Zhongke Xiguang: Präzise Positionierung in der Wertschöpfungskette der Kleinsatellitenindustrie mit Priorität auf „geringes Gewicht“ und „hohe Qualität“.

Mit Blick auf die vielfältigen Entwicklungsperspektiven und Anwendungsbedürfnisse in verschiedenen Bereichen wie Militär, Zivilwirtschaft und Handel in China hat die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS) Xiguang Aerospace die Wertschöpfungskette der Kleinsatellitenindustrie präzise strukturiert, eigenständig ein kommerzielles, integriertes Fernerkundungs-Mikrosatellitenkonstellationssystem entwickelt und betrieben, die Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Fertigungskapazitäten von Kleinsatelliten deutlich verbessert und kontinuierlich neue Anwendungen und Systeme für Kleinsatelliten in verschiedenen Bereichen entwickelt. Dabei wurden die Vorteile von Kleinsatelliten wie Mobilität, hohe Funktionsdichte, kurzer Entwicklungszyklus, hohe Kosteneffizienz und Eignung für großflächige Konstellationsnetzwerke voll ausgeschöpft und optische Fernerkundungs-Mikrosatellitenkonstellationen sowie deren Geschäftsbetrieb umfassend entwickelt.

 50   kg： 

 Entwicklung einer neuen Generation ultraleichter Miniatursatelliten der 50-kg-Klasse 

Die Vernetzungsfähigkeit von Kleinsatelliten ist ein Schlüsselfaktor für die Entwicklung kommerzieller Kleinsatellitenunternehmen. Angesichts des zukünftigen Bedarfs an großflächigen kommerziellen Satellitennetzwerken hat Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD frühzeitig investiert und den Aufbau seiner Satellitenplattform, der optischen Nutzlast und der gesamten Satellitendesign-Verifizierungskapazitäten beschleunigt. Gleichzeitig wurden die Entwicklung und Nutzung neuer AIT-Technologien und -Methoden vorangetrieben, um die Forschungs-, Entwicklungs-, Produktions- und Anwendungskapazitäten für Mikrosatelliten der 50-kg-Klasse umfassend zu verbessern. Im Jahr 2022 wird der hyperspektrale Satellit der 50-kg-Klasse von Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD der leichteste und kleinste hyperspektrale Satellit Chinas sein. Mit den Fähigkeiten eines hyperspektralen und hochauflösenden Satelliten der 100-kg-Klasse wird der Satellit der 50-kg-Klasse nicht nur die Satellitengröße und das Gewicht deutlich reduzieren und dadurch die Forschungs- und Entwicklungs- sowie Startkosten senken und die Gewinnmargen erhöhen, sondern auch die schnelle Bildung von Fernerkundungskonstellationen durch einen einzigen Start mehrerer Satelliten ermöglichen und so eine umfassende Marktdurchdringung gewährleisten.

 100 kg    ： 

 Zum ersten Mal in China wurde ein hyperspektraler Bildgeber auf einem Satelliten mit einem Gewicht von über 100 Kilogramm montiert. 

Durch die kontinuierliche Optimierung der Nutzlastkonfiguration und wichtiger technischer Kennzahlen hat die CAS Xi'an Optics & Technology Co., Ltd. die Leistungsfähigkeit der Plattform weiter verbessert und die räumliche und zeitliche Auflösung sowie die Beobachtungsmethoden des Systems optimiert. Die beiden derzeit bodengestützten Hyperspektralsatelliten sind die ersten in China, die Hyperspektralkameras auf Satelliten mit einem Gewicht von über 100 Kilogramm tragen und damit die höchste geografische und spektrale Auflösung des Landes erreichen. Der für nächstes Jahr geplante Hyperspektralsatellit wird mit diesen beiden eine Konstellation bilden und so kürzere Überflugzyklen für wichtige globale Regionen ermöglichen. Dies bietet globale Beobachtungsmöglichkeiten und verbessert die Fähigkeiten in Bereichen wie der Ozeanfarben- und Landressourcenerkennung.

 50-150   kg： 

 Chinas erster kommerzieller Kohlenstoffsatellit: geringes Gewicht und hohe Präzision 

Als Antwort auf die nationalen Ziele der CO₂-Emissionsbegrenzung und Klimaneutralität engagiert sich die CAS Xi'an Optoelectronics Co., Ltd., aufbauend auf ihrer bestehenden technologischen Basis, für die Förderung agiler, flexibler und hochfrequenter satellitengestützter atmosphärischer Treibhausgasüberwachung. In Kombination mit bestehenden Kohlenstoffsatelliten hat die CAS Xi'an Optoelectronics eine Technologie zur Kohlenstoffüberwachung auf Basis von Mikro-Nanosatelliten entwickelt. Diese Lösung sieht einen Fernerkundungssatelliten vor, der die Konzentrationen der wichtigsten Treibhausgase überwachen kann. Er nutzt eine kompakte hyperspektrale Nutzlasttechnologie in Kombination mit Mikro-Nanosatelliten der 100-Kilogramm-Klasse. Das Gesamtgewicht des Satelliten soll 150 kg nicht überschreiten. Durch ein optimiertes Orbitdesign kann er atmosphärische Treibhausgase (hauptsächlich Kohlendioxid) und die Bodenvegetation in und um dicht besiedelte, industrialisierte und emissionsintensive Gebiete überwachen. Dies ermöglicht nicht nur die Überwachung und Quellenverfolgung von Veränderungen der Kohlenstoffemissionskonzentration, sondern liefert auch Bewertungsdaten für ein klimaneutrales Ressourcenmanagement durch Fernerkundungsstatistiken der Vegetation und dient somit als leistungsstarke Ergänzung zu bestehenden Kohlenstoffsatelliten.

Neben Kohlendioxid ist Methan die zweithäufigste Ursache der globalen Erwärmung. Methankonzentrationsmessgeräte können dank ihrer geringen Messbreite, hohen räumlichen Auflösung und periodischen Stabilität Methanemissionsquellen präzise erfassen und so den Aufsichtsbehörden eine bessere Überwachung und Kontrolle der spezifischen Methanquellen ermöglichen. Im Jahr 2022 nahm CAS Xiguang einen 50 Kilogramm schweren Methanüberwachungssatelliten in Betrieb, der auf die gleichzeitige Erfassung von Kohlenstoff- und Methanemissionen abzielt. Dieser Satellit liefert hochauflösende Spektralbilder der Methansäulenkonzentrationsänderungen und ermöglicht so die genaue Lokalisierung von Methan-Punktquellen. Die Inbetriebnahme dieses Satelliten markiert nicht nur die Entwicklung des ersten kommerziellen Raumfahrtsatelliten Chinas zur Kohlenstoffüberwachung, sondern unterstreicht auch, dass CAS Xiguang das erste und einzige kommerzielle Raumfahrtunternehmen in China ist, das sich auf den Bereich der gleichzeitigen Kohlenstoff- und Methanemissionen spezialisiert hat.

 50-200   kg： 

 Der leichteste und kleinste hochauflösende optische Satellit seiner Klasse 

Das Unternehmen zielt auf die zukünftige Marktnachfrage nach großflächigen, kommerziellen Satelliten mit hoher Auflösung ab und hat frühzeitig in die Entwicklung seiner Satellitenplattform, seiner optischen Nutzlast und seiner Kompetenzen zur Verifizierung des Satellitendesigns investiert. Zudem wurden die Entwicklung und Anwendung neuer AIT-Technologien und -Methoden beschleunigt, wodurch hochauflösende Fernerkundungsbilder im Submeterbereich auf einer 100 Kilogramm schweren Mikro-Nano-Satellitenplattform erreicht wurden. Das Unternehmen verfügt bereits über Produktionskapazitäten für Fernerkundungssatelliten mit 0,75 m und 0,5 m Auflösung und wird einen Fernerkundungsdienst mit 0,3 m Auflösung starten. Durch ein schnelles und agiles Lageregelungssystem strebt das Unternehmen eine klarere und flexiblere Erdbeobachtung an.

Angesichts der steigenden Nachfrage nach hochauflösenden Fernerkundungsbildern von Nutzern bodengestützter Datenanwendungen und unter Berücksichtigung der nationalen Richtlinien zur Kontrolle von Fernerkundungsdaten engagiert sich das Unternehmen mit vollem Einsatz für die Entwicklung eines „Triple-High“-Satelliten – mit ultrahoher Auflösung, ultrahoher Agilität und Manövrierfähigkeit sowie ultrahoher Ausrichtungs- und Positionsgenauigkeit –, um den Anwendungsbedarf spezialisierter Bereiche zu decken. Die eingesetzte Technologie des ausklappbaren optischen Teleskops ermöglicht es dem Satelliten zudem, weniger Startraum und Gewicht als herkömmliche hochauflösende Satelliten zu benötigen, wodurch die Startkosten deutlich gesenkt werden; das Gesamtgewicht des Satelliten wird voraussichtlich 200 kg nicht überschreiten.

 1-50   kg： 

 Leichte und miniaturisierte Nutzlasten reduzieren die Kosten für Satellitenstarts erheblich. 

Aufbauend auf der zuvor festgelegten Forschungs- und Entwicklungsrichtung wird der Satellit primär hyperspektrale Nutzlasten, einen optischen Präzisionsdrehtisch und eine leichte, hochauflösende Nutzlast transportieren. Dank des leichten Designs wiegt die hyperspektrale Nutzlast weniger als 60 kg pro Satellit und ermöglicht so einen Start mit vier Satelliten und mehr als zwei Überflügen pro Tag. Damit werden die Anforderungen der meisten hyperspektralen Anwendungen erfüllt. Die hyperspektrale Nutzlast dient primär der Überwachung von Treibhausgaskonzentrationen zur Erreichung der Klimaneutralität. Durch das leichte Design wiegt der Methan-Überwachungssatellit weniger als 50 kg und der Kohlendioxid-Überwachungssatellit weniger als 150 kg. Die hochauflösende Erdbeobachtungsnutzlast ermöglicht ultrahochauflösende Erdaufnahmen bei gleichzeitig geringem Gewicht und geringen Abmessungen. Dies senkt die Startkosten erheblich und durchbricht die derzeitige Auflösungsgrenze der kommerziellen Raumfahrt von 0,5 m. Ziel ist eine Auflösung von 0,3 m.

Die globale kommerzielle Raumfahrtindustrie befindet sich heute in einer Phase rasanter Entwicklung, in der Forschung und Entwicklung von Raumfahrttechnologien sowie die Produktfertigung zügig voranschreiten. Die Entwicklung von Kleinsatelliten wird die militärischen, zivilen und kommerziellen Raumfahrtsektoren grundlegend verändern. Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD wird auf seiner bestehenden Basis aufbauen und die Kleinsatellitentechnologie weiter intensiv entwickeln, verschiedene Leistungskennzahlen kontinuierlich optimieren, um den Marktanforderungen der Branche gerecht zu werden und einen Beitrag zur Entwicklung der Kleinsatellitenindustrie in China zu leisten.