Satelliten passieren Eine Menge. Während sie mit Geschwindigkeiten von bis zu 27.000 km/h um unseren Planeten rasen, müssen sie sich mit dem extremen Vakuum des Weltraums und enormen Temperaturschwankungen auseinandersetzen und gleichzeitig versuchen, ihre Antennen präzise auf die Erde auszurichten. Und das nach dem Start, wo sie ohrenbetäubend wie Farbdosen geschüttelt werden.
Um sie auf diese Tortur vorzubereiten, werden alle Satelliten vor dem Versand gründlich getestet, um sicherzustellen, dass jede lose Schraube fest sitzt und alle elektrischen Komponenten in einwandfreiem Zustand sind. Früher musste man für verschiedene Tests an mehrere Standorte reisen, aber im Vereinigten Königreich bietet die kürzlich eröffnete National Satellite Test Facility in Oxfordshire eine umfassende Satelliten-Gesundheitsüberwachung unter einem Dach.
„Die Industrie sagte, sie brauche einen One-Stop-Shop, in dem sie alle Tests ihrer großen, komplexen Satelliten an einem Ort durchführen könne“, sagt Sarah Beardsley, Direktorin des von der britischen Regierung finanzierten Rutherford Appleton Laboratory Space, das das neue verwaltet Einrichtung auf dem Harwell Science and Innovation Campus. „Es ist das Ergebnis jahrelanger harter Arbeit. »
Der Bau begann Ende 2018, nachdem die britische Regierung angekündigt hatte, 99 Millionen Pfund (126 Millionen US-Dollar) in die NSTF zu investieren, um eine „Weltklasse-Einrichtung“ zum Testen von Satelliten zu entwickeln. Ursprünglich sollte das Projekt im Jahr 2020 in Betrieb genommen werden, doch es kam zu Verzögerungen, insbesondere im Zusammenhang mit Covid, weshalb die offizielle Eröffnung auf Mai 2024 verschoben wurde. Jedes Jahr werden mehrere Satelliten auf die Probe gestellt, wobei Airbus voraussichtlich der erste Kunde sein wird wird die Anlage im Juli für seinen neuen Kommunikationssatelliten Skynet 6A nutzen.
Die NSTF verfügt über vier Testbereiche. Nach dem Anziehen von Schutzkleidung, um die Anlage so sauber wie möglich zu halten, gelangt man beim Betreten zunächst in die riesige Vakuumtestkammer, um die herum das gesamte Gebäude errichtet werden musste. „Keine Tür ist groß genug, um sie durchzupassen“, sagt Beardsley. In dieser Kammer können Pumpen den Druck auf nur 0,00001 Millibar senken und so das Vakuum des Weltraums nachahmen, während ein Stickstoffkühlsystem die Temperatur zwischen -180 und 130 Grad Celsius erhöhen und senken kann, dem extremen Bereich, den ein Satellit beim Eintritt in die Kammer erleben kann verlässt während seiner Umlaufbahn Sonnenlicht.
Mit einer Breite von sieben Metern und einer Tiefe von zwölf Metern ist sie die größte Vakuumtestkammer im Vereinigten Königreich. Es ist so groß, dass die riesige Tür, die zum Schließen der Kammer benötigt wurde und in der Türkei und in Italien gebaut wurde, bevor sie Tage vor der Sperrung im Jahr 2020 per Schiff in Großbritannien ankam, an der Grenze dessen lag, was eine Autobahn Briten aufnehmen konnte. Die Docktüren von Portsmouth mussten verbreitert werden, um die Schiffstür unterzubringen. „Wir hatten den größten Friedenskonvoi, der über die A34 hierher kam“, sagt Beardsley. Die Satelliten werden Wochen oder sogar Monate in der Testkammer verbringen, um sicherzustellen, dass sie den Bedingungen des Weltraums standhalten: Während WIREDs Besuch ein gefälschter Satellit namens „The Iron Chicken“ auftauchte – ein tiefer Schnitt in die Figur, die in einem Metallnest umkreist der Mond im Kultklassiker der britischen Kinderanimation Die Clangers– nahm einen Ehrenplatz am Eingang des Raumes ein.
Nach dem Vakuumkammertest werden die Satelliten dann in den Vibrations- und Akustiktestraum geleitet. Dort werden sie auf zwei Plattformen, die von zwei elektromagnetischen Motoren (nach den beliebten Stop-Motion-Figuren Wallace und Gromit genannt) angetrieben werden und die extremen Bedingungen eines Starts simulieren, heftig horizontal und vertikal geschüttelt. Durch die Erschütterungen wird der Satellit einer Kraft von 222 Kilonewton ausgesetzt, viermal mehr als der Biss eines Tyrannosaurus. Wenn ein Satellit ein leichtes Spiel hat, wird es von diesen Maschinen erkannt.
Bei Akustiktests wird eine riesige Wand aus 48 Lautsprechern die Satelliten mit weißem Rauschen von bis zu 146 Dezibel beschallen. Für einen Menschen käme das dem Stehen im Triebwerk eines Flugzeugs gleich. „Sie würden schwere Hörschäden erleiden“, sagt Ian Horsfall, Leiter der Dynamikgruppe bei RAL Space. Dieser Test soll sowohl das Geräusch von Raketentriebwerken beim Start als auch die unerträgliche Lautstärke an der Spitze der Rakete nachahmen, wo Satelliten gelagert werden, bevor sie in die Umlaufbahn gebracht werden.
Im Antennentestraum absorbieren 40.000 an der Wand befestigte Schaumstoffspitzen sämtliche Geräusche und elektromagnetischen Wellen der Satelliten, während der Raum wie ein Faradayscher Käfig die einfallende elektromagnetische Strahlung blockiert. Die Antenne eines Satelliten kann dann auf einen Empfänger im Raum ausgerichtet werden, um zu überprüfen, ob sein Strahl von der Umlaufbahn zur Erde gerichtet werden kann, selbst wenn er Hunderte oder Tausende Kilometer entfernt ist und sich mit enormen Geschwindigkeiten bewegt.