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Vor einem Jahr wurde der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 in den Orbit geschossen. Nun hat er alle Missionsziele erreicht - unter anderem gelang es, im Orbit eine Künstliche Intelligenz direkt an Bord zu trainieren. Wie es mit dem Satelliten jetzt weitergeht.
Am 4. März 2024 startete SONATE-2, ein Kleinsatellit der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), mit einer Rakete in den Weltraum. Das Team von Hakan Kayal, Leiter der Professur für Raumfahrttechnik, hatte den etwa schuhkartongroßen Satelliten in dreijähriger Arbeit entwickelt und gebaut. Schon kurz nach dem Auswurf des Satelliten über Madagaskar glückte im Missionskontrollzentrum auf dem Hubland-Campus die erste Kontaktaufnahme.
Ein Ziel der Würzburger Weltraummission war es zu zeigen, dass das Training einer KI autonom an Bord des Satelliten möglich ist. SONATE-2 sollte lernen, selbstständig Anomalien auf der Erdoberfläche zu erkennen und zu fotografieren – ein wichtiger Schritt hin zu einer erhöhten Autonomie von Kleinsatelliten.
Training neuronaler Netzwerke im Orbit ist geglückt
Nach einem Jahr im All ist das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Projekt nun offiziell beendet. „Alle Missionsziele wurden erreicht“, freut sich Projektleiter Dr. Oleksii Balagurin. Unter anderem demonstrierte das JMU-Team, dass auf dem Kleinsatelliten das eigenständige Training neuronaler Netzwerke im Orbit funktioniert.
Als Zielregion für die Erkennung von Anomalien war die Sahara ausgewählt worden. Der Satellit machte zunächst 270 Fotos und speicherte sie in zwei Datensätzen mit 90 und 180 Bildern. Danach wurden zwei KI-Modelle trainiert und mit jedem eine Anomaliedetektion durchgeführt. Dabei erkannte SONATE-2 sicher Objekte, die in einer Wüste normalerweise nicht vorkommen, etwa den Nil und die angrenzende grüne Region.
„In der Zukunft können diese Methoden eingesetzt werden, um bei interplanetaren Missionen interessante Features autonom zu erkennen, etwa auf unbekannten Planeten oder Himmelskörpern“, sagt Professor Kayal.
Satellit ist weiterhin voll funktionsfähig
Neben der primären KI-Nutzlast befinden sich auf SONATE-2 drei weitere Nutzlasten, die ebenfalls erfolgreich getestet wurden: der Mehrkopf-Miniatursternsensor MultiView, ein Pulsed-Plasma-Triebwerk sowie eine Amateurfunk-Nutzlast, die Funkamateuren weltweit zwei Amateurfunkdienste anbietet.
SONATE-2 ist weiterhin voll funktionsfähig. Der Kleinsatellit wird im Team von Hakan Kayal in reduziertem Umfang weiterbetrieben. Er steht nun zum Beispiel für die praktische Ausbildung von Studierenden der Luft- und Raumfahrtinformatik zur Verfügung. Unterstützt wird das JMU-Team dabei vom studentischen Würzburger Verein WüSpace.
Mit Hilfe von Softwareuploads sind theoretisch weitere Experimente an Bord möglich. Das allerdings geht nur noch für eine begrenzte Zeit: SONATE-2 verliert beim Umlauf um die Erde naturgemäß stetig an Höhe. „Wir schätzen, dass unser Satellit noch eineinhalb Jahre funktioniert und dann beim Eintritt in die Erdatmosphäre vollständig verglüht“, so Hakan Kayal.
Prof. Dr. Hakan Kayal, Professur für Raumfahrttechnik, Institut für Informatik, Universität Würzburg, T +49 931 31-86649, hakan.kayal@uni-wuerzburg.de
Ergebnisse der Mission wurden u.a. bei der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt publiziert: Balagurin, O.; Greiner, T.; et al. (2024): Erste Flugergebnisse der Satellitenmission SONATE-2. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., November 2024, https://doi.org/10.25967/630218
https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/raumfahrttechnik/projekte/aktive/sonate-... Mission SONATE-2
https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/raumfahrttechnik/aktuelles/single/news/d... Tag der Raumfahrt an der Uni Würzburg, Freitag, 28. März 2025
Der Würzburger Uni-Satellit SONATE-2 im Reinraumlabor mit ausgeklappten Solarpaneelen.
Hakan Kayal
Universität Würzburg
Der Würzburg Uni-Satellit SONATE-2 hat den Nil und sein Mündungsdelta autonom als Anomalien in der S ...
SONATE-2
Universität Würzburg
Criteria of this press release:
Journalists, all interested persons
Electrical engineering, Information technology, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German
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