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Autor: Thomas Weyrauch / 29. Mai 2014, 18:34 Uhr

MHS von Wettersatellit MetOp-A wieder im Einsatz

Das MHS für Microwave Humidity Sounder genannte Instrument zur Feuchtebestimmung via Mikrowellenreflektion an Bord des europäischen Wettersatelliten MetOp-A ist wieder im Einsatz. Nach einer Störung am 26. März 2014 musste es außer Betrieb genommen werden.

Quelle: EUMETSAT
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ESA / AOES Medialab

Bild vergrößernMetOp-A über der Erde - Illustration
(Bild: ESA / AOES Medialab)
Seit dem 19. Oktober 2006 kreist MetOp-A mit einer umfangreichen Instrumentenausstattung auf einem sonnensynchronen Orbit um die Erde. Mitte Mai 2007 war die volle Einsatzbereitschaft des Satelliten erklärt worden. Obwohl der Satellit und seine Instrumentierung die Auslegungsbetriebszeit von fünf Jahren bereits deutlich überschritten haben, befindet er sich weiter im Regelbetrieb - mittlerweile parallel zum am 17. September 2012 gestarteten MetOp-B. Der gemeinsame Einsatz der beiden Satelliten des europäischen Wettersatellitenbetreibers EUMETSAT sorgt für zusätzliche Daten und erweiterten Wert für die Nutzer der MetOp-Daten.

Wasserdampf in verschieden Atmosphärenschichten, Bodenfeuchte, Niederschläge und Temperaturen kann MetOp-A mit dem MHS, Masse rund 63 Kilogramm, bestimmen. Dabei kommen zwei der fünf parallel nutzbaren Kanäle des Instruments für Messungen in den unteren Atmosphärenschichten und von Bodenfeuchte zum Einsatz. Der H1 genannte Kanal arbeitet mit einer Frequenz von 89 Gigahertz, der Kanal H2 mit 157 Gigahertz. Der Erfassung von Messwerten aus höheren Atmosphärenschichten dienen die Kanäle H3 (183,3 +/- 1,0 Gigahertz), H4 (183,3 +/- 3,0 Gigahertz) und H5 (190,3 Gigahertz).

Daten des MHS werden unter anderem bei numerischen Verfahren von Wettervorhersage-Modellen verwendet und sorgen für verbesserte Vorhersagen.

Am 26. März 2014 wechselte das MHS bei der Ausführung einer Reihe üblicher Steuerkommandos in einen Fehlermodus, was zur Unterbrechung des mit Daten des MHS versorgten Dienstes führte.

Zur Untersuchung der aufgetretenen Anomalie wurde eine Arbeitsgruppe, bezeichnet als ARB für Anomaly Review Board, gebildet, in der Ingenieure von EUMETSAT, der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) und der englischen Niederlassung Portsmouth des Satellitenbauers Airbus Defence and Space zusammenarbeiten.

Die Arbeitsgruppe kam zu dem Schluss, das der wahrscheinlichste Grund für den Instrumentenfehler ein Kurzschluss zweier Schalter für elektrische Heizelemente ist, der einen nominellen Betrieb des Instruments verhinderte und das Potential in sich barg, Überhitzung und Beschädigungen weiterer Geräteteile zu verursachen.

EUMETSAT

Bild vergrößernMicrowave Humidity Sounder (MHS)
(Bild: EUMETSAT)
Um den Fehler vollständig verstehen zu können und seinen Zusammenhang mit an Bord des Satelliten eingesetzter Software abzuklären, wurde eine Reihe von Tests mit dem um die Erde kreisenden Raumfahrzeug durchgeführt. Dabei war extreme Sorgfalt und Vorsicht erforderlich, und man musste sicherstellen, dass MetOp-A sich in einem stabilen, sicher Betriebsmodus befand, wann immer er sich aus dem Bereich der Sichtbarkeit für die Bodenstation Svalbard in Norwegen herausbewegte. Nur jeweils 12 Minuten kann die auf rund 78 Grad Nord gelegene Station auf einer Insel Kontakt zu MetOp-A halten, anschließend dauert es jeweils rund 90 Minuten, bis eine neue Verbindung etabliert werden kann.

Nachdem man das Wissen aller beteiligten Experten zusammen gefasst hatte, mussten zahllose Betriebsprozeduren modifiziert werden, um die Auswirkungen des aufgetretenen Fehlers zu umschiffen und ein neues, zuverlässiges Betriebsprozedurenpaket erarbeitet werden. Die Umsetzung erfolgte schrittweise, jede neue Prozedur wurde mit dem aktiven Erdtrabanten getestet.

Neben der Fehlerumgehung erarbeitete man auch eine verbesserte Autonomie. Um nur mit minimalem Eingriff von Bodenpersonal einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wurden Notfallprozeduren angepasst, die greifen sollen, wenn die Fehlererkennung der On-Board-Software auf unerwartete Veränderungen im Instrumentenbetrieb anspricht.

Die an Bord des Satelliten im Einsatz befindliche Software wurde bei all diesen Bemühungen nicht angetastet. Sie zu verändern hätte erheblichen Zeitaufwand bedeutet. Man schätzt, dass nötige Entwicklungen und Tests möglicherweise mehrere Monate zusätzlich in Anspruch genommen hätten.

Am 20. Mai 2014 konnte das MHS wieder in seinen regulären Abtastmodus versetzt werden. Untersuchungen der anschließend gewonnenen Nutzdaten ergaben, dass das MHS auf allen fünf Kanälen valide Informationen liefert. Seit dem 21. Mai 2014 werden die Bezieher von MHS-Daten von MetOp-A wieder mit solchen beliefert, gab EUMETSAT am 26. Mai 2014 öffentlich bekannt.

MetOp-A ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 29.499 und als COSPAR-Objekt 2006-044A.

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