Quelle: Fraunhofer FHR 22. August 2024.

22. August 2024 – Durch Nutzung der Bewegung von Erde und Mond wurde mit der 34 Meter großen Antenne der TIRA-Anlage eine deutlich größere, virtuelle Antenne erzeugt und somit eine hohe Auflösung für die Abbildung erreicht. Mit diesem Verfahren zur Erzeugung einer synthetischen Antennenapertur (SAR, engl. Synthetic Aperture Radar) konnte eine zusammenhängende Abbildung der gesamten sichtbaren Mondoberfläche erzielt werden.

Ein neues Zielverfolgungsradar für die TIRA-Anlage
Die stetige Verbesserung der Fähigkeiten der Großradaranlage TIRA (Tracking and Imaging Radar) ist ein zentraler und wichtiger Anteil der Forschung beim Fraunhofer FHR. Bei der Weiterentwicklung der Signalverarbeitungssysteme des Zielverfolgungsradars wird konsequent das Konzept des Software-defined Radar verfolgt, um ein flexibles und zukunftsfähiges Forschungsinstrument zur Weltraumlageerfassung mit Radar zu schaffen.

Die Signalabtastung und die Signalerzeugung erfolgen dabei direkt im Mikrowellenbereich im L-Band bei 22 Zentimetern Wellenlänge, nahe am analogen Frontend der Antenne. Die weitergehende Verarbeitung der digitalisierten Signale findet in Echtzeit auf Grafikprozessoren mittels in Software definierter Verfahren statt. Dies ermöglicht eine flexible Implementierung innovativer Methoden und deren wissenschaftliche Nutzung.

In den letzten Wochen wurde mit der erfolgreichen Durchführung verschiedener Experimente ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung erreicht und ein Nachweis zur Eignung des vom Fraunhofer FHR entwickelten Gesamtsystemkonzepts erbracht.

Das erste Licht für das neue System
Beim ersten Experiment mit diesem neuen Instrument, dem sogenannten First Light oder ersten Licht, wurde zur Untersuchung der Systemstabilität eine Vermessung des Mondes durchgeführt. Dazu wurde der Mond durch den leistungsstarken Sender des TIRA mit der Antennenkeule der Cassegrain-Antenne beleuchtet und die von der Mondoberfläche reflektierten Echos wurden nach circa 2,6 Sekunden empfangen. Die Breite der Antennenkeule entspricht hierbei in etwa dem scheinbaren Durchmesser des Mondes.

Da der Mond für die Keule der Antenne wie ein einzelner Punkt erscheint und nicht aufgelöst von ihr wird, wurde insbesondere die Eigendrehung von Mond und Erde genutzt, um über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten sozusagen virtuell eine viel größere Antenne, die sogenannte synthetische Apertur, aufzuspannen. In der Abbildung rechts ist diese synthetische Apertur (grün) mit der relativen Bewegung des TIRA (rot) zur Mondoberfläche dargestellt.

Zusammen mit der Entfernungsmessung des Radarsystems ergibt sich somit eine Abbildung der Mondoberfläche mit einer Auflösung im Bereich von 20 Metern. Die Reflexionen von der nördlichen und südlichen Oberfläche des Mondes überlagern sich dabei, da sie jeweils gleiche Entfernungen aufweisen. Diese beiden so entstehenden Bilder wurden mit dem Monopulssystem des Zielverfolgungsradars, das eine nachträgliche Formung der Antennenkeule ermöglicht, wieder getrennt. Bei dem Monopulssystem handelt es sich um eine Erregerantennengruppe in der Brennebene des Cassegrain-Reflektorsystems, die bei der Zielverfolgung zur präzisen Messung der Zielrichtung dient.

In den erzeugten SAR-Bildern der Mondhalbkugeln verläuft die synthetische Apertur horizontal, über die Vertikale von oben nach unten verläuft die Entfernung zum Radarsystem.

Aufgaben und Weiterentwicklung der Großradaranlage TIRA
Auf dem Wachtberg am Rhein südlich von Bonn betreibt das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR für das Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) und die Bundesrepublik Deutschland die europaweit einzigartige Großradaranlage TIRA (Tracking and Imaging Radar) als Experimentalsensor zur Weltraumbeobachtung.

Durch die zunehmende Nutzung des Weltraums für militärische und zivile Anwendungen mit hoher Dichte auch immer kleinerer Satelliten ergeben sich neue Forschungsthemen bei der Frage, wie die nationale Infrastruktur durch Bildung eines umfassenden Weltraumlagebildes mittels Radar geschützt werden kann.

Zur Beantwortung dieser Frage entwickelt der Bereich Radar zur Weltraumlageerfassung (RWL) am Fraunhofer FHR die Großradaranlage TIRA regelmäßig weiter. Nachdem in den vergangenen Jahren die Antriebssysteme der in Azimut und Elevation vollbeweglichen Cassegrain-Antenne, die Sendeanlage des Zielverfolgungsradars sowie das die Gesamtanlage schützende Radom vollständig erneuert wurden, sind die Radarinstrumente zur Zielverfolgung und Zielabbildung Gegenstand der aktuellen Entwicklungsarbeiten.

Das hier im Fokus stehende empfindliche Puls-Doppler-Zielverfolgungsradar des TIRA im L‑Band wird mit seinem Monopulssystem bei der Beantwortung von Forschungsfragen zur Detektion, Diskriminierung, präzisen Bahnverfolgung und Bahnbestimmung von Satelliten und Raumfahrtrückständen im erdnahen (LEO) bis zum geostationären Orbit (GEO) bei Objektdurchmessern von wenigen Zentimetern eingesetzt. Dabei ermöglicht die hochdynamische Antenne eine lückenlose Zielverfolgung sichtbarer Bahnabschnitte.

Die gewonnenen Daten und Erkenntnisse aus den Beobachtungen von TIRA sind u.a. Grundlage für Kollisionsvorhersagen, der Analyse von Fragmentationsereignissen und Wiedereintrittsprognosen. Ein aktuelles Beispiel ist die Bahnvermessung und Radarabbildung des ISS-Batteriepacks während seines Wiedereintritts im März 2024. Auch bei der Planung und Durchführung von Missionen zur In-Orbit-Verbringung von Satelliten und der aktiven Beseitigung von Raumfahrtrückständen finden die aus den erhobenen Daten gezogenen Schlüsse Anwendung. Damit entsteht ein wichtiger Beitrag für die Sicherheit unserer nationalen Infrastruktur im Weltraum, in Zusammenarbeit mit Partnern wie dem ressortgemeinsamen Weltraumlagezentrum der Bundeswehr (WRLageZ), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumagentur (ESA).

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: Fraunhofer FHR 26. Februar 2024.

26. Februar 2024 – Erstmalig konnten Änderungen der Struktur beim Wiedereintritt in Bildern festgehalten werden.

Nach einer äußerst erfolgreichen Mission und fast 30 Jahren im Orbit trat ESA’s ERS-2 am 21. Februar 2024 um etwa 18:17 Uhr CET (17:17 Uhr UTC) in die Atmosphäre ein. Zuvor hatten die Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR etwa eine Woche lang den ESA-Satelliten mehrmals vermessen. Die letzten Bilder von ERS-2, wie er durch den Himmel taumelt, wurden durch das 34-m-Antennensystem von TIRA gegen 8:00 Uhr CET am 21. Februar, etwa 10 Umläufe vor dem Wiedereintritt, aufgezeichnet.

Interessanterweise scheinen die Solarmodule von ERS-2 zu dieser Zeit bereits abgeknickt zu sein und sich teilweise vom Rest des Satelliten gelöst zu haben. „In unseren Daten erkennen wir einerseits einen deutlichen Knick der Solarmodule und anderseits auch Artefakte, die durch ein schnelles unkontrolliertes ‚Flattern‘ verursacht werden könnten“, so Felix Rosebrock, Radar-Experte am Fraunhofer FHR. „Das ist besonders bemerkenswert, da hier zum ersten Mal bei einem Wiedereintritt Änderungen an der Struktur in Abbildungen festgehalten werden konnten.“

Bei der Vorhersage der Wiedereintritts-Flugbahn eines Satelliten behandeln Analysten ihn bis zum Ende als starres Objekt. Wenn das Solarmodul von ERS-2 bereits in einem früheren Stadium locker und beweglich war, könnte der Orbit des Satelliten auf unberechenbare Weise von der Atmosphärenreibung beeinflusst worden sein. Die Experten analysieren nun die während des Wiedereintritts von ERS-2 gesammelten Daten, um den frühzeitigen Schaden an den Solarmodulen zu bestätigen. Wenn dies mit der Tatsache zusammenhängt, dass der Wiedereintritt etwas später als vorhergesagt stattfand, könnte diese Forschung dazu beitragen, die Vorhersagen zukünftiger natürlicher Wiedereintritte zu verbessern.

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• ERS-2 kehrt zurück

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Quelle: Fraunhofer FHR 19. Dezember 2023.

19. Dezember 2023 – Für Deutschland – und damit auch für Europa – bricht im Jahr 2024 eine neue Ära in der Weltraumbeobachtung an: Das im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durch das Fraunhofer Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR entwickelte und gebaute Radarsystem GESTRA (German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar) hat nach einer intensiven und erfolgreichen Test- und Verifikationsphase im Dezember 2023 mit der finalen Überprüfung begonnen. Damit ist dieses weltweit einzigartige System zur Weltraumüberwachung in seine mehrmonatige Abnahme gestartet.

Gemeinsam mit Experten des Fraunhofer FHR führte die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR als Teil des Weltraumlagezentrums den Test durch. Während der Demonstration wurden verschiedene Radarmodi erfolgreich überprüft, konkret zwei verschiedene Such-Modi, der Spotlight-Mode und der Tracking-Mode. Die erfassten Sichtungen konnten mit vorhandenen Katalogdaten von Objekten im erdnahen Orbit korreliert werden. Im Schnitt wurden pro Stunde mehr als 200 Objekte aufgespürt, darunter auch kleine Objekte („Cubesats“) in mehreren hundert Kilometern Entfernung. Gesichtet wurden neben zahlreichen Starlink-Satelliten auch die Orbiter Oneweb-0240 (Höhe circa 1200 Kilometer), NOAA 16-DEB (Höhe circa 825 Kilometer), Sentinel 6 (Höhe circa 1300 Kilometer) sowie den Kleinsatellit CUTE1.7 (20x20x10 Zentimeter; Höhe circa 600 Kilometer). Damit erfüllt GESTRA bereits ohne volle Auslastung die gestellten Anforderungen.

Kombination aus Flexibilität und digitaler Technik macht GESTRA einzigartig
Das komplexe Radarsystem umfasst eine Sende- und eine Empfangsantenne, die bei voller Bestückung mit je 256 Einzelelementen versehen sind und deren Radarwellen phasengesteuert werden können (sogenannte „Phased-Array“). Jedes Element der Sendeantenne wird durch einen extrem leistungsfähigen Verstärker angesteuert, so dass die circa vier Meter große Sendeantenne insgesamt eine immense Gesamtleistung vorweisen kann. Die Elemente der Empfangsantenne werden einzeln digital ausgelesen und können mittels spezieller Prozessoreinheiten in Echtzeit zusammengefasst werden. Auf diese Weise ändern die beiden Antennen innerhalb weniger Millisekunden ihre Blickrichtung. Darüber hinaus kann die Antenne mit einem Drehstand mechanisch ausgerichtet werden. Eine eigene Wasserkühlung für jedes einzelne Antennenelement trägt zudem zu einer besonders hohen Radarleistung bei. Dies erhöht die Empfindlichkeit des Systems zusätzlich. Damit ist GESTRA bei der Beobachtung von Weltraummüll nicht nur sehr dynamisch, sondern auch überaus sensitiv. Sender und Empfänger sind in zwei getrennten Containern untergebracht, was den flexiblen Einsatz an unterschiedlichen Orten erlaubt. Diese Kombination aus Mobilität, digitaler Technik und Leistungsfähigkeit macht GESTRA einzigartig. Die Anlage ist auf der Schmidtenhöhe bei Koblenz aufgestellt.

Modernste Radartechnik für mehr Sicherheit im Weltraum
Mit GESTRA steht dem ressortgemeinsame Weltraumlagezentrum im Jahr 2024 eines der weltweit modernsten Radarsysteme zur Weltraumbeobachtung zur Verfügung. Das deutsche Weltraumlagezentrum in Uedem hat schwerpunktmäßig die Aufgabe ein Lagebild für den Weltraum zu erstellen und zu bewerten sowie nationale Raumfahrtsysteme vor der Kollision mit Weltraummüll zu schützen. Nach Inbetriebnahme von GESTRA werden Mitarbeiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR das System aus dem Weltraumlagezentrum heraus steuern. Denn dort laufen alle Messdaten zusammen, um daraus die Bahnen der erfassten Objekte zu bestimmen. Ebenfalls sollen diese Daten von Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland angefragt werden können. Auch auf europäischer Ebene wird das Potenzial von GESTRA im Projekt „EUSST“ (EU Space Surveillance and Tracking) eingebracht. Die Maßnahmen zur Integration des Sensors in EUSST werden Anfang 2024 beginnen und im ersten Halbjahr abgeschlossen sein. Im niedrigen Erdorbit ist GESTRA nicht nur in der Lage, Weltraumschrott zu erfassen, sondern auch offensive Kleinsatelliten anderer Staaten aufzuspüren und deren Bahn zu verfolgen. GESTRA erfüllt vollständig die Anforderungen ziviler und militärischer Weltraumüberwachung und ist somit als prototypisches Weltraumüberwachungsradar ein unverzichtbarer Baustein für eine hoch leistungsfähige, international vernetzte Weltraum-Sicherheitsarchitektur.

Weltraumschrott als Gefahr für die Raumfahrt
Im erdnahen Weltraum ziehen mehrere tausend Satelliten ihre Bahnen. In diesem Bereich befinden sich aber auch zigtausend Teile Weltraumschrott: Insgesamt handelt es sich dabei um mehr als 10.000 Tonnen Material. Der größte Teil davon befindet sich auf niedrigen Orbits in Höhen von bis zu 2000 Kilometern, im sogenannten „Low Earth Orbit“ (LEO). Eine Kollision mit genutzter Infrastruktur im Weltraum ist damit sehr wahrscheinlich. Auch die Internationale Raumstation ISS ist auf ihrem Orbit in rund 400 Kilometern Höhe davon betroffen. Um Kollisionen so weit wie möglich zu vermeiden, werden kontinuierlich verlässliche Daten zur Weltraumlage benötigt, die von Radarsystemen wie GESTRA bereitgestellt werden können. Entwickelt wurde GESTRA vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg. Die Finanzierung erfolgte durch die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Betrieben wird das Radarsystem zukünftig vom ressortgemeinsamen Weltraumlagezentrum in Uedem, welches vom BMWK und vom Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) finanziert wird.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: ESA 5. September 2023.

5. September 2023 – Um die Menge an Raumfahrtrückständen einzuschränken, wird in internationalen Vorschriften festgelegt, wie lange ein Satellit nach Beendigung seiner Mission in der Umlaufbahn verbleiben darf – nicht länger als 25 Jahre.

Bei Missionen im niedrigen Erdorbit erfolgt die Rückkehr schneller, da sie von der dünnen Erdatmosphäre erfasst und so zügiger zurückgebracht werden können.

Im Rahmen des unterstützten Wiedereintritts von Aeolus im Juli 2023 – dem ersten seiner Art – wurde das ohnehin bereits geringe Risiko durch herabfallende Trümmerteile um den Faktor 150 reduziert. Gleichzeitig wurde auch die Zeitspanne, in der Aeolus unkontrolliert in der Umlaufbahn verblieb, um einige Wochen verkürzt, wodurch das Risiko von Kollisionen mit anderen Satelliten auf dieser wichtigen Weltraumautobahn begrenzt wurde.

Bewegende Momente
Aeolus wurde somit kurzzeitig zu Weltraummüll, nachdem am 28. Juli 2023 um 17:43 MESZ der letzte Befehl an den Satelliten gesendet wurde und das Flugkontrollteam in der Folge nicht mehr mit der Mission kommunizieren oder sie beeinflussen konnte. Nach monatelangen Vorbereitungen und einer Woche intensiver und kritischer Operationen hatte das Team alles im Rahmen des Möglichen getan. Der Satellit wurde passiviert – abgeschaltet – und dem ESA-Büro für Raumfahrtrückstände übergeben, das den endgültigen Sinkflug verfolgte.

Beim Blick auf die wahrscheinliche Flugroute war klar, dass man mithilfe des Weltraumbeobachtungsradars TIRA (Tracking and Imaging Radar) des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik in Deutschland (Eifel) eine „gute Sicht“ haben würde. Die 34-Meter-TIRA-Antenne konnte Aeolus gegen 18:20 Uhr MESZ etwa vier Minuten lang verfolgen.

„Betreiber*innen von Raumsonden sind es gewohnt, mit ihren Missionen in Dialog zu treten, aber Raumfahrtrückstände können leider nicht kommunizieren. Diese letzten Beobachtungen bestätigten, dass der finale Wiedereintritt von Aeolus gut verlaufen war und dass der nun ‚dahingeschiedene‘ Satellit in die erwartete elliptische Umlaufbahn mit einer Mindesthöhe von 120 Kilometer gelangt war“, erklärt Benjamin Bastida Virgili, Experte im ESA-Büro für Raumfahrtrückstände.

„Wenn man sich den Weg von Aeolus eher als einen leicht gequetschten Kreis und nicht als eine Linie vorstellt, wurde dieser bei seiner Rückkehr kleiner und kreisförmiger, seine Höhe stieg und fiel jedoch nach wie vor. Anhand dieser Informationen zur Bahn von Aeolus haben wir eine neue Schätzung der Wiedereintrittszeit berechnet, die etwas mehr als zwei Stunden später auf unserer geplanten Bodenspur erfolgte.“

Dies war das letzte Mal, dass die Missionsteams Aeolus sahen. Er war immer noch komplett und nur zwei Stunden davon entfernt, in der Erdatmosphäre über der Antarktis, weit entfernt von bewohnten Gebieten, zu zerfallen. Gegen 20:40 Uhr MESZ wurde Aeolus dann für etwa zwei Minuten zu einer vorübergehenden Feuerkugel in der Atmosphäre.

„Normalerweise gehen wir davon aus, dass wir eine Mission zum letzten Mal sehen, wenn sie auf die Spitze einer Trägerrakete gesetzt wird und sich die Verkleidung um sie herum schließt“, sagt Aeolus-Missionsmanager Tommaso Parrinello.

„Aeolus ist ein bemerkenswertes Beispiel für nachhaltige Raumfahrt und verantwortungsvollen Betrieb. Wir haben die Mission so lange wie möglich begleitet und ihre Rückkehr so weit wie möglich unterstützt. Diese Bilder sind unser letzter Abschied von der Mission, die wir alle vermissen, deren Vermächtnis aber weiterleben wird.“

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• ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission – ESA Earth Explorer) auf VEGA

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Quelle: Fraunhofer FHR 11. Mai 2023.

11. Mai 2023 – Als Pilotanwendung fungiert dabei die Überwachung von Schienenstrecken. Das Projekt läuft bis zum 30. November 2025.

Konsortialpartner des Projektes sind neben dem Fraunhofer FHR die Universitet U NISU (NIS), die Fondazione Bruno Kessler (FBK), Antwerp Space (AWS), das Institut für angewandte Systemtechnik Bremen (ATB) und die OHB Digital Connect GmbH, die auch die Projektkoordination innehat. Das Fraunhofer FHR arbeitet im Rahmen von IIMEO an der Konzeptentwicklung eines Small-SAT NewSpace Entwicklungsprototypen zur echtzeitnahen und hochauflösenden SAR/EO Erdbeobachtung kritischer Infrastruktur aus dem All. Die zukünftige Klein-Satelliten Konstellation im Low Earth Orbit (LEO) soll dabei mit einem abbildenden Radar (Synthetic Aperture Radar, SAR) ausgerüstet sein, welches im Ka-band arbeitet und eine Mindestauflösung von 50 cm hat.

„Das Fraunhofer FHR entwickelt und validiert dazu neuartige Algorithmen zur hochaufgelösten Echtzeitprozessierung der Ka-band SAR Daten bis Level 1 und stellt die Echtzeit-Prozessierten Daten an die weitere Change-Detection Prozessierungskette zur Verfügung. Hierzu gehören auch Konzepte für eine spätere SAR/VIS Fusion unter Betrachtung verschiedener Illuminationsmodi“, so Dr. Stephan Palm, IIMEO Projektleiter am Fraunhofer FHR. „Des Weiteren wird das Fraunhofer FHR als Testplattform ein adaptiertes Miranda 35 Ka-Band FMCW SAR zur Verfügung stellen um in mehreren Messkampagnen die zur Validierung der Algorithmen erforderlichen Daten zu akquirieren. Dazu muss zusätzlich der Sensor in das Flugzeug von OHB integriert werden. Die Daten sollen dabei mit möglichst ähnlichen Parametern erflogen werden wie in einer späteren LEO Konstellation erwartet. Zum Abschluss des Projektes wird es auf Basis des entwickelten Demonstrators und Konzeptes eine Live-Demonstration über kritischer Infrastruktur geben zur echtzeitnahen Evaluierung,“ so Palm weiter.

„Energieversorgung, Kommunikation, Verkehr – die globalisierte Gesellschaft ist in hohem Maße abhängig von funktionierenden Infrastrukturen. Typische Beispiele sind Straßen und Schienenstrecken, aber auch Wasserleitungen, Datenkabel und Stromtrassen“, erklärt OHB-Projektkoordinator Daro Krummrich. „Wie kritisch diese Infrastrukturen für das tägliche Leben sind, zeigt sich vor allem, wenn es zu Störungen kommt. Diese können zum Beispiel durch Naturkatastrophen, Extremwetterereignisse oder gezielte Manipulation verursacht werden. Um die Funktionsfähigkeit kritischer Systeme nach einem Schadensfall zeitnah wiederherstellen zu können, ist ein schneller Überblick über die Gesamtsituation wichtig. Bei IIMEO geht es deshalb darum, wie Funktionsausfälle an Infrastrukturen unabhängig von lokalen Wetterbedingungen und Lichtverhältnissen, vollautomatisiert, auf großer Fläche und nahezu in Echtzeit detektiert werden können.“

Konkret soll im Rahmen des Projektes ein Satellitensystem ganz im Sinne von New Space entwickelt werden: Da zum Infrastrukturmonitoring eine globale Abdeckung und Wiederbesuchszeiten von unter einer Stunde erforderlich sind, gehen die Projektpartner davon aus, dass eine geeignete Konstellation im niedrigen Erdorbit (500 bis 900 Kilometer Höhe) aus mindestens 24 Kleinsatelliten besteht. Als Nutzlast sollen bildgebende Radarinstrumente (Synthetic Aperture Radar, SAR) zum Einsatz kommen, die durch Sensoren für den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (Visible Light, VIS) ergänzt werden. Dadurch können auch bei Nacht und starker Bewölkung hochauflösende Bilder generiert werden.

Ebenfalls im Fokus des Projektes und im Einklang mit den Ansätzen von New Space steht die Entwicklung von Algorithmen. Da bei einer kontinuierlichen globalen Überwachung von Infrastruktur mit SAR- und VIS- Sensoren gigantische Datenmengen produziert werden, ist es notwendig, dass diese bereits an Bord der Satelliten prozessiert werden. Dadurch soll vermieden werden, dass der Daten-Downlink eine Engstelle des Systems darstellt. Davide Di Domizio, Research Programme Administrator bei der European Health and Digital Executive Agency (HaDEA), erklärt: „Im Jahr 2022 wurde im Arbeitsprogramm von Horizont Europa das ehrgeizige Ziel festgelegt, die Leistungsfähigkeit der Schlüsseltechnologien für künftige Erdbeobachtungssysteme bis 2028 zu demonstrieren. Mit der Entwicklung des geplanten On-Board-Datenprozessors ist IIMEO gut positioniert, um einen wichtigen Beitrag zu dieser Mission zu leisten.“

Nach Abschluss der Entwicklungsphase sollen alle relevanten Schlüsseltechnologien zunächst zu einem flugzeuggetragenen Technologiedemonstrator zusammengeführt werden. Ziel der für das Jahr 2025 geplanten Flugkampagne ist, den End-to-End-Prototyp-Downstream-Service einschließlich der Datenverarbeitung an Bord zu demonstrieren. Als Beispielanwendung soll dabei die automatisierte Erkennung von Hindernissen auf Schienenstrecken dienen. Als Kooperationspartner und Pilotnutzer konnte dafür die nationale Gesellschaft für die Verwaltung der Eisenbahninfrastruktur in Serbien gewonnen werden. „Ein satellitengestütztes automatisches Überwachungssystem ermöglicht es, hochwertige Informationen über den Zustand der Infrastruktur in Echtzeit zu sammeln, ohne dass der reguläre Verkehr unterbrochen werden muss und ohne dass Personal vor Ort benötigt wird“, betont Dipl.-Ing. Slobodan Rosić, Risikomanager für die serbische Eisenbahninfrastruktur.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: Fraunhofer FHR 24. Februar 2023.

24. Februar 2023 – Das Bedrohungsspektrum, mit dem die Europäische Union konfrontiert ist, wird immer breiter und erfordert eine neue und robuste Fähigkeit zur Ergänzung bestehender Mittel und zur Bewältigung immer komplexerer Herausforderungen. Das von der EU finanzierte Projekt iFURTHER wird sich auf ein disruptives System von Systemen konzentrieren, das für diesen Zweck geeignet ist und somit die Souveränität und Integrität der Europäischen Union schützen kann.

Aufkommende militärische Bedrohungen für die EU, einschließlich hypersonischer und ballistischer Bedrohungen, zeigen deutlich die Notwendigkeit von Frühwarnsystemen. Angesichts des Bedrohungsspektrums liegt es auf der Hand, dass keine einzelne Technologie und kein einzelnes System allen Bedrohungsarten in allen Situationen gerecht werden kann. Im Rahmen des iFURTHER-Projekts wird daher ein kognitives Netz von Hochfrequenzradaren als bahnbrechende zukünftige Verteidigungsfähigkeit zum Schutz der EU konzipiert.

Der Ansatz von iFURTHER
iFURTHER befasst sich mit der verdeckten Überwachung von Luft- und Seegebieten durch die Entwicklung neuer Konzepte für Überhorizont-Radare, die in ein kooperatives Netz von Hochfrequenzsensoren integriert werden sollen. Letztlich wird das Projekt durch die Bereitstellung einer konkreten und skalierbaren Lösung zur Entwicklung einer dauerhaften und sehr weiträumigen EU-Verteidigungsfähigkeit zur Überwachung von Luft- und Seegebieten beitragen.

Die Ziele von iFURTHER sind insbesondere:

• Erkennung und Verfolgung von Luft- und Seezielen über große Entfernungen (über den Horizont hinaus), die weit über die derzeit bestehenden Systeme hinausgehen, durch Nutzung der Reflexionen von Himmels- und Oberflächenwellen-Signalen.
• Schließung von Lücken und Erweiterung der derzeitigen EU-Luft- und Seeradarabdeckung durch Einführung einer multistatischen Sensorkonfiguration, unterstützt durch Ad-hoc-Netzprotokolle und eine geeignete Infrastruktur für die Synchronisierung und Koordinierung der Sensoren (z. B. C2).
• Implementierung von kognitiven Radar-Managementsystemen zur Optimierung der Betriebsparameter in Echtzeit und in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen (z. B. Zustand der Ionosphäre) auf der Grundlage robuster Ionosphärenmodelle und Sondierungsprotokolle (ohne die Entwicklung von Ionosphärensensoren auszuschließen).
• Anwendung fortschrittlicher Signalverarbeitungstechniken zur Verbesserung der Erkennungs- und Verfolgungsleistung über den Horizont hinweg sowie der Ziellokalisierungsfähigkeiten.
• Nutzung der verfügbaren nicht-kooperativen Beleuchtung und Anwendung kognitiver Funktionen auf Netzwerkebene zur Entwicklung neuer Techniken für die optimierte Nutzung des elektromagnetischen Spektrums und der passiven Verarbeitung.

Konsortium
Das iFURTHER-Konsortium besteht aus 18 Partnern (4 Industrieunternehmen, 7 RTO und 5 KMU) aus 10 Ländern. Alle Partner verfügen über herausragende Kompetenzen auf ihrem jeweiligen Gebiet und stellen ergänzendes Know-how für den erfolgreichen Abschluss des Projekts zur Verfügung.

Die Partner sind im Folgenden aufgeführt (Kurznamen in Klammern):

• Hellenic Aerospace Industry S.A. (HAI), Griechenland
• Office National d’Etudes et de Recherche Aérospatiales (ONERA), Frankreich
• Nationales Observatorium von Athen (NOA), Griechenland
• i-Matik Ltd (IMTK), Griechenland
• Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT), Italien
• Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Italien
• Warschauer Universität für Technologie (WUT), Polen
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (Fraunhofer), Deutschland
• HELZEL Messtechnik GmbH (HZM), Deutschland
• tms technisch-mathematische Studiengesellschaft mbH, Deutschland
• INDRA Sistemas S.A. (INDRA), Spanien
• Universität von Alcalà (UAH), Spanien
• BHE Bonn Hungary Electronics Ltd. (BHE), Ungarn
• Signal GeneriX Ltd (SG), Zypern
• Patria Aviation Oy (PATRIA), Finnland
• ERA a.s. (ERA), Tschechische Republik
• Ministerium für nationale Verteidigung, Griechenland (HMOD), Griechenland
• L-up SAS (LUP), Frankreich

Wichtigste Fakten
iFURTHER (vollständiger Titel: „hIgh FreqUency oveR The Horizon sensors‘ cognitivE netwoRk“) ist ein dreijähriges Forschungsprojekt, das von dem Europäischen Verteidigungsfond unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101103607 mit einem Gesamtbudget von 10,95 Millionen Euro finanziert wird. Starttermin: 1. Dezember 2022.

Finanziert von der Europäischen Union. Die dargelegten Ansichten und Meinungen sind die des Autors/der Autoren und spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Union wider. Weder die Europäische Union noch die Bewilligungsbehörde können für sie verantwortlich gemacht werden.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: FHR 2. Februar 2023.

2. Februar 2023 – Der Sensorspezialist HENSOLDT hat eine Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR vereinbart, mit dem Ziel, den Technologiedemonstrator GESTRA (German Experimental Space Surveillance und Tracking Radar) in ein serienreifes, operationell einsatzfähiges System mit dem Namen Custodian zu überführen. Dazu hat HENSOLDT die notwendigen Lizenzen von der Fraunhofer-Gesellschaft erworben und eine Kooperationsvereinbarung geschlossen.

Der Prototyp wurde vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt. Das Radar ist derzeit auf dem Standortübungsplatz Schmidtenhöhe bei Koblenz in Betrieb und erbringt dort erste Leistungsnachweise. Ein weiterer Bestandteil des DLR-Auftrages ist unter anderem die Verwertung der erforschten Technologie durch einen geeigneten Industriepartner. Nach Ausschreibung im internationalen Wettbewerb hat Fraunhofer jetzt die Rechte zur Serienreifmachung an den Ulmer Radarspezialisten HENSOLDT Sensors GmbH vergeben. Am 12. Januar 2023 haben beide Unternehmen einen entsprechenden Lizenzvertrag unterschrieben.

„Dieses Vorhaben ist ein Leuchtturm deutscher Leistungsfähigkeit, begründet in der engen Zusammenarbeit zwischen Spitzenforschung und Hochtechnologie-Unternehmen. Damit kann Deutschland eine wichtige nationale Fähigkeit im Bereich einer Schlüsseltechnologie aufbauen und gleichzeitig einen wertigen Beitrag in internationale Partnerschaften einbringen“, freut sich Peter Schlote, Mitglied des HENSOLDT-Executive Committees und Leiter des Geschäftsbereichs Radar in Ulm.

„Auf Basis der GESTRA-Technologie kann ein weltumspannendes Netzwerk von bodengebundenen Radaranlagen zur Überwachung des erdnahen Weltraums aufgebaut werden. Ziel ist die Erfassung und Nachverfolgung von Weltraumschrott, welcher zunehmend eine Gefahr für die Raumfahrt und das Ausbringen und Betreiben von Satelliten darstellt,“ ergänzt Professor Peter Knott, Institutsleiter des Fraunhofer FHR.

Das Team aus Fraunhofer FHR und HENSOLDT erwartet mit Spannung die Konkretisierung von Vergabeabsichten potenzieller Kunden. Besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf die Bundeswehr: „Es ist bekannt, dass die Bundeswehr anstrebt, eigenständige Sensorik für die Weltraumaufklärung zu beschaffen,“ so Peter Schlote. „Wohl wissend, dass die Bundeswehr hohe Anforderungen stellt, wären die Spezialisten des Weltraumkommandos unsere erste Wahl als Partner“.

„Beim Fraunhofer FHR entwickelte Spitzentechnologie gemeinsam mit industriellen Partnern bei der Bundeswehr in den operationellen Einsatz zu bringen ist eine unserer originären Aufgaben“, sagte Professor Knott. „GESTRA spielt dabei für uns eine besondere Rolle, da es eines der größten Entwicklungsprojekte unserer Geschichte in Wachtberg ist“.

Als Plattform für gemeinsame Aktivitäten zum Aufbau eines internationalen Radarnetzwerkes dient ein Koordinierungsausschuss, den HENSOLDT, Fraunhofer FHR und die Deutsche Raumfahrtagentur zur Unterstützung der Vermarktung der Custodian-Technologie ebenfalls gegründet haben.

Eine Kooperationsvereinbarung zwischen HENSOLDT und Fraunhofer FHR stellt sicher, dass auch zukünftige Weiterentwicklungen der Technologie als Fähigkeitserweiterungen in das System einfließen können.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: Fraunhofer FHR 7. September 2022.

7. September 2022 – Im Rahmen einer Messereihe wurden mehrere Experimente mit dem vom Weltraumlagezentrum der Bundeswehr (WRLageZ) betriebenen System am GESTRA-Standort auf der Koblenzer Schmidtenhöhe durchgeführt.

Das im Testbetrieb befindliche Weltraumüberwachungsradar GESTRA wird zurzeit für den operativen Betrieb vorbereitet. Kürzlich erfolgte Messungen des erdnahen Weltraums zeigten vielversprechende Ergebnisse. Das Ziel, die zuverlässige Detektion von verschiedenen Objekten im Weltraum, wurde in allen experimentellen Messungen erreicht.

Alle für die Detektion vorgegeben Objekte wie ausgediente Satelliten, Raketenendstufen oder anderer Weltraumschrott wurden wie erwartet gemessen und durch den Vergleich von Doppelgeschwindigkeit und Range im realen Weltraumkatalog verifiziert. Dabei wurden auch Leistungsparameter wie das Signal-Rausch-Verhältnis ermittelt. Die erzielten Ergebnisse lagen dabei in der mathematisch erwarteten Größenordnung.

Doch GESTRA lieferte sogar darüberhinausgehende Ergebnisse. Auch weitere Objekte, die sich in dem beobachteten Weltraumbereich befanden, wurden vom GESTRA Radar detektiert und mit Hilfe des WRLageZ identifiziert. Diese „Zufallsfunde“ sind eine wichtige Eigenschaft von Weltraumüberwachungsradaren und unterstreichen noch einmal die Bedeutung von GESTRA für mehr Sicherheit im Orbit. Nach dem erfolgreichen Verlauf der ersten Messreihen stehen weitere Messungen an, in denen noch mehr Systemfeatures des GESTRA Radars mit einbezogen werden.

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• Bundeswehr Weltraumlageerfassung mit Radar

Der Beitrag Erfolgreiche Messungen: Weltraumüberwachungsradar GESTRA detektiert Weltraumobjekte zuverlässig erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Fraunhofer FHR.

Am 28. Juni 2020 von 10 bis 16 Uhr öffnet das Fraunhofer FHR seine Tore für Sie! In und um die FHR-Kugel dreht sich an diesem Tag alles um die Radarforschung am Fraunhofer FHR. Erfahren Sie, wie Radar Weltraumforschung und Raumfahrt prägt, Verteidigung, Sicherheit und Verkehr sicherer macht, Umweltprojekte unterstützt und in der Produktion für mehr Qualität sorgen kann. In Vorträgen, Vorführungen und einer Ausstellung werden die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten hierzu vorgestellt.

Ausstellung

Auf etwa 500 m² Ausstellungsfläche präsentiert das Fraunhofer FHR Forschungsarbeiten aus seinen Geschäftsfeldern Verteidigung, Weltraum, Sicherheit, Verkehr und Produktion sowie zur luftgestützten Sensorik und Aufklärung. 

Zudem haben Sie die seltene Möglichkeit, einen Blick in das Weltraumbeobachtungsradar TIRA mit seinem weltgrößten Radom zu werfen. Zusätzlich gibt es regelmäßige Präsentationen und Demonstrationen der Anlage.

Essen und Getränke

Auf dem Gelände befinden sich mehrere Möglichkeiten Essen und Getränke zu erwerben.

Fotografieren und Filmen

In den ausgewiesenen Ausstellungs- und Veranstaltungsflächen ist Fotografieren und Filmen grundsätzlich erlaubt, jedoch keine Fluggeräte mit Kameras. In Einzelfällen kann das Fotografieren und Filmen untersagt werden.

Beachten Sie bitte dabei die Persönlichkeitsrechte der Fraunhofer-Mitarbeiter und der anderen Besucher.

Einlass

Der Einlass beginnt um 10 Uhr, letzter Einlass ist 15.30 Uhr.

Zum Eintritt auf das Gelände benötigen Sie einen gültigen Personalausweis / Reisepass o.ä. Ihr Vorname, Name und Personalausweisnummer werden dokumentiert. Kinder unter 16 Jahren werden nicht namentlich erfasst.

Sicherheitskontrolle

Aufgrund der aktuellen Sicherheitslage wird eine Taschen- und Personenkontrolle auf gefährliche Gegenstände durchgeführt. Um den Ablauf möglichst reibungslos zu gestalten, zeigen Sie dem Sicherheitspersonal unaufgefordert alle Taschen, Rucksäcke etc.. Am besten reduzieren Sie Ihr Gepäck auf das Nötigste.

Die Liste der gefährlichen Gegenstände finden Sie hier zum Download. Als Orientierung: Sie entspricht in etwa dem, was Sie nicht mit in ein Flugzeug nehmen dürfen, aber zum Beispiel sind auch Drohnen oder andere Fluggeräte verboten.

Beachten Sie zusätzlich: Tiere und Fahrräder dürfen nicht mit auf das Gelände genommen werden.

Veranstaltungsort

Die Veranstaltung findet am FHR-Hauptstandort in Wachtberg-Werthhoven, Fraunhofer Str. 20 statt. 

Anfahrt

Mit öffentlichen Verkehrsmitteln:

Sonntags fährt aus Bad Godesberg / Mehlem alle zwei Stunden die Buslinie 857 zum Institut.

Fahrplanauskunft des VRS

Mit dem PKW:

Von Norden aus über die A61 / A555 Ausfahrt Meckenheim-Merl fahren. Dann der Beschilderung folgen oder über die B9 und in Godesberg Richtung Meckenheim fahren.

Von Süden aus über die A61 Ausfahrt Bad Neuenahr fahren oder über die B9 und dann in Remagen Richtung Wachtberg abbiegen.

Parkplätze

Das Institutsgelände ist an diesem Tag für Fahrzeuge gesperrt. 

Eine Übersicht der Parkplätze finden Sie vor der Veranstaltung beim Fraunhofer FHR im Internet.

Der Beitrag Fraunhofer FHR: Tag der offenen Tür 2020 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.