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Rubrik: Science Life
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Publiziert: 02.10.2006 06:00

X-Station: Erster Testflug eines Stratosphärenballons
Griff nach den Sternen

Er treibt sein verblüffendes Projekt unbeirrt voran: Kamal Alavi, der Luftfahrtingenieur, der in wenigen Jahren mit seiner in der Stratosphäre positionierten X-Station den drahtlosen Datenverkehr revolutionieren will. Mehrere ETH-Institute arbeiten an dem Vorhaben mit. Am vergangenen Freitag stieg vom Zugersee aus erstmals ein Testballon auf die Höhe von 21 Kilometern.

Norbert Staub

Für den ersten Stratosphären-Test vom letzten Freitag wurde das Ufer des Zugersees gewählt, nicht weit von Walchwil entfernt, dem Domizil von Kamal Alavis Firma StratXX. Er ist Luftfahrtingenieur, Erfinder und die treibende Kraft hinter dem Projekt. Um 10.30 Uhr begann der mit Helium gefüllte, etwa acht Meter lange und mit Sensoren bestückte Testballon seinen Aufstieg. Einige Stunden später befand er sich auf der Zielhöhe von 21 Kilometern.

Start zur Prototypen-Phase

Kamal Alavi ist zufrieden über diesen Testlauf für die X-Station, die fliegende Plattform, die neben der drahtlosen Handy- auch Internet-, TV-und Radioübertragungen ermöglichen und sowohl die terrestrische als auch die Satellitenübertragung schlagartig in den Schatten stellen soll. Alavi: „Dieser Test ist ein Meilenstein in der Entwicklung der X-Station und stellt die Funktionsfähigkeit unserer Near-Space-Technologie unter Beweis. Gleichzeitig ist er Startschuss für die Prototyp-Phase des Projekts.“

Das Projekt sieht vor, fortschrittlichste Antennen-Technologie in ein unbemanntes Kleinflugzeug zu packen, das an einem mit Helium gefüllten, rund 70 Meter langen Ballon hängt, der die Form eines Zeppelins hat. Dieser Ballon wird geostationär in der Stratosphäre positioniert und durch einen Propellerantrieb des Kleinflugzeugs stabilisiert. Eine einzige Plattform deckt laut StratXX aus der Stratosphäre eine Landfläche von über 1’000 Kilometer Durchmesser ab. (Siehe dazu den „ETH Life“-Artikel „Fliegende Handyantenne“ (1)) Damit das Ganze funktioniert, ist allerdings das neue Mobilfunk-Protokoll WiMAX zwingende Voraussetzung (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Damit ist es möglich, auf eine Distanz von 30 Kilometer zu senden. Zudem ist dessen Bandbreite enorm. Ist ein Laptop mit WiMAX ausgerüstet, kann es 40 Megabyte pro Sekunde empfangen und senden.

Solarzellen als Energielieferanten

„Wir haben zum einen getestet, wie sich die Solarzellen der X-Station unter den extremen Temperaturbedingungen der Stratosphäre verhalten“, erläutert der gebürtige Iraner den Hintergrund des Testflugs. Die Zellen seien verantwortlich für die gesamte Energieversorgung des Systems. „Deshalb ist die Frage, wie sie mit den Gegebenheiten fertig werden, zentral.“ Daneben seien verschiedene weitere, für das Projekt wichtige Messungen vorgenommen worden. „Wir überprüften neben der Aussentemperatur zum Beispiel die Temperaturschwankungen des Heliums in der Ballonhülle.“


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Stratosphärenflug mit ETH-Beteiligung: Der mit Sensoren bestückte Versuchsballon von StratXX-Inhaber Kamal Alavi stieg am Freitag auf 21 Kilometer Höhe. gross

Das ist ein kritischer Aspekt, da die Erhitzung und Abkühlung des Gases sich auf die Flughöhe des Ballons auswirkt. Ein weiterer Test betraf die am Ballon befestigte Spezialkamera; dies eine Vorwegnahme eines weiteren möglichen Verwendungszwecks, nämlich der Überwachung. „Die Kamera hat eine hervorragende Bildqualität geliefert“, so Alavi.

Hoffen auf Marktreife im Jahr 2009

Diese Tests seien nötig, um die mittels Computermodellen fortschreitende Entwicklung der Station zu kontrollieren und allenfalls zu korrigieren, erklärt Alavi. „Bis zum geplanten ersten Launch der X-Station sind noch sieben weitere Tests geplant. Ich rechne damit, dass das System 2009 marktreif und für einen Dauerbetrieb bereit sein wird.“ Der Testballon wurde nach einigen Stunden in 21 Kilometern Höhe via Timer von der Heliumversorgung getrennt, worauf er wieder Richtung Erde sank und landete.


Engagement und Skepsis

Für die Entwicklung der fliegenden Handy-Antenne hat Kamal Alavi unter anderen Forschungsinstitutionen die beiden ETH, die Materialforschungsanstalt Empa und das Schweizer Luft- und Raumfahrtunternehmen Ruag Aerospace gewinnen können. Von der ETH Zürich sind unter anderen das Zentrum für Produktentwicklung, die Professuren Siegwart (Autonome Systeme) und Ermanni (Strukturtechnologien) am Projekt beteiligt.

Rüdiger Vahldieck, ETH-Professor für Feldtheorie am Institut für Feldtheorie und Höchstfrequenztechnik, setzt ein Fragezeichen hinter Alavis Optimismus bezüglich der in Aussicht gestellten Kapazitäten der fliegenden Antenne. Dass eine einzige Station Handyantennen in der Schweiz überflüssig mache, könne für den Moment zutreffen. Aber künftig werde die Kapazität einer einzelnen Plattform nicht reichen, um die immer noch exponentiell steigenden Datensatzraten in der Zukunft zu verarbeiten. Dafür seien weiterhin auch terrestrische Systeme nötig, sagte Vahldieck vergangene Woche gegenüber der Newssendung „10 vor 10“ des Schweizer Fernsehens.(2)




Fussnoten:
(1) Den „ETH Life“-Bericht vom 29. Juni 2006 finden Sie unter: www.ethlife.ethz.ch/articles/tages/stratosphaerenballon.html
(2) Beitrag des Schweizer Fernsehens vom 26. September zum Thema: www.sf.tv/sf1/10vor10/index.php?docid=20060928



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