Quelle: ESA/Applications/ObservingTheEarth/MeteorologicalMissions/ArcticWeatherSatellite, 22. Januar 2026

Der im August 2024 gestartete Arktis-Wettersatellit wurde in nur drei Jahren und mit einem sehr begrenzten Budget konzipiert und eingesetzt – ein Beispiel dafür, wie mit einem New-Space-Ansatz kleine Satelliten für die Erdbeobachtung realisiert werden können. Entscheidend war, dass die Mission in erster Linie darauf ausgelegt war, zu zeigen, wie eine Konstellation ähnlicher polarumlaufender Satelliten häufige Beobachtungen liefern kann, um sehr kurzfristige Wettervorhersagen und Nowcasts in der Arktis und auf der ganzen Welt zu unterstützen. Dieser Bedarf wird immer dringlicher.

Da der Klimawandel die Wettervariabilität in der Arktis weiter verstärkt, wächst der Bedarf an mehr und häufigeren Daten, insbesondere an Messungen der atmosphärischen Wasserdampfkonzentration. Die Wasserdampfkonzentrationen können sich in dieser Region schnell ändern und haben einen erheblichen Einfluss auf die Genauigkeit der Vorhersagen. Die erforderliche Abdeckung kann nicht von einem einzelnen Satelliten allein erreicht werden, sondern nur durch eine spezielle Konstellation.
Ausgestattet mit einem Cross-Track-Scanning-Mikrowellenradiometer liefert der Arctic Weather Satellite detaillierte Messungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur.

Obwohl es sich um eine Prototyp-Mission handelt, hat das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) die Daten als so gut eingestuft, dass sie in Wettervorhersagen einfließen. Die Daten werden zusammen mit zahlreichen anderen Beobachtungen mit einer Kurzfristvorhersage kombiniert, die sich an früheren Messungen orientiert, um ein möglichst genaues Bild des aktuellen Zustands der Erde zu erstellen. Diese Analyse dient dann als Ausgangspunkt für die Erstellung von Wettervorhersagen. Die Informationen des Mikrowellenradiometers des Arktis-Wettersatelliten ergänzen die Daten ähnlicher Sensoren auf viel größeren Satelliten, die von Organisationen wie der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (Eumetsat), der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und der chinesischen Wetterbehörde (CMA) bereitgestellt werden. Allein diese Tatsache ist ein starkes Indiz für die Exzellenz der Mission und hat dazu beigetragen, den Weg für eine Konstellation ähnlicher Satelliten zu ebnen. So hat Eumetsat bestätigt, dass das Eumetsat Polar System – Sterna (EPS-Sterna) vorangetrieben wird, mit dem Ziel, die ersten Satelliten der Konstellation im Jahr 2029 zu starten.

Ville Kangas, Projektleiter für den arktischen Wettersatelliten der ESA, sagte: „Wir sind sehr stolz auf die Mission des arktischen Wettersatelliten und ich danke allen, die daran mitgewirkt haben. Wir haben diesen innovativen Satelliten unter sehr engen Zeit- und Budgetvorgaben entwickelt und damit bewiesen, dass dieser Ansatz für eine Konstellation solcher Satelliten übernommen werden kann. „Und im Orbit hat der Satellit nicht nur gut funktioniert, sondern die Erwartungen sogar übertroffen, indem er tatsächlich für Wettervorhersagen eingesetzt wurde, was nicht zu seinen Anforderungen gehörte – nur um zu zeigen, dass er dazu in der Lage ist.

„Die Nachricht, dass Eumetsat nun mit EPS-Sterna fortfahren wird, ist in der Tat eine großartige Nachricht, und wir freuen uns darauf, die Konstellation in Zusammenarbeit mit Eumetsat zu entwickeln und aufzubauen.“ Die Konstellation wird aus sechs Satelliten bestehen – und die Satelliten werden während der Laufzeit der Mission zweimal gewartet, um die kontinuierliche Lieferung von Daten bis mindestens 2042 sicherzustellen. Darüber hinaus wird es zwei Satelliten als Ersatz geben, sodass insgesamt zwanzig Satelliten gebaut werden.

Die ESA wird die Beschaffung der Sterna-Satelliten verwalten – ein Kooperationsmodell, das den anderen europäischen Wettermissionen ähnelt, nämlich den geostationären Meteosat- und den polarumlaufenden MetOp-Missionen. Die formelle Vereinbarung zwischen der ESA und Eumetsat soll in Kürze unterzeichnet werden. EPS-Sterna wird globale Beobachtungen liefern, wobei die meisten Daten innerhalb von etwa einer Stunde verfügbar sind und die Wiederholungszeiten für denselben Ort auf der Erde weniger als drei Stunden betragen. Dies ist ein großer Fortschritt gegenüber den derzeitigen polarumlaufenden Satellitensystemen, die denselben Bereich in der Regel nur zweimal täglich beobachten. Die erhöhte Beobachtungsfrequenz wird die Überwachung sich schnell entwickelnder Wetterlagen erheblich verbessern und die Vorhersagen für extreme Wetterereignisse in gefährdeten Regionen wie dem Mittelmeerraum verbessern. Gleichzeitig werden kritische Datenlücken über der Arktis geschlossen – der Region, die sich am schnellsten erwärmt und eine wichtige Quelle für Wettersysteme ist, die Europa beeinflussen und dort oft an Intensität zunehmen.

Fun Fact: Sterna ist die lateinische Bezeichnung für die Küstenseeschwalbe, einen Vogel, der für seine ausgedehnten Wanderungen bekannt ist, was die polaren Umlaufbahnen der Satelliten widerspiegelt.

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• Arktischer Wettersatellit
• AWS – Arctic Weather Satellite

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Quelle: Fraunhofer IAF 16. September 2024.

16. September 2024 – Das hochmoderne Mikrowellenradiometer an Bord des Satelliten enthält vier rauscharme Verstärker des Fraunhofer IAF mit weltweit führender InGaAs-mHEMT-Technologie. Auf der EuMW 2024 in Paris präsentiert das Freiburger Institut vom 24. bis zum 26. September Ausstellungsexemplare der im AWS verbauten Verstärker ebenso wie weitere Hochfrequenzelektronik aus den Anwendungsbereichen Satellitenkommunikation, Mobilfunk oder Tieftemperatur-Messtechnik.

Der Arctic Weather Satellite (AWS) der Europäischen Raumfahrtorganisation (European Space Agency, ESA) wurde am 16. August 2024 auf die Reise zu seiner polaren Umlaufbahn in 600 km Höhe über der Erde geschickt. Mit an Bord: Vier rauscharme Verstärker (low-noise amplifiers, LNAs) des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF aus Freiburg. Sie bilden wesentliche Bestandteile des passiven Mikrowellenradiometers, mit dem der AWS Temperatur und Feuchtigkeit in der Arktis so präzise wie nie zuvor misst. Dies soll dazu beitragen, sowohl die Arktis als auch den Klimawandel, der in ihr besonders sichtbar wird, besser zu verstehen. Ist die Mission erfolgreich, plant die ESA eine weltumspannende Konstellation aus baugleichen Kleinsatelliten in das Weltall zu bringen, um im globalen Maßstab präzisere und kurzfristigere Wettervorhersagen (›Nowcasting‹) sowie Klimabeobachtungen zu ermöglichen.

Die Aufgabe von LNAs in technischen Systemen besteht darin, die Qualität eingehender Signale zu verbessern. Wie ihr Name schon sagt, verstärken sie schwache Signale und verursachen dabei möglichst geringe störende Hintergrundgeräusche (Rauschen), damit Signale leichter erkannt und analysiert werden können. Auf diese Weise erhöhen LNAs die Empfindlichkeit von Systemen.

»Je leistungsfähiger ein rauscharmer Verstärker ist, desto genauer und zuverlässiger kann ein System Daten erheben. Bei der satellitenbasierten Erdbeobachtung spielen sie eine große Rolle, da die Mikrowellenstrahlung, die das Satellitenradiometer erreicht, sehr schwach ist«, erläutert Dr. Fabian Thome, Stellvertretender Geschäftsfeldleiter Hochfrequenzelektronik am Fraunhofer IAF. »Es ist eine großartige Bestätigung und Motivation, dass wir mit unseren LNAs zur besseren Erforschung der Arktis und ihrer Auswirkungen auf das Weltklima beitragen können.«

Fraunhofer IAF trägt LNAs für Frequenzbereiche um 54, 89 und 170 GHz zum AWS-Radiometer bei
Das Mikrowellenradiometer des AWS besteht aus einer Drehantenne, die die von der Erdoberfläche ausgehende natürliche Mikrowellenstrahlung aufnimmt und an vier Hornantennen sowie vier Empfänger weiterleitet. Antenne und Empfänger gehören jeweils zu einer von vier Gruppen aus insgesamt 19 Kanälen, die zusammen ein Frequenzspektrum von 50 bis 325 GHz abdecken: Acht Kanäle mit Frequenzen von 50 bis 58 GHz messen die Temperatur, ein Kanal mit 89 GHz erkennt Wolken, ein weiterer bei 165,5 GHz sowohl Wolken als auch Feuchtigkeit, fünf Kanäle zwischen 176 und 182 GHz sind nur für die Feuchtigkeit zuständig, während zuletzt vier Kanäle bei 325 GHz plus/minus 1,2 bis 6,6 GHz Feuchtigkeit messen sowie ebenfalls Wolken erfassen. Mit dieser technischen Ausstattung ist es dem Radiometer möglich, hochauflösende vertikale Feuchtigkeits- und Temperaturprofile unter allen Wetterbedingungen zu erstellen.

Das Fraunhofer IAF hat insgesamt vier LNAs für drei der vier Kanalgruppen bereitgestellt: ein Modul für den Frequenzbereich um 54 GHz, zwei identische Module für 89 GHz, die für eine größere Gesamtverstärkung in Reihe geschaltet wurden, und ein Modul für den 170-GHz-Bereich. Die Forschenden haben bewährte Technologien auf Basis des Verbindungshalbleiters Indiumgalliumarsenid (InGaAs) weiterentwickelt und auf ihrer Grundlage metamorphe Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (metamorphic high-electron-mobility transistors, mHEMTs) für monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen (monolithic microwave integrated circuits, MMICs) realisiert.

Weltweit führende InGaAs-mHEMT-Technologie für LNA-MMICs
»Bei der Entwicklung von Transistoren und Schaltungen für satellitengestützte Radiometrie-Systeme ist das Fraunhofer IAF weltweit führend. Unsere Module definieren in vielen Leistungsbereichen den aktuellen Stand der Technik«, betont Thome. Dies zeigt sich auch am Beispiel der Module für das AWS-Radiometer: In Tests hat der LNA für den Frequenzbereich um 54 GHz bei einer Verstärkung von 31 bis 28 dB eine Rauschzahl von 1,0 bis 1,2 dB erreicht und verbessert damit deutlich den Stand der Technik. Die anderen AWS-LNAs bewegen sich mit Rauschzahlen von 1,9–2,3 dB bei 23–25 dB Verstärkung (89 GHz) und 3,3–4,1 dB bei 25–30 dB Verstärkung genau im Bereich des aktuellen Stands der Technik (John et al. 2023).

Bei der Entwicklung der Module arbeiteten die Forschenden eng mit dem direkten Auftraggeber ACC Omnisys (AAC Clyde Space) aus Schweden zusammen, der das Radiometersystem für OHB Sweden und die ESA gebaut hat. Bei der Entwicklung und Fertigung der Module konnte das Fraunhofer IAF seine Forschungsinfrastruktur und das Know-how seiner Mitarbeitenden entlang der gesamten Wertschöpfungskette zum Einsatz bringen: Teams aus den Bereichen Mikroelektronik, Epitaxie, Technologie und Feinmechanik haben eng zusammengearbeitet und vom Schaltungsentwurf über Materialwachstum, -bearbeitung und -messung sowie Prozessierung, Vereinzelung, Aufbautechnik bis hin zum Modulbau und der -integration alle wesentlichen Schritte bis zum einsatzbereiten LNA-Module am Fraunhofer IAF durchgeführt. Eine erste Qualifikation der Module für den Einsatz im Weltall fand ebenfalls am Institut statt, bevor die Hardware für die Receiver-Integration übergeben wurde.

AWS und EPS-Sterna: Mit New Space zu präziseren Wettervorhersagen, Nowcasting und Klimabeobachtung
Die Mission des AWS besteht darin, erstmals genauere Wetterdaten für die Arktis zu ermitteln, die kurzfristige Vorhersagen für die Polarregion ermöglichen – bis hin zum sogenannten Nowcasting, das Vorhersagen für die nächsten Stunden bezeichnet. Da die Arktis das weltweite Wetter stark beeinflusst, ermöglichen die Daten auch bessere globale Wettervorhersagen. Das gilt auch für das Klima: Der Klimawandel schreitet in der Arktis schneller voran als in anderen Regionen der Welt. Zugleich wirken sich Veränderungen in der Arktis aufgrund von Rückkopplungseffekten auf das Weltklima aus.

Im Erfolgsfall soll eine ganze Konstellation von baugleichen Kleinsatelliten dem AWS folgen: das EUMETSAT Polar System – Sterna (EPS-Sterna). Geplant ist, immer sechs Satelliten zur gleichen Zeit auf drei verschiedenen Erdumlaufbahnen langfristige Wetterdaten der Polarregionen erheben zu lassen. Das Satellitenset wird dreimal erneuert, so dass insgesamt 18 Satelliten zum Einsatz kommen. Zwei Satelliten sind als Ersatz eingeplant. 2029 soll der erste von sechs EPS-Sterna-Satelliten starten.

Mit diesem Vorhaben verfolgt die ESA erstmals den New-Space-Ansatz, der sich dadurch auszeichnet, dass Projekte in kürzester Zeit mit deutlich geringerem Ressourceneinsatz durchgeführt werden. Im Fall des AWS, dessen Gesamtmasse nur 150 kg beträgt, vergingen vom Projekt- bis zum Raketenstart nur drei Jahre, in denen ein Bruchteil der Kosten verglichen mit früheren Projekten anfiel. Weitere Vorteile von New Space bestehen in der größeren Resilienz von Konstellationen – der Ausfall eines Satelliten im Verbund kann kompensiert bzw. schnell und günstig ersetzt werden – und in der Flexibilität von Missionen, die bei Bedarf ohne großen Ressourceneinsatz verlängert oder verkürzt werden können.

Fraunhofer IAF auf der EuMW 2024
Vom 24. bis zum 26. September 2024 präsentiert das Fraunhofer IAF Ausstellungsexemplare der im AWS-Radiometer verbauten LNA-Module ebenso wie weitere Hochfrequenzelektronik aus den Anwendungsbereichen Satellitenkommunikation, Mobilfunk oder Tieftemperatur-Messtechnik auf der diesjährigen European Microwave Week (EuMW) in Paris (Stand: 202K).

Forschende sind außerdem mit folgenden Themen im Konferenzprogramm vertreten:

Sonntag, 22.9., 8:30–12:20 Uhr, WS09 EuMC, Raum 725–726
Dr. Laurenz John: »THz circuit and front-end developments based on InGaAs-channel mHEMT devices«

Montag, 23.9., 8:30 Uhr, EuMIC03, Raum E04
Dr. Axel Tessmann: »High-Gain 664 GHz Low-Noise Amplifier Modules Based on Advanced InGaAs HEMT Technologies«

Montag, 23.9., 16:50 Uhr, EuMIC14-3, Raum E02
Dr. Philipp Neininger: »mm-Wave GaN Varactors and E-/W-Band Phase Shifter«

Am Mittwoch, den 25. September, können Studierende und Berufseinsteigende aus dem Fachbereich Mikrowellentechnologie das Fraunhofer IAF zudem beim Young Professionals’ Career Event kennenlernen, das von 12 bis 15 Uhr in Halle 7.3 der Paris Expo Porte de Versailles stattfindet. Die Teilnahme ist kostenlos. Ab 19 Uhr findet im Chalet du Lac (avenue Anna Politovskaïa, 75012 Paris) die dazugehörige Career Party statt. Tickets dafür erhalten Interessierte beim Nachmittagsevent.

Über das Fraunhofer IAF
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF ist eine der weltweit führenden Forschungseinrichtungen auf den Gebieten der III/V-Halbleiter und des synthetischen Diamanten. Auf Basis dieser Materialien entwickelt das Fraunhofer IAF Bauelemente für zukunftsweisende Technologien, wie elektronische Schaltungen für innovative Kommunikations- und Mobilitätslösungen, Lasersysteme für die spektroskopische Echtzeit-Sensorik, neuartige Hardware-Komponenten für Quantencomputer sowie Quantensensoren für industrielle Anwendungen. Mit seinen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten deckt das Freiburger Forschungsinstitut die gesamte Wertschöpfungskette ab – angefangen bei der Materialforschung über Design und Prozessierung bis hin zur Realisierung von Modulen, Systemen und Demonstratoren. https://www.iaf.fraunhofer.de

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• AWS – Arctic Weather Satellite

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Quelle: OHB SE 17. August 2024.

Vandenberg / Kista / Bremen, 17. August 2024. Erfolgreicher Lift-Off für den Arctic Weather Satellite (AWS): Der neue Wettersatellit startete mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien, USA. Kurze Zeit später sendete er sein erstes Signal aus dem All. OHB Schweden, ein Tochterunternehmen des Raumfahrtkonzerns OHB SE, hat den Satelliten im Auftrag der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA entwickelt und gebaut. Das Besondere: Von der Auftragsvergabe bis zum Start vergingen nur drei Jahre. Ganz bewusst wurde der New Space-Ansatz gewählt, mit dem neue Konzepte kostengünstig und zügig erprobt werden sollen.

„Mit dem Start dieses Satelliten jetzt die Basis für eine potenzielle große Konstellation zu legen, die es der Wissenschaft ermöglicht, die Arktis besser zu beobachten und damit auch wichtige Daten im Kampf gegen den Klimawandel zu erheben, freut mich sehr. Zudem zeigt diese Mission sehr deutlich, wie gut der New Space-Ansatz funktioniert. OHB Schweden hat in kürzester Zeit unter hoher Zeit- und Kostentreue einen Satelliten entwickelt, der in der Erdbeobachtung einen neuen Maßstab setzt. Wir stehen mit unseren Teams und unseren Partner bereit für weitere Kleinsatelliten dieser Art“, sagte OHB-Chef Marco Fuchs nach dem erfolgreichen Start.

Wetterprognosen und Klimamodelle verbessern
Der Arctic Weather Satellite ist ein Kleinsatellit, 125 Kilo leicht und nur so groß wie eine Geschirrspülmaschine. In 590 Kilometern Höhe kreist er auf einer polaren Umlaufbahn und misst Temperatur und Feuchtigkeit in der Atmosphäre. Dafür nutzt er ein 19-kanaliges, spurüberlappendes Mikrowellenradiometer. Auch bei dichten Wolken, Sturm und Regen sammelt ein rotierender Spiegel die Daten aus der Atmosphäre für den empfindlichen Mikrowellensensor. Mit diesen hochauflösenden Profilen können Meteorolog:innen künftig bessere und vor allem aktuellere Wettervorhersagen erstellen. Zudem werden die Daten dringend gebraucht, um die globalen Klimamodelle zu verbessern, denn die Polargebiete spielen eine Schlüsselrolle im weltweiten Klimageschehen.

Daten aus der Arktis fehlen
Bisher ist die Satellitenabdeckung in der Arktis unzureichend. Die großen europäischen Wettersatelliten (Meteosat) sind im geostationären Orbit auf 36.000 Kilometern positioniert und kreisen über dem Äquator mit der Erde mit, haben also permanent eine halbe Erdscheibe im Blick. Gebiete in den höheren Breitengraden, also nahe unserer Pole, können sie nicht erfassen. Andere Wettersatelliten, z.B. das europäische MetOp-Programm sowie dessen US-amerikanisches Pendant NOAA Joint Polar Satellite System, sind zwar unterwegs in einer erdnahen Umlaufbahn und fliegen auch über die polaren Regionen, ihre Daten reichen aber nicht aus.

Der jetzt gestartete Arctic Weather Satellite und die auf seiner Basis geplante große Konstellation mit Namen EPS Sterna (EUMETSAT Polar System – Sterna) soll die bestehenden Systeme ergänzen, sodass konstant ein Strom von Daten über Temperatur und Luftfeuchtigkeit aus der Arktis zur Verfügung steht. Extrem kurzfristige Wettervorhersagen, sogenanntes Nowcasting, soll dann möglich sein. Das ist wichtig, weil eine verbesserte Wetterprognose für die Polarregionen auch zu einer Verbesserung der globalen Wetterberichte führt. EPS Sterna würde aus drei Generationen von je sechs Kleinsatelliten bestehen und wird von der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Auftrag der Europäischen Organisation für die Nutzung Meteorlogischer Satelliten (EUMETSAT) entwickelt.

Bereit für das New Space-Zeitalter
Der Anfang für diese Konstellation ist mit dem erfolgreichen Start des ersten Arktischen Wettersatelliten gemacht und der Jubel war heute in Schweden besonders groß. Benoit Mathieu, CEO von OHB Schweden, sagte: „Die Tatsache, dass unser Satellit jetzt im Weltraum ist und bald Wetterdaten über der Arktis sammeln wird, macht uns stolz. Dies war eine großartige Teamleistung, und ich möchte dem Team von OHB Sweden und allen Partnern für die gute Zusammenarbeit und der ESA für das Vertrauen in unsere Technologie danken. Der Arktische Wettersatellit ist bereits die dritte Mission, die auf unserer Innosat-Plattform basiert. Der Erfolg dieses Projekts ist der beste Beweis für unsere Fähigkeit, in kurzer Zeit einen leistungsfähigen und kostengünstigen Kleinsatelliten zu entwickeln. Wir sind bereit für das neue Raumfahrtzeitalter.“

Starkes Industriekonsortium
OHB Schweden leitet bei der Arctic Weather Satellite-Mission das Industriekonsortium, zu dem auch Omnisys in Schweden als Generalunternehmer für das Mikrowellenradiometer sowie Thales Alenia Space in Frankreich als Generalunternehmer für das Bodensegment gehören. Insgesamt umfasst das Industrieteam 31 Unternehmen, darunter 14 kleine und mittelständische Unternehmen aus zwölf ESA-Mitgliedsstaaten. Auch Deutschland ist stark durch KMU vertreten, die wichtige Hardware für die Instrumenten- und die Satellitenplattform beigesteuert haben.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: DLR 17. August 2024.

17. August 2024 – Der Erdbeobachtungssatellit „Arctic Weather Satellite“ (AWS) ist am 16. August 2024 um 11:56 Uhr (20:56 Uhr MEZ) mit einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien gestartet. Der Erstkontakt erfolgte um 3:06 Uhr MEZ.

Der Kleinsatellit mit nur 150 Kilogramm Gesamtmasse startet damit seinen einjährigen Betrieb. Mit einem passiven Mikrowellenradiometer misst er Temperatur- und Feuchteprofile der Arktis, einer Region, in der es bislang an Daten für genaue kurzfristige Wettervorhersagen fehlte.

Die Daten von AWS werden die kurz- und mittelfristige Wettervorhersage in den nördlichen Polarregionen wesentlich verbessern. Das arktische Wetter ist ein wesentlicher Einflussfaktor für das globale Wetter, daher werden die Daten auch zu einer deutlichen Verbesserung der globalen Wettervorhersage beitragen.

In Deutschland und Europa besteht ein großes Interesse an einer Nutzung der Daten, da eine verbesserte Vorhersage in der Polregion auch zu einer deutlichen Verbesserung der Wettervorhersagen auf dem europäischen Kontinent führt. Dies gilt insbesondere für ausgedehnte Hitze- und Kälteperioden.

AWS dient dabei als Demonstrator für die geplante Satellitenkonstellation „EPS Sterna“. Sie soll von der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Auftrag der Europäischen Organisation für die Nutzung Meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) gebaut werden. EPS Sterna wird aus drei Generationen von sechs Kleinsatelliten in drei Erdumlaufbahnen bestehen, die langfristig genaue Wetterdaten der Polarregionen liefern werden. Die Konstellation wird eine wichtige Ergänzung von Messdaten der bestehenden Satellitensysteme MetOp-SG von EUMETSAT und JPSS der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sein.

AWS ist dabei Demonstrator für die Funktionsfähigkeit des Satelliten und seiner Instrumente sowie für den Nutzen des kosten- und zeiteffizienten „New-Space“-Ansatzes.

Mit deutscher Technik schnell, kostengünstig und zukunftssicher
Bei der Entwicklung von AWS wurden im Sinne des „New-Space“-Ansatzes gänzlich neue Wege begangen, um kosteneffizient und mit hoher Zeitplantreue zum Ergebnis zu kommen. Dazu wurden insbesondere die technischen Anforderungen und die Prüfprozeduren wesentlich vereinfacht. Von der Erteilung des Auftrags durch die ESA an den Hauptauftragnehmer OHB Schweden bis zur Fertigstellung des Satelliten vergingen dadurch nur 36 Monate. Die Kostentreue war dabei bemerkenswert hoch.

Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, betont die Bedeutung für die deutsche Wirtschaft und Forschungslandschaft: „Ich freue mich sehr, dass wir mit AWS Deutschland als Raumfahrtstandort stärken können. Deutsche Forschungseinrichtungen und mittelständische Raumfahrtunternehmen sind stark an der Entwicklung des Satelliten beteiligt. Bei der geplanten Produktion von insgesamt 20 Satelliten im Rahmen des Programms ‚EPS Sterna‘ werden sich langfristig zahlreiche Aufträge für den deutschen Mittelstand ergeben.“

Deutschland ist über die Europäische Weltraumorganisation ESA mit ungefähr 18 Prozent an den Kosten für AWS beteiligt, die aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) stammen. Die geplante Konstellation EPS Sterna wird über EUMETSAT betrieben und durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) finanziert werden.

„Es ist der ESA gelungen, in kürzester Zeit ein Proto-Flugmodell des AWS zu entwickeln, um dessen operationelle Einsatzbereitschaft in Vorbereitung auf ein mögliches, zukünftiges EUMETSAT-Programm zu demonstrieren. Hier zeigt sich wie mit Hilfe von New Space Ansätzen erfolgreich und effizient Satelliten entwickelt und gebaut werden können. Genau dieses Innovationsökosystem wollen wir mit unserer Raumfahrtstrategie vorantreiben“, sagt Dr. Anna Christmann, Koordinatorin der Bundesregierung für die Deutsche Luft- und Raumfahrt.

Stefan Schnorr, Staatssekretär im Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV), ergänzt: „Mit dem neuen Erdbeobachtungssatelliten erhalten wir so detailreiche Einblicke wie niemals zuvor in die klimatischen Entwicklungen in der Arktis – einer Region, die maßgeblich vom Klimawandel betroffen ist. AWS steht für Spitzentechnologie, die Maßstäbe setzt. Der neue Satellit wird dazu beitragen, die Wettervorhersagen in Deutschland und Europa weiter zu verbessern.“

Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR koordiniert die deutschen ESA-Beiträge.

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• Transporter-11 auf Falcon-9

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Quelle: ESA 16. August 2024.

16. August 2024 – Um 21:50 Uhr MESZ trennte sich Φsat-2 von der Rakete und um 23:47 Uhr MESZ empfing die Svalbard-Bodenstation in Norwegen das entscheidende Signal, dass sich Φsat-2 nun sicher in der Umlaufbahn befindet.

Der Arktische Wettersatellit trennte sich am 16. August um 23:30 Uhr MESZ von der Rakete und am 17. August um 03:06 Uhr MESZ wurde das Signal, das den einwandfreien Zustand des Arktischen Wettersatelliten anzeigte, von der KSAT-Bodenstation in Svalbard, Norwegen, empfangen.

Die Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, Simonetta Cheli, erklärte: „Der heutige Tag stellt mit dem Start von zwei bahnbrechenden ESA-Missionen einen wichtigen Meilenstein dar.

„Der wegweisende Arktische Wettersatellit wird aufzeigen, wie die Verfügbarkeit häufigerer Daten die Wettervorhersagen für die arktische Region verbessern kann, wo der Mangel an Daten seit langem eine Herausforderung darstellt. Diese Mission zeugt von unserem Engagement, die Raumfahrttechnologie schnell und effizient voranzutreiben – von der Auftragsvergabe bis zur Fertigstellung vergingen lediglich 36 Monate.

„Wir freuen uns auch über den Start von Φsat-2, der die transformierende Kraft der künstlichen Intelligenz bei der Erdbeobachtung unter Beweis stellen wird. Mit dieser Mission wird eine neue Ära umsetzbarer Erkenntnisse aus dem Weltraum eingeleitet, die intelligentere und wirksamere Wege zur Überwachung unseres Planeten verspricht.“

Über den Arktischen Wettersatelliten der ESA
Der Arktische Wettersatellit der ESA ist ein Prototyp, der die Wettervorhersage in der Arktis verbessern soll. In dieser Region mangelt es derzeit an Daten für genaue Kurzzeitvorhersagen.

Der Satellit baut auf bestehenden Überwachungssatelliten für die Arktis auf und wird präzise, kurzfristige Wettervorhersagen für die arktische Region liefern.

Er ist mit einem spurübergreifenden 19-Kanal-Mikrowellenradiometer ausgerüstet, das hochauflösende Feuchtigkeits- und Temperatursondierungen der Atmosphäre bei beliebigen Wetterbedingungen liefern wird.

Der Arktische Wettersatellit ist der Vorläufer einer potenziellen Satellitenkonstellation mit der Bezeichnung EPS-Sterna. Die ESA wird ihn für Eumetsat bauen, wenn der erste Prototyp des Arktischen Wettersatelliten eine gute Leistung erbringt.

Die Konstellation soll einen nahezu konstanten Strom von Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten von jedem Ort der Erde liefern. Dadurch könnten zum ersten Mal sehr kurzfristige Wettervorhersagen in der Arktis gemacht werden – das so genannte „Nowcasting“.

Die Mission des Arktischen Wettersatelliten wird die Erforschung des Klimawandels unterstützen. Der Klimawandel findet in der Arktis schneller statt als in anderen Teilen der Welt – und diese schnellen Veränderungen wirken sich auf das gesamte Erdsystem aus.

Der Arktische Wettersatellit, der das Konzept des „New Space“ aufgreift, wurde nach einem sehr engen Zeitplan unter der Leitung des schwedischen Industriekonsortiums OHB entwickelt und gebaut.

Über Φsat-2
Φsat-2 – ausgesprochen Phisat-2 – ist ein CubeSat, der demonstrieren soll, wie verschiedene KI-Technologien innovative Erdbeobachtung vorantreiben können.

Dieser nur 22 x 10 x 33 cm große Miniatursatellit ist mit einer hochmodernen Multispektralkamera und einem leistungsstarken KI-Rechner ausgestattet, der die Bilder in der Umlaufbahn analysiert und verarbeitet.

Der Satellit verfügt über sechs KI-Anwendungen, die Bilder in Karten umwandeln, Wolken auf den Bildern erkennen, sie klassifizieren und einen Einblick in die Wolkenverteilung geben, Schiffe erkennen und klassifizieren, Bilder an Bord komprimieren und am Boden wiederherstellen, um die Downloadzeit zu verkürzen, Abweichungen in Meeresökosystemen erkennen und Waldbrände entdecken.

Mithilfe von Φsat-2 wird ein neues Zeitalter verwertbarer Erkenntnisse aus dem Weltraum eingeläutet, um die Fähigkeit zum Einsatz verschiedener KI-Anwendungen und -Funktionen zu beweisen – und das alles in der Umlaufbahn.

Darüber hinaus können benutzerdefinierte KI-Anwendungen entwickelt, installiert und auf dem Satelliten betrieben werden – und das sogar, während er sich in der Umlaufbahn befindet. So kann sich Φsat-2 an veränderte Bedürfnisse anpassen und seinen Wert für Wissenschaftler:innen, Unternehmen und Regierungen maximal ausschöpfen.

Φsat-2 ist ein Gemeinschaftsprojekt mit Open Cosmos als Hauptauftragnehmer, unterstützt von einem Industriekonsortium aus CGI, Simera, Ubotica, CEiiA, GEO-K und KP-Labs.

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