{"id":1743,"date":"2017-08-03T06:00:52","date_gmt":"2017-08-03T04:00:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.m-q.ch\/?p=1743"},"modified":"2017-08-16T14:24:49","modified_gmt":"2017-08-16T12:24:49","slug":"havarierte-satelliten-eigenbewegung-zuverlaessig-definieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.m-q.ch\/de\/havarierte-satelliten-eigenbewegung-zuverlaessig-definieren\/","title":{"rendered":"Havarierte Satelliten: Eigenbewegung zuverl\u00e4ssig definieren"},"content":{"rendered":"
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Das Weltraumbeobachtungsradar TIRA des Fraunhofer FHR. (\u00a9 Foto Fraunhofer FHR)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

Havarierte Satellite sind nicht einfach Weltraumm\u00fcll, sie bergen grossen Gefahren f\u00fcr kursierende Flugobjekte. Der ehemalige Umweltsatellit ENVISAT ist eines der gr\u00f6ssten Raumfahrzeuge, die jemals von der European Space Agency ESA in die Erdumlaufbahn katapultiert wurden. Bereits 2002 wurde der 2,3 Milliarden Euro teure und rund acht Tonnen schwere Umweltsatellit gestartet und verrichtete bis 2012 zuverl\u00e4ssig seinen Dienst \u2013 die \u00dcberwachung des Klimas, der Ozeane und der Landfl\u00e4chen unserer Erde. Dann bliebt der Kontakt zum ENVISAT Satellit aus.<\/p>\n

Der Erdbeobachtungssatellit fliegt in einer erdnahen Umlaufbahn in etwa 800 km H\u00f6he \u2013 eine Region des Erdorbits mit einer hohen Populationsdichte an Weltraumobjekten. „Weltraumm\u00fcll ist ein grosses Problem in der erdnahen Raumfahrt. Der nun unkontrollierte Flug von ENVISAT bedeutet eine allt\u00e4gliche Gefahr von Kollisionen mit aktiven Satelliten und Raumfahrzeugen\u00ab, betont Dr.-Ing. Delphine Cerutti-Maori, Gesch\u00e4ftsfeldsprecherin Weltraum am Fraunhofer FHR. „Dar\u00fcber hinaus entsteht weiteres Risikopotenzial, denn Zusammenst\u00f6sse k\u00f6nnen zur Entstehung neuer Tr\u00fcmmerteile beitragen, die wiederum mit anderen Objekten kollidieren k\u00f6nnten \u2013 ein gef\u00e4hrlicher Schneeballeffekt.“<\/p>\n

„De-Orbiting“ mit Methode<\/strong><\/p>\n

Um der Situation richtig zu begegnen, sucht die ESA zurzeit nach L\u00f6sungsans\u00e4tzen, um ENVISAT auf eine tiefere Umlaufbahn zu bringen und schliesslich in der Erdatmosph\u00e4re kontrolliert und sicher vergl\u00fchen zu lassen. Solche sogenannten „De-Orbiting-Missionen“ k\u00f6nnen jedoch nur gelingen, wenn zuvor die Eigendrehbewegung des Satelliten korrekt bestimmt wird. Erst dann kann festgelegt werden, mit welcher Methode der Satellit eingefangen werden soll. „Unser Weltraumbeobachtungsradar TIRA kombiniert ein Ku-Band-Abbildungsradar und ein L-Band-Zielverfolgungsradar“, erkl\u00e4rt Dr.-Ing. Ludger Leushacke, Abteilungsleiter Radar zur Weltraumbeobachtung am Fraunhofer FHR.<\/p>\n

„Im Gegensatz zu optischen Systemen bietet unser Radar-System entscheidende Vorteile: Vollst\u00e4ndige Unabh\u00e4ngigkeit vom \u00f6rtlichen Wetter, Einsatzf\u00e4higkeit bei Tag und bei Nacht, sowie eine Aufl\u00f6sung, die v\u00f6llig unabh\u00e4ngig von der Entfernung des Objekts ist. Zudem k\u00f6nnen wir sowohl die Drehgeschwindigkeit von schnell rotierenden Objekten wie ENVISAT als auch von langsam rotierenden Objekten bestimmen“, erkl\u00e4rt der Abteilungsleiter Radar am Fraunhofer FHR. Die mit TIRA aufgenommenen Radar-Rohdaten von ENVISAT werden mit am Fraunhofer FHR entwickelten speziellen Methoden prozessiert und im Anschluss ausgewertet.<\/p>\n

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Eigenbewegung von Weltraumobjekten<\/em><\/p>\n

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Die genaue Kenntnis der Eigenbewegung von Weltraumobjekten ist entscheidend f\u00fcr die Unterst\u00fctzung von Missionen in der Raumfahrt. Sie erm\u00f6glicht akute Hilfestellung und Beratung in Notfallsituationen, unterst\u00fctzt eine konkrete Schadensfeststellung und analysiert die Ausrichtung der Solarpaneele zur Sonne, um zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die notwendige Stromversorgung eines Satelliten sichergestellt ist. Dar\u00fcber hinaus gibt sie wertvolle Hinweise und entscheidende Kriterien f\u00fcr die Planung von\u00a0 De-Orbiting-Missionen.<\/em><\/p>\n

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Langzeitanalyse der Eigenrotation <\/strong><\/p>\n

Hochaufgel\u00f6ste Radarbilder werden erzeugt, indem die relative Drehung des beobachteten Objekts zur station\u00e4ren Radaranlage genutzt wird. Dabei wird das Objekt von verschiedenen Betrachtungswinkeln beleuchtet. Allerdings h\u00e4ngt die Querskalierung im Radarbild von der tats\u00e4chlichen Drehgeschwindigkeit ab, die aber selbst ja erst aus den Daten gewonnen werden soll. „Zur Bew\u00e4ltigung dieser Problematik bei der Bildgewinnung hat unser Expertenteam eine geeignete Methodik entwickelt, die Drahtgittermodelle der Objekte verwendet, um die Querskalierung richtig zu sch\u00e4tzen\u00ab, erl\u00e4utert Cerutti-Maori. \u00bbHierzu wird an verschiedene Bilder einer Passage manuell ein Drahtgittermodell des Objektes projiziert. Aus der zeitlichen Entwicklung der Projektionen \u00fcber eine Passage l\u00e4sst sich dann der Rotationsvektor des Objekts zuverl\u00e4ssig absch\u00e4tzen.“<\/p>\n

Kein Zusammenstoss <\/strong><\/p>\n

F\u00fcr die Analyse der langzeitlichen Entwicklung der Eigenbewegung von ENVISAT wurden Beobachtungen aus dem Zeitraum von 2011, kurz vor Abbruch des Kontakts, bis 2016 herangezogen. Im regul\u00e4ren Dienst rotierte ENVISAT relativ langsam mit ca. 0.06\u00b0\/s, was einer Umdrehung pro Erdumlauf entsprach. Kurz nach dem Abriss der Verbindung am 8. April 2012 konnte ein Anstieg der Eigendrehbewegung auf fast 3\u00b0\/s festgestellt werden, etwa 45 Umdrehungen pro Umlauf. Dieser Anstieg der Eigendrehgeschwindigkeit deutet nicht auf einen Zusammenstoss mit anderen Objekten hin, da die Zunahme graduell erfolgte und nicht pl\u00f6tzlich, lautet der R\u00fcckschluss der Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer FHR.<\/p>\n

Seit Mitte 2013 ist eine Verlangsamung der Drehgeschwindigkeit zu beobachten: Sie lag Ende 2016 bei ca. 1.6\u00b0\/s. „Unsere Untersuchungen k\u00f6nnen massgeblich dazu beitragen, in Zukunft eine kontrollierte Entfernung des havarierten ENVISAT zu unterst\u00fctzen, wenn die ESA sich dazu entscheidet“, so Leushacke.<\/p>\n

www.fhr.fraunhofer.de<\/a><\/p>\n

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