Norske mikrosatellitter 2024. Back to overview of seminars

Program overview -- Norsk mikrosatellitter 2024 – 5^th of February 2024

Abstracts

For the first time, the program is mostly based on submitted abstracts. These are listed below.

Space Norway: Småsatellittaktiviteter - MikroSAR, maritim kommunikasjon, IOT

Hans-Christian Haugli
Space Norway har flere småsatellitt prosjekter som dekker lavrate mobil kommunikasjon, jordobservasjon og navigasjon.
Kommunikasjon: Sammen med Kongsberg Discovery Seatex har vi som foreløpig de eneste i verden demonstrert neste generasjons digitale maritime tjenester på VHF vha nyttelaster på NRSs NorSat-2 og NorSat-TD. Jordobservasjon: Vårt nye MicroSAR med planlagt oppskytning i slutten 2025 vil bruke en avansert radar for skipsdeteksjon.
Navigasjon: I vårt nyeste Icing prosjekt har vi demonstrert LEO PNT med en tids nøyaktighet på 1uS og posisjon nøyaktighet på 1 km ved bruk av signaler fra VHF Data Exchange Systemet (VDES).
Innovasjons platform: Vår nye Application Development Infrastructure Satellite (ADIS) er booket for launch i 2025 og vil først demonstrere IoT. Den har en avansert SDR, er meget frekvens agil og har en høyhastighets nedlink. Ved å laste opp Python software håper vi å demonstrere mange nye konsepter. Den har også vår tredje VDES nyttelast.
Foredraget vil beskrive disse satellittene, erfaringer og vi ønsker komme i kontakt med innovative miljøer for utvikling av nye konsepter.

NTNU: NorEO - et forslag til en rombasert forskningsinfrastruktur for hav og jordobservasjon

Tor Arne Johansen/Eirik Sivertsen
Forslaget til forksningsinfrastrukturen NorEO inkluderer mikrosatellitter, bakkesegment og fasiliteter for operasjoner og datahåndtering. NorEO har et oppgraderbart system for dataprosessering I bane som kan brukes for å teste tredjeparts KI algoritmer ombord og smidige operasjoner for data med nær-sanntids leveranser. For eksempel varsling og overvåkning av naturkatastroder og sikkerhetshendelser. Vårt mål er å etablere en prosess for ground-truth gjennom å bruke både eksisterende og fremtidige strukturer for in-situ måling, såvel som eksisterende databaser. Vi ønsker også å bruke det stadig økende nettverket av sensorbærende autonome systemer og felt-roboter til å supplere data.

UiO, ITS/CENSSS: Compact Neutron and Gamma-ray Detector for ISRU

Anja Kohfeldt
"Neutron detectors, as well as gamma-ray spectrometers are powerful instruments for in-situ resource utilization. They allow for characterizing the abundance of hydrogen as well as elemental composition of moons, planets, or asteroids. Compact instruments can be deployed both on orbiters and landers/rovers for either mapping larger areas or narrowing down locations with targeted materials. We propose a hybrid gamma-ray and neutron detector based on scintillator technology for space exploration, that is sensitive to gamma-rays in the spectral range of 30keV to 8MeV as well as to thermal and epithermal neutrons. The detector consists of an array of CLLBC scintillators that are read out by silicon photomultipliers attached to partially space-qualified read-out electronics provided by IDEAS. In the targeted configuration, the compact instrument will have the size of 2U, making it compatible for CubeSats implementation. In this talk we will present the instrument concept and capabilities, first demonstrator results, and our vision for the future."

WideNorth AS: Høykapasitets datainnsamling for jordobservasjons-satellitter

Vendela Paxal
"WideNorth har de siste par årene tatt fram en nyttelast spesielt egnet for innsamling og transmisjon av data fra en jordobservasjons-satellitt i lavbane til en bakkestasjon. Modulen går under akronymet PDHT, Payload Data Handling and Transmission. PDHT kan overføre opp til 1.4Gsps (bruker datarate opp til 5Gbps) på Ka-bånd fra satellitt til bakkestasjon, veier rundt 4kg og er mindre enn en skoeske. Enheten har et redundant 2x10Gbps optisk fiber-interface som satellittens sensormodul kan overføre innsamlede data inn til PDHT på, og en 10W forsterker for data som skal ut fra PDHT på radiolink mot bakkestasjon. Så lenge satellitten er utenfor bakkestasjonens rekkevidde, vil innsamlede data lagres på et internt minne med kapasitet på 3.8TB, helt til satellitten kommer i bane over bakkestasjonen og kan starte nedlasting av data. Selv om PDHT er spesielt godt egnet for jordobservasjonssatellitter i lavbane, kan den også brukes i andre satellittbaner og til andre applikasjoner. PDHT er utviklet av WideNorth, med finansiell støtte fra ESA og Norsk Romsenter. Den er en del av WideNorths portefølje som er bygget på en egenutviklet, kraftig, generisk SDR (Software Defined Radio). For å oppnå en så høy ytelse for lagringskapasitet og nedlastingshastighet, er PDHT designet med de nyeste og kraftigste elektroniske komponentene som er å finne i markedet. Disse er som regel tiltenkt bruk i bakkeutstyr, og ikke i rommet. Miljøtesting og -analyse har derfor vært utført flere ganger i utviklingsløpet som risikoreduserende tiltak. PDHT Flight Model ferdigstilles i 2024, og skal integreres i en test- og demonstrator-satellitt som skal skytes opp i lavbane ved årsskiftet 2025/2026."

UiT Norges Arktiske Universitet i Narvik: Deteksjon av romsøppel fra bane

Pål Gunnar Ellingsen
Vi har en betydelig økning i mengden romsøppel i bane rundt jorda, noe som utgjør en stor trussel for vår framtidige bruk av lavbaner. Per i dag, vet vi svært lite om de mindre bitene romsøppel, siden de ikke kan detekteres fra bakken. I våre forskningsprosjekter ser vi på hvordan vi kan detektere disse i bane ved hjelp av en radarnyttelast. Denne nyttelasten er under utvikling nå, og vi vil rapportere på teorien bak og status på utviklingen.

NTNU SmallSat Lab: Agile operasjoner og datadistribusjon for HYPSO-1

Sivert Bakken
Etter oppskyting av HYPSO-1 i januar 2022, har NTNU SmallSat Lab jobbet direkte med å utvikle metoder for aktiv og agil styring av satellitter, der fokuset er å samle inn data fra bestemte områder, gjerne med kort tidsfrist, og på forskjellig vis. Agil operasjon betyr at verktøyene vi bruker for satellittoperasjon er kontinuerlig utviklet simultant med satellittoperasjonen mens nye krav blir definert underveis og metodene blir kontinuerlig optimert. Dette gir muligheter til å utvikle nye nedstømstjenester, der vi ønsker at sluttbrukerne skal være tett integrert operasjonelt slik at de også skal kunne få mest mulig ut av satellittene. Et av forskningsmålene er å utvikle og demonstrere teknologi for småsatellitter, som muliggjør effektiv og smidig utnyttelse av disse som infrastruktur. I denne presentasjonen vil vi gå gjennom noen eksempler på hvordan vi har demonstrert agil operasjon samt hvordan dette er knyttet sammen med datadistribusjon av innsamlet data, i tillegg til hvordan vi planlegger for flere satellitter.

FFI: FFIs optiske bakkestasjon – status og planer

Magnus W. Haakestad
"Småsatellitter i lav jordbane blir stadig mer populære som bærere av optiske eller radiofrekvenssensorer. Slike sensorer kan produsere store datamengder som må lastes ned til jorden. Optisk satellittkommunikasjon har potensiale for en betydelig økt datarate, sammenlignet med radiofrekvenskommunikasjon. I tillegg kan stråledivergensvinkelen bli mange størrelsesordener mindre. Den største ulempen med optisk satellittkommunikasjon er demping i atmosfæren på grunn av skyer. Atmosfærisk turbulens er også en utfordring, og kan forårsake scintillasjoner, noe som kan begrense kapasiteten til optiske nedlinker. Vi presenterer her status og planer for en optisk bakkestasjon, som er under bygging ved Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI). Den er basert på et Ritchey-Chrétien-teleskop med en speildiameter på 40 cm. I tillegg til å utføre optisk satellittkommunikasjon, kan bakkestasjonen blant annet brukes til romovervåkning, satellittsporing og turbulenskarakterisering. Et av målene er laste ned data optisk fra satellitten NorSat-TD, som ble skutt opp i april 2023. Denne satellitten inneholder en laserterminal, kalt SmallCAT, som ble utviklet av TNO i Nederland. Laserterminalen transmitterer på 1545 nm bølgelengde, med en bitrate på opptil 1 Gb/s ved bruk av av/på-modulasjon."

UiT The Arctic University of Norway: Control Challenges in Formation Flying for Small Satellite Missions without Propulsion

Alessio Bocci
"Space debris is a growing problem due to increased traffic in orbit, causing congestion and potentially severe hazards for operational spacecraft or human activities. Ground-based radars have limited resolution to monitor millimeter-sized space debris; therefore, the Arctic University of Norway in Narvik proposes QBDebris, an on-orbit measurement technique to characterize small debris, thanks to a two CubeSats constellation carrying a space debris radar. The satellites will be in a circular polar low Earth orbit performing a formation flight in a leader-follower configuration. Apart from the scientific purposes of debris detection, QBDebris will be a highly innovative mission for the spacecraft formation flight attitude and orbit control system design (AOCS). Indeed, the AOCS will be capable of performing precise attitude coordination and maintaining the relative distance between the CubeSats by exploiting differential drag only. During this presentation, we will be discussing the primary characteristics of the QBDebris AOCS research. Firstly, we will address the main challenges of the guidance and navigation control system (GNC). We will discuss the advantages and disadvantages of various passive control techniques, focusing on those based on differential drag. Secondly, we will explore various methods and technologies for differential drag-based control. We will also focus on the added complexity that arises when the attitude determination and control system (ADCS) must be engaged. Finally, this presentation will provide an overview of how ADCS will coordinate spacecraft attitude maneuvers to point the radars accurately."

Orbit NTNU: Orbit NTNU i frontlinjen

Freider Engstrøm Fløan
"Orbit NTNU, Norges største tekniske studentorganisasjon, er stolt av å presentere BioSat-prosjektet og FramSat-programmet. Disse satellittene representerer et betydelig milepæl innen studentdrevet innovasjon samtidig som de utforsker nye muligheter innen romfart. BioSat er vårt mest ambisiøse prosjekt hittil, med mål om å dyrke en plante i verdensrommet som primær nyttelast. I tillegg vil BioSat bringe med seg en sekundær nyttelast i form av en Software Defined Radio (SDR) som vil måle støynivået i rommet. Dette prosjektet kommer til å prøve ut en rekke nye teknologier som ikke bare øker kompetansen innad i organisasjonen, men inspirerer og motiverer medlemmene til å utvikle seg. På den andre siden er FramSat-programmet utviklet for å skape samarbeidsmuligheter med industrien. Satellittene i dette programmet har raske iterasjoner i tankene, noe som gir alle våre studenter hands-on erfaring med design, montering og testing av satellitter. De to første FramSat-satellittene, FramSat-1 og FramSat-1.´5, deltar i testingen av en eksperimentell solsensor, utviklet som et samarbeidsprosjekt mellom Universitetet i Oslo (UiO) og EIDEL. Disse satellittene vil være med på den første og andre oppskytning fra Andøya Spaceport, og dermed være med å legge grunnlaget for fremtidig norsk romutforskning. Vår organisasjon spiller en betydelig rolle i å lære opp morgendagens romingeniører der BioSat og FramSat demonstrerer Orbit NTNUs dedikasjon til romfart og læring."

Kjeller Innovasjon Norwegian Space Cluster: Kommersialisering av romteknologi og markedspotensiale

Oda Rønning Danielsen
"Den globale romøkonomien har de siste årene hatt sterk vekst som i stor grad drives av økt etterspørsel, disruptive innovasjon og tranformative forretningsmodeller. Euroconsult estimerer også en 65% vekst for den globale romøkonomien innen 2031 (2023). Samtidig ser en at verdens romindustri genererte 424 milliarder dollar i 2022 hvorav 86% genereres av nedstrømsaktivitet (staellittoperatører og tjenestetilbydere) (Euroconsult, 2023). The Norwegian Space Cluster ønsker med dette innlegget å presentere markedspotensialet for kommersialisering av romteknologi, kommende markedstrender og Norges unike kapabiliteter med fokus på markedet for mikrosatellitter."

University of Oslo: Sikker og Bærekraftig Romfart: Norske Mikrosatellitter i den Digitale Tidsalder

Jamila Mendoza
"En spennende presentasjon som utforsker krysningspunktet mellom bærekraft og cybersikkerhet i norske mikrosatellittprosjekter. I en tid hvor digitale trusler er stadig mer komplekse, er det avgjørende å implementere robuste sikkerhetsprotokoller samtidig som vi streber etter en bærekraftig romfart. Presentasjonen vil fokusere på hvordan norske mikrosatellitter kan være utsatt for cybertrusler og hvordan disse truslene kan påvirke satellittenes funksjonalitet og integritet. Vi vil utforske innovative metoder for å integrere bærekraftige cybersikkerhetsløsninger i utviklingen, lanseringen og driften av mikrosatellitter. Videre vil vi diskutere nødvendigheten av å etablere bærekraftige retningslinjer og standarder for cybersikkerhet innen romfartssektoren. Hvordan kan Norge aktivt bidra til å forme internasjonale avtaler som sikrer både sikkerhet og bærekraft i rommet? Gjennom denne presentasjonen ønsker vi å inspirere til en helhetlig tilnærming der bærekraft og cybersikkerhet går hånd i hånd, og hvor norske mikrosatellitter er en modell for trygg og bærekraftig romfart i den digitale tidsalderen."

Integrated Detector Electronics AS: Mikrosatellitt med utfoldbar optikk for astronomi og jordobservasjon

Gunnar Mæhlum
"En rekke romteleskoper er i drift for jordobservasjon og astronomiske observasjoner i synlig og infrarødt lys. Teleskopsystemer som foldes ut gir mulighet kompakte løsninger med hovedspeil i størrelse 50cm. Den ultrafiolette, UV, delen av det elektromagnetiske spektrum er i liten grad utforsket for astronomi. ESA og NASA planlegger en større etterfølger til Hubble Space Telescope som skal dekke et bredt bølgelengdeområde fra ca. 100nm i UV-området via synlig lys til nær infrarødt. Dette krever teknologiutvikling, spesielt for UV-området, før man bestemmer endelig utforming av teleskopet og instrumentene ombord. Testing av relevant instrumentteknologi skjer i dag på sonderaketter, men ved å plassere nyutviklede instrumenter på mindre teleskoper i lav jordbane vil de kunne gi verdifull vitenskapelig informasjon innen astrofysikk, f.eks. UV-fluks fra stjerner av forskjellig type, med viktige implikasjoner for muligheten for at liv kan utvikles på planeter omkring disse stjernene. Vi foreslår en optisk satellitt med utfoldbar optikk. Primært vil vi se på muligheten av astronomi i UV området, men konseptet skal være fleksibelt nok til at ved passende tilpasninger kan det også benyttes til jordobservasjon i andre bølgelengder."

Eidel AS, med flere: Norsk In-Orbit-Demonstrator (N-IOD)

Stian Løvold, med flere
Norsk In-Orbit-Demonstrator er et program finansiert av ESA / Norsk Romsenter. Programmet skal demonstrere en Norsk mikrosatellitt i lav jordbane med et hyperspektralt kamera i kortbølge-IR (SWIR) området, og tilhørende elektronikk og programvare for prosessering av sensor-data. HyperNor kameraet utvikles av Norsk Elektro Optikk (NEO), med deltakelse av Science & Technology [S&T]. Utvikling av elektronikk og programvare for ombord-klassifikasjon og - identifikasjon av områder og objekter på jorda gjøres i to prosjekter; Faubai og Remis, under ledelse av S&T, og med deltakelse av Vake, NTNU og UiO. Eidel er ansvarlig for integrasjon av nyttelasten og gjennomføring av demonstrasjonsprogrammet. Eidel vil gi en kort oversikt over programmet, og NEO, S&T og Vake vil deretter presentere HyperNor, Faubai og Remis.