesammelt, bevor er 2013 beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zum Großteil verglühte. Hans Sünkel brachte diese Vorzeigemission als Leiter des Instituts für Theoretische Geodäsie mit auf Schiene und leitete – bereits als Rektor der TU Graz – auch das europäische GOCE-Konsortium.

TUGSAT-1: der erste rot-weiß-rote Satellit

Auf jedes Ende folgt wieder ein Anfang: Das Jahr, in dem GOCE seine Mission beendete und seine Überreste über dem südlichen Atlantik verglühten, war auch das Jahr einer österreichischen Premiere. Mit TUGSAT-1 startete im Februar 2013 der erste rot-weiß-roter Satellit in den Orbit. Gebaut und getestet wurde der etwa sieben Kilo schwere Nanosatellit von einer Gruppe rund um Otto Koudelka am Institut für Kommunikationsnetze und Satellitenkommunikation der TU Graz mit dem Ziel, als Teil einer Nanosatelliten-Flotte Daten über Helligkeitsschwankungen besonders massereicher, heller Sterne zu sammeln. Zwei Jahre lang sollte der Satellit in rund 800 Kilometern Höhe seinen Dienst tun – eine Mindestlebensdauer, die TUGSAT-1 längst überschritten hat. Auch heute noch sendet er bei jedem Flug über Europa wertvolle Daten an die Bodenstation am Campus Inffeldgasse der TU Graz. Was TUGSAT-1 so besonders macht ist die intensive Mitarbeit des wissenschaftlichen Nachwuchses: Studierende waren und sind nach wie vor in alle Phasen des Projekts unmittelbar eingebunden und spielen auch im Management des komplexen Weltraumprojekts eine unverzichtbare Rolle.  Otto Koudelka und sein Team hält der Nanosatellit nach wie vor auf Trab: Nach intensiven Bau- und Testphasen – in speziellen Vakuum- und Thermalkammern, am Schütteltisch und im Reinraum – und der Logistik rund um den Satellitenstart stehen heute der Betrieb von Satellit und Bodenstation und die laufende Sammlung und Auswertung der Daten im Vordergrund. Ein kleiner Würfel, mit dem sich Österreich in die Riege der Weltraumnationen katapultierte.

OPS-SAT: ein Labor im Weltraum

Der große Erfolg von TUGSAT-1 ist bestimmt mit ein Grund, warum die ESA 2015 ein weiteres hochkarätiges Nanosatellitenprojekt in die Hände von Otto Koudelka und seinem Team an der TU Graz legte. OPS-SAT soll ab 2017 als eine Art Mini-Labor im All dabei helfen, neue Weltraumtechnologien zu entwickeln und zu testen. Derzeit herrschen im Satellitengeschäft Kommunikationsstandards aus den 1980er und 1990er Jahren. Die Prozessoren in der Weltraumtechnik liegen einige Generationen hinter ihren am Boden eingesetzten Pendents. Die in die Jahre gekommenen Technologien haben aber auch ihre Daseinsberechtigung: Aus Gründen der Zuverlässigkeit setzt die ESA ebenso wie andere Weltraumorganisationen auf Bewährtes und geht damit sozusagen auf Nummer sicher. OPS-SAT soll In-Orbit Tests von Weltraumsoftware ermöglichen und unter Federführung der TU Graz neue operationelle Konzepte der ESA im Flug validieren. Das Ziel der Mission ist es, neue leistungsfähige Prozessoren, Funkempfänger und Weltraum-Software unter realen Weltraumbedingungen risikoarm zu testen. Eine zur Erde gerichtete Kamera ist ebenfalls mit an Bord, außerdem steht die erste Datenübertragung eines Nanosatelliten via Licht am Plan, und zwar zwischen OPS-SAT und dem Observatorium Lustbühel in Graz. Wie bei TUGSAT-1 sind auch hier Nachwuchsforscherinnen und -forscher stark in alle Projektbereiche eingebunden.

JUICE: Mission zu den Jupiter-Eismonden

Im Herbst 2015 folgte der nächste Weltraum-Hit für die TU Graz: Als Partnerin der ESA-Mission JUICE ist sie beteiligt an einer Erkundungstour ins äußerste Sonnensystem – zu Europa, Ganymed und Kallisto, den drei Eismonden des Jupiter. Unter eisigen Oberflächen der Jupitermonde werden riesige Ozeane aus Wasser vermutet. Elf wissenschaftliche Messinstrumente werden für diese Mission weltweit entwickelt. Gemeinsam mit dem Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften zeichnet ein Team rund um Roland Lammegger vom Institut für Experimentalphysik der TU Graz für das neuartige Quanteninterferenz-Magnetometer an Bord von JUICE verantwortlich. Die Gruppe der TU Graz entwickelt die optische Sensorik des Magnetometers, das IWF steuert die weltraumtaugliche Elektronik bei. Mit der Magnetfeldmessung können die Forscherinnen und Forscher sprichwörtlich in die Monde hineinschauen: Wo elektrische Ströme fließen, zeichnen sich Magnetfelder ab – vorausgesetzt, es gibt elektrisch leitende Schichten, wie zum Beispiel Wasser. Die Leitfähigkeit der Schichten gibt wiederum Rückschluss auf den inneren Aufbau der Himmelskörper. Etwa acht Jahre nach dem Start vom Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana wird die JUICE-Sonde 2030 den Gasriesen Jupiter erreichen. ESA-intern hat die JUICE-Mission denselben Stellenwert wie die erfolgreiche Rosetta-Mission. Und TU Graz-intern bedeutet jede Weltraummission, an der die Menschen der TU Graz beteiligt sind, wahre Sternstunden und ist der Beweis, dass der Griff zu den Sternen auch aus der Steiermark möglich ist.

Die Weltraumforschung an der TU Graz ist größtenteils im Field of ExpertiseInformation, Communication & Computing“ verankert.

Kontakt

Susanne EIGNER
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