Quelle: Chrunitschew, Dutch Space, ESA, Eurockot, KNMI, NSO. Vertont von Peter Rittinger.

Der beim Start voraussichtlich rund 900 Kilogramm schwere Satellit auf Basis des AstroBus-L 250 M entsteht derzeit in einer Fabrik von Airbus Defence & Space in Stevenage in Großbritannien rund 50 Kilometer nördlich von London. Sentinel 5p ist Teil eines von der Europäischen Union finanzierten und von der ESA umzusetzenden Programms namens Copernicus, dass die offizielle Bezeichnung GMES trägt. GMES steht für Global Monitoring for the Environment and Security, übersetzt weltweites Beobachten von Umwelt und Sicherheit.

Die Aufgabe von Sentinel 5p im Rahmen von GMES wird es sein, die Luftqualität in der Atmosphäre fortlaufend zu messen. Dafür wird der Satellit mit einem Spektrometer namens TROPOMI ausgestattet. TROPOMI steht für TROPOspheric Monitoring Instrument, übersetzt Instrument zur Beobachtung der Troposphäre.

Das Instrument soll die mit SCIAMACHY (SCanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric CHartographY) an Bord des am 1. März 2002 gestarteten ESA-Erdbeobachtungssatelliten Envisat und von OMI (Ozone Monitoring Instrument) an Bord des am 15. Juli 2004 gestarteten Erdbeobachtungssatelliten Aura der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur NASA begonnenen Untersuchungen fortsetzen.

Aktuelle Daten von SCIAMACHY stehen wegen des überraschenden Ausfalls von Envisat am 8. April 2012 nicht mehr zur Verfügung. Aura wird seinen Betrieb deutlich vor dem Start eines Satelliten namens Sentinel 5 (ohne p in der Bezeichnung) mit dem ursprünglich geplanten Nachfolgeinstrument für SCIAMACHY eingestellt haben. Sentinel 5p kommt deshalb die wichtige Funktion zu, einem Instrument eine Plattform zu bieten, das die Lücke füllen und eine Datenkontinuität sicherstellen kann. Das p in Sentinel 5p steht dementsprechend für precursor, übersetzt Vorläufer oder Wegbereiter. TROPOMI soll die Lücke füllen.

TROPOMI ist eine Konstruktion von Dutch Space, einem Unternehmen von Airbus Defence & Space, und wird in Zusammenarbeit mit dem Königlich-Niederländischen Meteorologischen Institut (KNMI), dem Niederländischen Institut für Weltraumforschung (SRON) und der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) realisiert. Finanziert wird das Instrument gemeinsam von der ESA und der niederländischen Raumfahrtorganisation (NSO, Netherlands Space Office).

Es deckt einen Bereich vom Ultravioletten bis zur kurzwelligen Infrarotstrahlung im Spektrum ab (270 – 775 Nanometer), und besitzt zusätzlich die Fähigkeit, kurzwellige Infrarotstrahlung zwischen 2.305 und 2.385 Nanometern zu erfassen. Das eigentliche Instrument hat eine Masse von 206,6 Kilogramm, sein Steuerrechner von 17,4 Kilogramm.

7 Jahre lang soll TROPOMI arbeiten und dabei Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre und unter anderem deren Gehalt an Stickstoffdioxid (NO₂), Schwefeldioxid (SO₂), Kohlenmonoxid (CO), Formaldehyd (CH₂O) und Aerosolen bestimmen und Daten über den Gehalt von Ozon (O₃) sammeln.

Der für Sentinel 5p vorgesehene Erdorbit wird eine Wiederholrate von 17 Tagen erlauben, das bedeutet, der Satellit überfliegt mit seiner Instrumentennutzlast alle 17 Tage bzw. alle 227 Umläufe die selbe Stelle der Erdoberfläche. Die Schwadbreite von TROPOMI beträgt ~ 2.600 Kilometer.

Damit das rund 220 Kilogramm schwere Instrument TROPOMI mit einem Stromverbrauch von maximal 200 Watt sinnvoll betrieben werden kann, soll Sentinel 5p auf eine annähernd polare, sonnensynchrone, 98,74 Grad gegen den Erdäquator geneigte Umlaufbahn in rund 830 Kilometern (824 laut NSO) über der Erde gebracht werden.

Eurockot, ein Gemeinschaftsunternehmen des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Airbus Defense und Space (51%) und des russischen Raumfahrtunternehmens Chrunitschew (49%), wird für den Start von Sentinel 5p eine sogenannte Konversionsrakete namens Rokot bzw. Rockot, eine ehemalige Interkontinentalrakete des Typs SS-19 (alias Stiletto, russische Bezeichnung RS-18), einsetzen, welche um eine neue Oberstufen des Typs Bris-KM von Chrunitschew ergänzt wurde.

Als Starttermin wird derzeit einer im Jahre 2016 anvisiert. Wie bei früheren Rockot-Missionen wird auch der Start mit Sentinel 5p aus einem Startbehälter auf der Startanlage 133/3 des Kosmodroms Plesezk im Norden Russlands erfolgen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Astrium, ESA, Eurockot.

Die zwei Starts werden in Plesezk im Norden Russlands voraussichtlich ab Ende 2013 stattfinden. Sentinel 2A und Sentinel 3A sollen dabei auf niedrige polare Erdumlaufbahnen befördert werden. Bei den dabei zur Verwendung kommenden dreistufigen Rockot-Raketen des Anbieters Eurockot handelt es sich um konvertierte Interkontinentalraketen (SS 19), ausgestattet mit Oberstufen des Typs Bris-KM vom russischen Raumfahrtkonzern Chrunitschew. Letzterer ist mit 49% an der in Bremen ansässigen Eurockot Launch Services GmbH beteiligt, Astrium hält 51% der Unternehmensanteile.

Sentinel 2A war 2008 von der ESA bei Astrium in Auftrag gegeben worden. Das unter Verwendung eines in Spanien von CASA hergestellten Satellitenbusses in Friedrichshafen gebaute Raumfahrzeug mit einer Masse von rund rund 1.180 Kilogramm besitzt ein hochauflösendes optisches Sensorsystem. Die Abtastbreite des Systems beträgt rund 290 Kilometer. Das System ist in der Lage, Bilddaten im Bereich des sichtbaren Lichts und im Infraroten in 13 Bändern des Spektrums zu erfassen. Bei vier Bändern beträgt die Auflösung 10 Meter, bei sechs Bändern 20 Metern, und auf drei Bändern ist eine Auflösung von 60 Metern möglich. Die tägliche Datenausbeute wird auf rund 800 Gigabyte geschätzt.

Bei Sentinel 3A handelt es sich um ein Erzeugnis des französisch-italienischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Thales Alenia. Bei seiner Konstruktion wurde direkt auf die Erfahrungen mit den europäischen Erdbeobachtungssatelliten ERS 2 und Envisat zurückgegriffen. Mit einer im C- und im K_u-Band arbeitenden Radaranlage namens Synthetic Aperture Radar Altimeter (SRAL) soll eine Auflösung von rund 300 Metern erreicht werden. Für das Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) an Bord von Sentinel 3A wird ebenfalls eine Auflösung von rund 300 Metern angegeben, Daten sollen auf 21 unterschiedlichen Bändern erfasst werden. Außerdem erhält Sentinel 3A ein SLSTR für Sea and Land Surface Temperature Radiometer genanntes Radiometer zur Temperaturmessung. Die Messgenauigkeit dieses Instruments mit 9 Kanälen und 2 zusätzlichen Bändern zur Feststellung von Bränden auf der Erdoberfläche liegt bei unter 0,3 Grad Kelvin. In der Fläche liegt die Auflösung je nach verwendetem Spektralband zwischen 500 Metern und einem Kilometer.
Die beiden Satelliten sind Bestandteil einer GMES für Global Monitoring for Environment and Security genannten europäischen Initiative zur Nutzung satellitengestützter Erdbeobachtung, die unter anderem der Umweltüberwachung, dem Katastrophenmanagement und der Gewinnung sicherheitsrelevanter Informationen dient. Organisiert und durchgeführt wird GMES unter gemeinsamer Führung der Europäischen Kommission und der ESA.

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