Satelliten lernen treibstoffloses Bewegen: neue Magnettechnologie

Ingenieure der University of Kentucky haben eine Technologie demonstriert, die es zukünftigen Satelliten ermöglichen könnte, ihre präzise relative Position ohne Triebwerke oder Treibstoffverbrauch beizubehalten. In einem Laborexperiment hielten drei Geräte ihre Formation, indem sie ausschließlich über Magnetfelder interagierten. Diese von der NASA und der U.S. National Science Foundation unterstützte Forschung wird voraussichtlich in der September-Ausgabe 2026 des Journals Aerospace Science and Technology veröffentlicht. Dies berichtet Ixbt.com .

Die Technologie gehört zum Bereich des elektromagnetischen Formationsflugs (EMFF), wobei die Grundidee darin besteht, jeden Satelliten mit elektromagnetischen Spulen auszustatten. Wenn Strom fließt, erzeugen sie Magnetfelder, die mit den Feldern benachbarter Geräte interagieren. Dadurch können sich Satelliten ohne physischen Kontakt oder das Zünden von Triebwerken anziehen oder abstoßen. Bisher wurden solche Systeme nur für zwei Geräte in Betracht gezogen, da der Steuerungsprozess mit zunehmender Teilnehmerzahl zu komplex wurde.

Die Autoren der neuen Arbeit schlugen die Verwendung von magnetischen Wechselfeldern vor. Anstelle von Gleichstrom werden die Spulen mit sinusförmigen Signalen unterschiedlicher Frequenz gespeist. Satelliten interagieren nur, wenn sie dieselbe Frequenz verwenden. Dieser Ansatz ermöglicht den Verzicht auf eine zentrale Steuerung: Jedes Gerät trifft Entscheidungen nur auf Basis von Informationen über seine nächsten Nachbarn, was die Skalierung des Systems für große Gruppen erleichtert.

Um das Konzept zu überprüfen, erstellten die Forscher einen Versuchsaufbau aus drei mobilen Modulen, die mit einem Arduino Due Mikrocontroller, Laser-Abstandssensoren und einem drahtlosen Kommunikationssystem ausgestattet waren. Während der Tests erreichte das System die Zielkonfiguration in weniger als 30 Sekunden. Der durchschnittliche Fehler bei der Formationshaltung betrug weniger als einen Millimeter, was vollständig mit den Ergebnissen der Computermodellierung übereinstimmte.