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Satelliten-Duo beginnt engen Formationsflug
Redaktion
/ Pressemitteilung des DLR
astronews.com
15. Oktober 2010
Die Vermessung der Welt in 3D - diesem Ziel sind jetzt das Deutsche Zentrum für
Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Raumfahrtunternehmen Astrium einen
entscheidenden Schritt nähergekommen: Der Radarsatellit TanDEM-X ist am
14. Oktober 2010 mit seinem "Zwilling" TerraSAR-X in den engen
Formationsflug übergegangen. Die Vorbereitungsphase soll bis Ende des Jahres
abgeschlossen sein.
Der Radarsatellit TanDEM-X ist am 14. Oktober
2010 mit seinem "Zwilling" TerraSAR-X in den
engen Formationsflug übergegangen. Jetzt fliegen
die beiden Satelliten gemeinsam auf "Augenhöhe"
mit 350 Meter Abstand zueinander. Die beiden
Satelliten arbeiten nun synchron und sind in der
Lage, gleichzeitig Aufnahmen desselben Gebiets zu
machen.
Bild: DLR |
Die beiden Erdbeobachtungssatelliten verfolgten sich zuletzt in einem
Abstand von 20 Kilometern. Dies entspricht einem Unterschied von knapp
drei Sekunden Flugdauer. Jetzt fliegen die beiden Satelliten gemeinsam
auf "Augenhöhe" und sind mit ihren Radarantennen in der Lage,
gleichzeitig Aufnahmen desselben Gebiets zu machen. Ziel der Mission ist
die Erstellung eines hochgenauen, dreidimensionalen Höhenmodells der
gesamten Erdoberfläche. Dazu ist ein dreijähriger Parallelbetrieb der
Satelliten notwendig. Mit dem Übergang in die enge Formation ist die
letzte Vorbereitungsstufe der TanDEM-X-Mission erreicht. Zum
Jahreswechsel soll der Routinebetrieb beginnen.
Die von DLR-Wissenschaftlern patentierten Umlaufbahnen von TerraSAR-X
und TanDEM-X sind wie die Stränge einer Doppelhelix angelegt –
sie umkreisen sich gegenseitig, ohne sich dabei zu kreuzen. Die
Annäherung für den endgültigen Formationsflug führten die
Wissenschaftler des DLR Oberpfaffenhofen innerhalb von drei Tagen durch:
"Zuerst mussten wir mit Hilfe eines Bahnmanövers die Umlaufdauer von
TanDEM-X verkürzen, so dass der Satellit den 20 Kilometer weiten
Vorsprung von TerraSAR-X einholen konnte. Über zwei weitere
Manöver haben wir dann den Abstand der Satelliten zueinander verringert,
der ab jetzt etwa 350 Meter beträgt", erläutert der für TanDEM-X
zuständige DLR-Flugdynamikexperte Dr.-Ing. Ralph Kahle.
Der geringe Abstand der Satelliten zueinander ermöglicht erstmals die
Synchronisation der beiden Radarsysteme. Über den Inter-Satellite-Link
können TerraSAR-X und TanDEM-X zudem auch gegenseitig
ihren "Gesundheitszustand" überwachen. "Wir betreten hier absolutes
Neuland. Noch nie zuvor wurden zwei Satelliten in einem so engen
Formationsflug über mehrere Jahre operationell betrieben", fasst
Dr.-Ing. Manfred Zink, Projektleiter des TanDEM-X-Bodensegments
zusammen. Eckard Settelmeyer, Direktor Erdbeobachtung & Wissenschaft der
Astrium, ergänzt: "Die Doppelmission wird den satellitengestützen
Anwendungen und der Wissenschaft nochmals einen Schub verleihen."
Der enge Formationsflug läutet den sogenannten "bi-statischen Betrieb"
der TanDEM-X-Mission ein. Die beiden Radarsatelliten arbeiten
nicht mehr unabhängig, sondern synchron. Dabei sendet ein Satellit die
Radarimpulse für die Aufnahme und beide empfangen das am Boden
reflektierte Signal. "Nur im bi-statischen Betrieb erhalten wir die für
das globale Höhenmodell notwendige Bildqualität. Wir haben damit einen
wichtigen Meilenstein der Mission erreicht", betont Zink. Die Antennen
von TerraSAR-X und TanDEM-X ergänzen sich im engen
Formationsflug wie ein Augenpaar. Nun wird die Kombination der beiden
Radarbilder nicht mehr durch unruhige Flächen, wie zum Beispiel Wasser
oder Wälder, beeinflusst und die gemeinsamen Daten lassen sich zu
ungestörten Höhenmodellen verarbeiten.
Dieser Aufnahmemodus bietet außerdem einen energetischen Vorteil: Die
Sendezeit eines Radarsatelliten ist aufgrund des Stromverbrauchs und der
Wärmeentwicklung begrenzt. Im bi-statischen Betrieb jedoch teilen sich
TerraSAR-X und TanDEM-X diese Belastung. Dadurch erzielen die
DLR-Wissenschaftler eine Verdoppelung der maximal möglichen Aufnahmezeit
der Satelliten.
Das umfangreiche Testprogramm der TanDEM-X-Mission läuft
voraussichtlich bis Ende des Jahres 2010. Im Anschluss daran beginnen
die Aufnahmen für das globale Höhenmodell – diese erfolgen nach einer im
Voraus festgelegten Strategie. In der kommenden Phase stellen die
DLR-Wissenschaftler daher sicher, dass der enge Formationsflug optimiert
ist, die bi-statischen Aufnahmen korrekt ausgeführt werden und die
Bildprozessoren den Vorgaben entsprechend funktionieren. Mit dem
erfolgreichen Übergang in die enge Formation steht das DLR kurz vor
Beginn der Betriebsphase der Satellitenmission TanDEM-X.
TanDEM-X wird im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und
Raumfahrt e. V. (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft
und Technologie in Form einer Public Private Partnership mit der Astrium
GmbH durchgeführt. Das DLR ist verantwortlich für die wissenschaftliche
Nutzung der TanDEM-X-Daten, die Planung und Durchführung der Mission
sowie die Steuerung der beiden Satelliten und die Erzeugung des
digitalen Höhenmodells. Astrium hat den Satelliten gebaut und ist an den
Kosten für die Entwicklung und Nutzung beteiligt. Wie bei TerraSAR-X
ist die Infoterra GmbH, ein Tochterunternehmen von Astrium,
verantwortlich für die kommerzielle Vermarktung der TanDEM-X-Daten.
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