PhoneSat

PhoneSat ist ein Programm am Ames Research Center der NASA, bei dem handelsübliche, kostengünstige Smartphones für die Avionik von Cubesat-Satelliten verwendet werden.^[1]

Als das Projekt 2009 begann, verfügte ein typisches Smartphone über eine schnellere CPU und mehr Speicher als ein durchschnittlicher Satellit, ein oder zwei Kameras, mehrere Beschleunigungs- und Rotationssensoren, einen Kompass, einen GPS-Empfänger, Funkgeräte und einen Li-Ionen-Akku, die alle von umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen und Skaleneffekten in der Telekommunikationsbranche zur Kostensenkung profitiert hatten.^[2]

Das PhoneSat-Projekt wurde vom Magazin Popular Science als eines von elf „Best of What's New“ in der Kategorie Luft- und Raumfahrt im Jahr 2012 ausgewählt.^[3]

PhoneSat 1.0 verwendete ein Nexus-One-Smartphone (HTC) als Bordcomputer^[1] mit dem Betriebssystem Android 2.3.3. Diese Version verfügte über keine Solarzellen und wurde mit der in 12 Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) gespeicherten Energie betrieben. Das grundlegende Missionsziel von PhoneSat 1.0 bestand darin, für einen kurzen Zeitraum im Weltraum zu bleiben, digitale Bilder der Erde und des Weltraums über seine Kamera zurückzusenden und gleichzeitig Informationen über den Zustand des Satelliten zu übermitteln. Zur Vorbereitung auf eine solche Mission testete die NASA PhoneSat 1.0 in verschiedenen extremen Umgebungen, darunter Thermovakuumkammern, Alpha- und Betastrahlungstests (keine Neutronentests), Vibrations- und Stoßtests, suborbitale Raketenflüge und Höhenballons.

PhoneSat 2.0 basierte auf einem Nexus-S-Smartphone (Samsung) mit dem Betriebssystem Android 2.3.3. Es verfügte über ein von Ingenieuren hinzugefügtes S-Band-Funkgerät für die Kommunikation mit der Erde, vier Lithium-Ionen-Batterien, Solarzellen zum Aufladen der Batterien und einen GPS-Empfänger. Zur Steuerung der Satellitenausrichtung wurden mehrere Magnetorquer-Spulen und Reaktionsräder hinzugefügt.

PhoneSat 2.4 und 2.5, beides 1-U-CubeSats, verfügten über ein Zweiwege-S-Band-Funkgerät, mit dem Ingenieure den Satelliten von der Erde aus steuern konnten, sowie über ein System zur Steuerung der Ausrichtung des CubeSats im Weltraum.^[4]

Der PhoneSat-Bus wurde in mehreren anderen Projekten eingesetzt. Das Folgeprojekt, Edison Demonstration of Smallsat Networks (EDSN), war eine Konstellation aus acht 1.5-U-CubeSats auf Basis der PhoneSat 3.0-Architektur. EDSN verfehlte jedoch die Umlaufbahn, da es im November 2015 im Rahmen der gescheiterten Super-Strypi-Mission gestartet wurde. Auch der Amateurfunksatellit KickSat nutzte die PhoneSat-Architektur.

Das PhoneSat-Konzept und der Großteil des Teams gründeten ein NASA-Technologietransferunternehmen,^[5] um Planet Labs in San Francisco zu gründen.

Ab PhoneSat 3.0 wurden die Telefonplatinen durch einen Intel Edison Microcontroller ersetzt und weiterhin als gehostete Nutzlast auf der TechEdSat-Serie bei der NASA Ames gestartet. Die kostspieligen S-Band-Funkgeräte wurden durch kostengünstige kommerzielle WiFi-Dongles^[6] ersetzt, und die höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglichte Software-Experimente wie verbesserte Satelliten-zu-Satelliten-Kommunikationsarchitekturen für verzögerungstolerante Netzwerke, Experimente zur Zeitmessung mit Atomuhren und die für den SPQR-Exobrake (Small Payload Quick Return) von TechEdSat erforderliche Vorhersage, Steuerung und Zielerfassung der Umlaufbahn unter Verwendung der PhoneSat 5.0-Avionik auf dem Intel Edison-Mikroprozessor.^[7]

Am 21. April 2013 wurden die drei ersten PhoneSats Graham^[8] und Bell^[9] (beide PhoneSat 1.0) sowie Alexander (PhoneSat 2.0),^[10] gestartet. Der Start erfolgte vom Mid-Atlantic Regional Spaceport mit einer Antares-Rakete, als Sekundärnutzlast zusammen mit einer Cygnus-Attrappe und dem kommerziellen Dove-1-CubeSat. Die Satelliten erinnerten mit ihren Namen an den Erfinder des Telefons Alexander Graham Bell.

Diese drei PhoneSats sendeten als Amateurfunksatelliten unter dem Amateurfunkrufzeichen KJ6KRW auf der Frequenz 437,425 MHz in der Betriebsart AX.25. Sie verglühten am 26./27. April beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Phonesat 2.4 startete am 20. November 2013 auf einer Minotaur-I-Rakete.^[4]

Phonesat 2.5 startete am 18. April 2014 auf einer Falcon 9.^[11]

Commons: PhoneSat – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Offizielle Website

1. ↑ ^{a b} Klint Finley: Nasa lets you build your own satellite with PhoneSat. Wired, 29. August 2012, abgerufen am 25. April 2013 (englisch): „" PhoneSat -- a project overseen by Nasa's Ames Research Center in Silicon Valley.. The first version of Nasa's satellite -- PhoneSat 1.0 -- costs about $3,500 (£2,200) to build....containing an HTC Nexus One phone running the Android operating system"“ 
2. ↑ Emeline Paat-Dahlstrom: The Inflection Point of New Space: From PhoneSat to Satellite Revolution. In: Quest: The History of Spaceflight Quarterly. Band 32, Nr. 4, November 2025, ISSN 1065-7738, S. 3–6 (englisch, spacehistory101.com [abgerufen am 31. Dezember 2025]). 
3. ↑ 25th annual Best of What's New 2012, Aerospace. Popular Science, archiviert vom Original am 28. Februar 2013; abgerufen am 25. April 2013 (englisch). 
4. ↑ ^{a b} NASA's latest space technology small satellite phones home In: Phys.org, 6. Dezember 2013. Abgerufen am 14. Januar 2020 (englisch). 
5. ↑ NASA Technology Transfer Program NASA Spinoff. Retrieved 2023-08-07.
6. ↑ Rogan Shimmin, Richard Alena, Cedric Priscal, Ken Oyadomari, Thom Stone, Marcus Murbach, Ray Gildstrap: 2016 IEEE Aerospace Conference. 2016, ISBN 978-1-4673-7676-1, The successful Phone Sat wifi experiment on the Soarex-8 flight, S. 1–9, doi:10.1109/AERO.2016.7500826 (englisch). 
7. ↑ NASA’s Exo-Brake 'Parachute' to Enable Safe Return for Small Spacecraft - NASA. 13. Dezember 2016, abgerufen am 31. Dezember 2025 (amerikanisches Englisch). 
8. ↑ COSPAR-Bezeichnung 2013-016E
9. ↑ COSPAR-Bezeichnung 2013-016A
10. ↑ COSPAR-Bezeichnung 2013-016C
11. ↑ SpaceX Falcon 9 successfully launches CRS-3 Dragon | NASASpaceFlight.com. nasaspaceflight.com, abgerufen am 14. Januar 2020 (englisch).