Quelle: DLR 19. März 2024.

19. März 2024 – Der Mittelmeerraum Europas trocknet seit Jahren aus. In einigen Regionen Spaniens – wie in der Metropole Barcelona – herrscht Alarmzustand, weil der Grundwasserspiegel teilweise um drei Meter pro Jahr fällt. Und auch auf dem gesamten Kontinent ist er seit dem Rekord-Dürrejahr 2018 konstant niedrig, auch wenn Extremwetterereignisse mit Überschwemmungen in jüngster Zeit einen anderen Eindruck vermitteln. So hat Deutschland innerhalb der vergangenen 20 Jahre mehr als 15 Milliarden Tonnen Wasser verloren. Um solche Daten zu gewinnen und mit ihnen ein genaues Bild von den Grundwasserspiegeln wie auch des globalen Wasserhaushalts zu bekommen, muss man aus dem All unter die Erdoberfläche „schauen“. Hierbei helfen gemeinsam mit anderen Messmethoden seit über zwei Jahrzehnten die Daten eines ganz besonderen Satellitenpärchens: Am 17. März 2002 starteten mit „Tom“ und „Jerry“ die ersten beiden Satelliten im „Gravity Recovery and Climate Experiment“ – kurz GRACE-Mission – der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

22 Jahre später haben die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR und die NASA mit GRACE-C diese sehr erfolgreiche Mission nach GRACE Follow-On (GRACE-FO) zum zweiten Mal verlängert. Das „C“ steht dabei für „Continuity“, womit die Konstanz in den Messreihen dieser Umweltmissionen gewürdigt wird. Von deutscher Seite als wissenschaftliche Beteiligte dabei sind das GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam und das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) in Hannover. Gebaut werden die Satelliten bei Airbus in Friedrichshafen. Wichtige Teile des Instruments kommen dabei von der SpaceTech GmbH in Immenstaad (STI). Der Start für das neue Satellitenpaar von GRACE-C ist für das Jahr 2028 mit einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX vorgesehen. Im Anschluss soll das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) beim DLR in Oberpfaffenhofen die Missionskontrolle übernehmen.

„Ohne Wasser kein Leben. Das macht Wasser gemeinsam mit sauberer Luft zur wichtigsten Ressource, die wir auf der Erde haben. Doch die Grundwasserspiegel auf der ganzen Welt verändern sich stetig. Hierbei geht es nicht um Kleinigkeiten. Mit den GRACE-Satelliten erfassen wir seit mehr als 20 Jahren jede Veränderung dieser Massentransporte global so präzise, dass Forschende zum Beispiel den Wasserhaushalt der Erde mit zuvor unerreichter Genauigkeit und Konstanz messen konnten. Die Mission GRACE-C wird diese unschätzbar wertvolle Datensammlung fortsetzen, die zu den Grundlagen für die Berichte des Weltklimarates gehört“, betont Dr. Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des DLR und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR in Bonn. „Gemeinsam mit der NASA gehen wir nun den GRACE-Weg in der Erdbeobachtung weiter und stärken damit unsere internationalen Kooperationen in der Raumfahrt. Die USA und Deutschland arbeiten seit langem eng bei der Klima- und Umweltforschung aus dem All zusammen. Das Vertrauen, das unsere US-amerikanischen Partner bei diesen Missionen mit der Beauftragung des Satellitenbaus und der Lieferung von wichtigen Teilen des GRACE-C-Instrumentes sowie der Missionskontrolle in deutsches Raumfahrt-Know-How setzen, ist auch ein Zeichen für die Leistungsfähigkeit des Raumfahrtstandorts Deutschland“, unterstreicht Dr. Walther Pelzer.

„GRACE-C ist ein internationales Gemeinschaftsprojekt zur Beobachtung und Erforschung einer der wertvollsten Ressourcen unseres Planeten“, sagt Dr. Nicola Fox, Stellvertretende NASA-Administratorin zuständig für Wissenschaft in Washington. „Von unseren Küsten bis zu unseren Küchentischen gibt es keinen Aspekt unseres Planeten, der nicht von Veränderungen im Wasserkreislauf betroffen ist. Die Partnerschaft zwischen der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt wird eine entscheidende Rolle bei der Vorbereitung auf die Herausforderungen von heute und morgen spielen“, so Nicola Fox weiter.

GRACE-C – NASA verlässt sich auf deutsche Raumfahrtexpertise
Gebaut werden die beiden Satelliten im Auftrag des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) bei Airbus in Friedrichshafen. Herzstück der GRACE-C-Mission ist dabei die präzise Messung von winzigen Abstandsabweichungen zwischen den beiden Satelliten auf ihrem Weg um unsere Erde. Bei GRACE-C wird diese Entfernung mittels Laser-Interferometrie bestimmt. Ein wichtiger Teil dieses Laser Ranging Interferometer (LRI)-Systems – die sogenannte optische Bank und der Retroreflektor – kommt dabei von der Firma SpaceTech GmbH in Immenstaad am Bodensee. Deren Ingenieurinnen und Ingenieure werden dabei vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) in Hannover unterstützt. Das AEI berät technisch und bezahlt die Beschaffung von LRI-Komponenten sowie von Test-Equipment, die wiederum von STI beauftragt werden. Das AEI überwacht auch die technischen Funktionen des LRI in der Betriebsphase.

GRACE-C – Wassermassen und Kontinente werden aus dem All gewogen
Doch wie messen die Satelliten mit diesem besonderem Lasersystem eigentlich die Verschiebung der Massen? Die Idee hinter dem GRACE-Prinzip ist eigentlich ganz einfach: Das Satellitenpärchen erfasst die Massen alleine anhand ihrer Schwerkraftwirkung. Dafür fliegen die beiden Satelliten jeweils in einem mittleren Abstand von nur rund 220 Kilometern hintereinander her. Relative Distanzabweichungen und Geschwindigkeit der beiden werden dabei mithilfe der Laser ständig ganz exakt gemessen. Dabei wird eine Genauigkeit von 200 bis 300 Picometern erreicht, was in etwa der Größe eines Atoms entspricht.

„Gestein und Wasser – egal ob in fester oder flüssiger Form – beeinflussen dabei mit ihren Massen die Flugbahn der Satelliten im All. Je stärker diese Gewichtskraft ist, desto mehr wird der voranfliegende Satellit beim Überflug von ihr angezogen. Dadurch beschleunigt er und entfernt sich vom anderen Satelliten. Je schwächer diese Kraft ist, desto weniger wird der voranfliegende Satellit beschleunigt. So nähert er sich wieder dem hinteren an. Diese minimale Veränderung im gegenseitigen Abstand wird kontinuierlich über jeden Umlauf um die Erde gemessen. Im übertragenen Sinne wiegen wir mit GRACE, wie Eisschilde und auch die Kontinente von Monat zu Monat ab- oder zunehmen“, erklärt Dr. Sebastian Fischer, GRACE-C-Programmleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Doch das Wiegen geschieht nicht nur im All. Erst anhand von komplizierten Rechenverfahren am Boden werden die minimalen Bewegungen der Satelliten im Erdorbit in Schwerefeldwerte übersetzt und mit anderen Daten kombiniert. Dies ermöglicht unter anderem die Messung von Änderungen im Grundwasserspiegel mit einer Genauigkeit von einem Zentimeter auf 400 Kilometer Durchmesser – und das alle 30 Tage für die gesamte Erde. Hierbei spielt das GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam eine wichtige Rolle: Es wird für den Aufbau des sogenannten Science Data Systems (SDS) auf deutscher Seite zuständig sein. In der Betriebsphase ist das GFZ dann für den wissenschaftlichen Betrieb von GRACE-C zuständig.

GRACE-C – deutsch-amerikanische Mission unter DLR-Kontrolle
Nach dem Start der beiden GRACE-C-Satelliten an Bord einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX voraussichtlich im Jahr 2028 werden sie in rund 500 Kilometern Höhe ausgesetzt. Rund eine Minute später soll die erste Kontaktaufnahme mit einer Bodenstation stattfinden. Wie bereits bei GRACE und GRACE-FO werden auch die beiden GRACE-C Satelliten nach dem Start durch das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum im DLR (GOSC) in Oberpfaffenhofen gesteuert.

GRACE – erfolgreiche Missionsreihe zur Beobachtung unserer Umwelt
GRACE war eine gemeinsame Mission der US-Raumfahrtbehörde NASA und des DLR, die bis zum Jahr 2017 betrieben wurde und damit dreimal länger als ursprünglich geplant aktiv war. Die wissenschaftliche Datenauswertung erfolgte durch die University of Texas und durch das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ). Der Betrieb oblag dem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum beim DLR in Oberpfaffenhofen und wurde vom DLR (aktuell der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem GFZ finanziert. Das NASA JPL managte die Mission im Auftrag des NASA Science Mission Directorate in Washington. Die GRACE-„Zwillinge“ wurden von Airbus in Friedrichshafen im Auftrag der NASA gebaut. Dort entstanden, wiederum NASA-finanziert, auch die Nachfolger der Mission GRACE-FO, die seit ihrem Start am 22. Mai 2018 die Gravitationsmessungen fortsetzen. Auch die GRACE-C-Mission, die im Jahr 2028 starten soll, wird in Friedrichshafen gebaut. Der deutsche Beitrag wird von der Deutschen Raumfahrtagentur mit mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) umgesetzt. Dies wird durch Beiträge der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) und der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) auf deutscher Seite unterstützt. Das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) wird dabei für die wissenschaftliche Auswertung der Missionsdaten und das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) gemeinsam mit der Firma SpaceTech GmbH in Immenstaad für die Entwicklung und den Bau der laserbasierten Abstandsmessung zwischen dem GRACE-Satellitenpaar zuständig sein.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• GRACE-C

Der Beitrag DLR: GRACE-C – deutsch-amerikanische Umweltmission geht in die Verlängerung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Airbus Defence and Space 19. März 2024.

Friedrichshafen, 19. März 2024 – Airbus hat vom Jet Propulsion Laboratory JPL (Pasadena, Kalifornien) der NASA den Zuschlag für die Entwicklung und den Bau der GRACE-C-Zwillingssatelliten erhalten. Diese neue Mission der NASA und der Deutschen Raumfahrt-Agentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird die mehr als 20-jährige Partnerschaft zwischen den USA und Deutschland fortsetzen und damit die ununterbrochenen Messung des Schwerefelds der Erde gewährleisten. 2002 begann die Kooperation mit GRACE und wurde mit dem 2018 gestarteten GRACE Follow-On fortgeführt.

Während ihrer fünfjährigen nominellen Missionsdauer wird die GRACE-C-Mission (Gravity Recovery And Climate Experiment-Continuity) die Messreihe fortsetzen, mit der beobachtet wird, wie sich das Grundwasser, die Ozeane, die Eisschilde und das Land der Erde von Monat zu Monat verändern, indem Veränderungen im Schwerefeld des Planeten gemessen werden.

Alain Fauré, Leiter von Space Systems bei Airbus, sagte: „Es ist erstaunlich, dass zwei Satelliten, die mehr als 200 km voneinander entfernt sind, uns sagen können, wie schnell unsere Eisschilde schmelzen, ohne auf die Erde zu schauen. Bei der Umweltüberwachung ist Kontinuität ein Schlüsselelement. Die wertvollen Daten, die die bisherigen GRACE-Missionen geliefert haben, sind ein Beweis für ihren Erfolg, und es ist eine großartige Nachricht, dass Airbus weiterhin Teil dieser internationalen Mission ist, die die Instrumente zur Messung der Entwicklung unseres Klimas liefert.”

GRACE-C besteht aus zwei identischen Satelliten, die im Abstand von etwa 200 km auf einer Umlaufbahn in 500 km Höhe mit einer Neigung von 89 Grad fliegen. Jeder Satellit wird etwa 3 x 2 x 1 Meter groß sein und rund 600 kg wiegen. Der Start soll frühestens Ende 2028 von den USA aus erfolgen.

Wie ihre Vorgänger ist auch die GRACE-C-Mission darauf ausgelegt, kleine Abstandsänderungen zwischen den Satelliten aufgrund von Schwerkraftschwankungen mit einer bisher unerreichten Genauigkeit bis auf den Mikrometer genau zu messen. Während die beiden Satelliten die Erde umkreisen, werden Bereiche mit etwas stärkerer Schwerkraft (größere Massenkonzentration) die Position der Sonde und damit den Abstand zwischen den Satelliten beeinflussen. Das äußerst präzise Mikrowellen-Entfernungsmesssystem wird diese Veränderungen aufspüren und die Kartierung des Schwerefelds der Erde mit unübertroffener Genauigkeit ermöglichen.

Anhand der Veränderungen in diesen Schwerkraftkarten – oder der Verfolgung der Massenkonzentration – können die Wissenschaftler im Laufe der Monate oder Jahren den globalen Wasserhaushalt, einschließlich Grundwasserspiegel und Eisschilde, und den Einfluss des Klimawandels beurteilen. Außerdem wird es Einblicke in die Tiefen- und Oberflächenströmungen in den Ozeanen und in den Beitrag der Ozeanhöhen liefern.

GRACE-C ist ein Umbau der beiden GRACE Follow-On Satelliten mit modernster Avionik und dem gemeinsamen US-amerikanisch-deutschen Laser Ranging Interferometer (LRI), das bereits auf GRACE Follow-On als experimentelle Nutzlast geflogen ist und nun das Hauptinstrument für die Entfernungsmessung darstellt.

Die Mission basiert auf einer ressortübergreifenden Partnerschaft zwischen NASA und DLR. Die deutschen Beiträge werden durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz sowie das Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert. Die optische Bank des LRI-Instruments wird von der SpaceTech GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung (Albert-Einstein-Institut) gebaut.

Airbus Defence and Space in Friedrichshafen wird die Satelliten entwerfen, bauen und zum Startplatz liefern, einschließlich der Unterstützung der NASA/JPL in der Start- und frühen Orbitphase (LEOP). Die Mission wird vom Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) des DLR betrieben.

GRACE-C – eine erfolgreiche Serie von Missionen zur Beobachtung der Erdumwelt geht weiter
GRACE-C ist eine gemeinsame Mission der US-Raumfahrtbehörde NASA und der Deutschen Raumfahrt-Agentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der deutsche Beitrag wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) realisiert. Dies wird durch Beiträge anderer Projektpartner auf deutscher Seite unterstützt. Das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) wird für die wissenschaftliche Auswertung der Missionsdaten verantwortlich sein und das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) zusammen mit der Firma SpaceTech GmbH in Immenstaad für den Bau des Lasersystems zur Messung der Entfernung zwischen den GRACE-C-Sonden.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• GRACE-C

Der Beitrag GRACE-C-Auftrag für zwei Satelliten geht an Airbus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 30. Oktober 2023.

30. Oktober 2023 – Kleinsatelliten werden immer kompakter und leistungsfähiger. Die Technologie klassischer Funkkanäle kommt bei der stetig steigenden Satellitenanzahl an ihre Grenzen. Die Laserkommunikation bietet hier Lösungen zur effizienten Übertragung hoher Datenmengen ohne Störeinflüsse auf andere Kanäle. Für diese Anwendung hat das Institut für Kommunikation und Navigation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit der Firma TESAT OSIRIS4CubeSat, das weltweit kleinste kommerziell verfügbare Laserkommunikationsterminal, entwickelt. Die Zuverlässigkeit und die fehlerfreie Funktion des speziell für den Einsatz auf Kleinstsatelliten entwickelten Terminals bestätigte sich beim Testeinsatz im All.

„Dieser Erfolg ist das Ergebnis unserer langjährigen Forschung im Bereich der optischen Satellitenkommunikation“, sagt Dr. Florian David, Leiter des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation. „Er zeigt eindrücklich, wie klein, leicht und gleichzeitig leistungsfähig optische Satellitenterminals ausgelegt werden können. Dies ist ein wichtiger Baustein für zukünftige Satellitensysteme, wie beispielsweise für die Erdbeobachtung oder in Megakonstellationen.“

Kleinsatellit mit optischem Kommunikationssystem
Das erste OSIRIS4CubeSat-Terminal startete am 24. Januar 2021 an Bord des Satelliten CubeL ins Weltall. In der Mission PIXL-1 konnten Bilder, die vom Kamerasystem auf CubeL aufgenommen wurden, über den Laserstrahl von OSIRIS4CubeSat zur Optischen Bodenstation Oberpfaffenhofen gesendet werden. Sowohl der Satellit als auch das Laserterminal wurden seitdem umfangreichen Tests unterzogen. Nun konnten die Tests mit einer Ende-zu- Ende-Demonstration erfolgreich abgeschlossen werden. Die Zuverlässigkeit und die fehlerfreie Funktion von OSIRIS4CubeSat im All wurden bestätigt.

Kleinstsatelliten, sogenannte CubeSats, haben eine standardisierte Würfelform von zehn Zentimeter Kantenlänge und lassen sich beliebig erweitern. Das im Projekt OSIRIS4CubeSat gemeinsam mit TESAT entwickelte Laserkommunikationsterminal entspricht diesem Standard. Durch das patentierte Design, in dem erstmals eine elektronische Leiterplatte als mechanische Basis für die optischen Elemente genutzt wurde, konnte der hohe Grad an Kompaktheit erreicht werden.

Hohe Datenraten, keine elektromagnetischen Störungen
Mit einer Datenraten von 100 Megabit pro Sekunde übertrifft das Laserterminal die Menge an Daten, die mit vergleichbaren Funksystemen übertragen werden können, um ein Vielfaches. So können mit OSIRIS4CubeSat in derselben Zeit etwa zehnmal so viele Daten übertragen werden wie mit S-Band-Systemen gleicher Größe und Leistungsaufnahme. Neben der hohen Datenrate ist Laser als Übertragungsmedium unabhängig von elektromagnetischen Störungen. Kanalübersprechen, wie es bei klassischen Funkkanälen bekannt ist, gibt es bei der Laserübertragung nicht. Das führt dazu, dass für Laserübertragungskanäle keine langwierigen Genehmigungsverfahren seitens der Bundesnetzagentur (BNetzA) oder der International Telecommunication Union (ITU) erforderlich sind.

Bei der Übertragung der Bilddaten per Laser zur Erde kamen im DLR entwickelte Kodierungsverfahren zum Schutz der Daten zum Einsatz. Denn für eine verlustfreie und stabile Übertragung vom Satelliten zur Erde müssen die Daten vor den Störungen durch die atmosphärischen Effekte geschützt werden. Dafür werden sie auf dem Satelliten kodiert, bevor sie mit dem Laserlink zur Bodenstation gesendet werden. Dort werden sie nach dem Empfang wieder dekodiert und anschließend prozessiert. Die Kommandierung, sowie die Wartung und Pflege des Satelliten wurde vom Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) verantwortet. CubeL ist damit der erste CubeSat, der erfolgreich in das bestehende Bodensegment des GSOC integriert werden konnte.

Aus der Forschung in die industrielle Anwendung
Die Ergebnisse aus PIXL-1 zeigen die fehlerfreie Funktionalität des OSIRIS4CubeSat Terminals entlang der kompletten Übertragungskette. Das ermöglicht zukünftig einen breiten Einsatz der Laserkommunikation auf einer Vielzahl von Satelliten. Bereits vor Abschluss der Demonstrationsmission erfolgte die Übergabe der Technologie an TESAT. TESAT hat mittlerweile das Terminal in ihr Portfolio übernommen und bietet es kommerziellen Kunden unter dem Namen „CubeLCT“ beziehungsweise „SCOT20“, welches eine Weiterentwicklung des Produkts ist, an.

Dr. Siegbert Martin, CTO TESAT: „Dies unterstreicht die großen Chancen, welche durch eine Zusammenarbeit aus Forschung und Industrie in Deutschland entstehen.“

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Transporter-1 auf Falcon 9 (B1058.5)

Der Beitrag OSIRIS4CubeSat: Datenübertragung per Laser von Kleinsatelliten demonstriert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 2. November 2022.

2. November 2022 – Seit seinem Start vor sieben Monaten hat der deutsche Umweltsatellit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) fleißig Daten gesammelt. Mehr als 11,4 Millionen Quadratkilometer unserer Erdoberfläche hat er aus circa 650 Kilometern Entfernung mit seinen 242 Spektralkanälen aufgenommen – eine Fläche größer als Europa. Doch diese Daten wurden noch nicht für die Wissenschaft erhoben. Sie wurden gebraucht, um das Hyperspectral Imager (HSI) Instrument optimal für den wissenschaftlichen Betrieb einzustellen und die Qualität der Daten zu überprüfen.

„EnMAP hat uns bereits in seiner sogenannten Kommissionierungsphase erstklassige Aufnahmen von herausragender Qualität von unserem Planeten geliefert. Wir freuen uns, dass wir diese Testphase im Oktober erfolgreich abschließen konnten und nun in den Routinebetrieb starten. Wir dürfen schon sehr darauf gespannt sein, welche neuen, spannenden Erkenntnisse die Wissenschaft in den kommenden Dekaden aus EnMAP-Daten für den Schutz unseres Planeten gewinnen wird. Denn sie können zum Beispiel dazu beitragen, die Erträge in der Landwirtschaft nachhaltig zu verbessern und damit die Ernährungssicherheit bei einer steigenden Weltbevölkerung sicherzustellen“, betont Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, die die EnMAP-Mission im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) führt.

Während der Kommissionierung mussten die verschiedenen Komponenten des EnMAP-Satelliten sowie das HSI-Instrument verschiedene Tests durchlaufen. In dieser heiklen Phase konnte das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen (GSOC) durch seine langjährige Erfahrung zum erfolgreichen Verlauf der Kommissionierung beitragen und wird auch weiterhin für den Betrieb und – wenn nötig – rund um die Uhr für die Sicherheit des Satelliten im All zur Verfügung stehen. Empfangen werden die EnMAP-Daten vom Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) und dem Institut für Methodik der Fernerkundung in Oberpfaffenhofen, die auch alle Bilder im Rahmen der Kommissionierungsphase kalibriert, auf die Eigenschaften des Instrumentes im Orbit optimiert und gemeinsam mit dem GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) die Datenqualität so stetig verbessert haben. Denn die Daten, die der Satellit zur Erde schickt, sind für den Nutzer nicht direkt verwendbar. Nur wenn sie weiterverarbeitet, also kalibriert, mit Lage- und Positionsbestimmungen versehen sowie die Einflüsse der Atmosphäre korrigiert werden, können die Nutzer am Ende quantitative und qualitative Aussagen aus den Produkten ziehen.

Ab sofort können Forscherinnen und Forscher weltweit ihre Anfragen beim DLR einreichen. Auf archivierte Daten kann unmittelbar kostenfrei zugegriffen werden. Ein Konsortium unter Leitung der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR und des GFZ prüft die Beobachtungsanträge, die aus den Bereichen Einflüsse des Klimawandels, Veränderungen der Landbedeckung und Oberflächenprozesse, Biodiversität und Ökosystem, Zugang zu Wasser und Wasserqualität, natürliche Ressourcen sowie Katastrophenmanagement kommen können. Auch für die „International Charter Space and Major Disasters“ zur kurzfristigen Notfallunterstützung im Katastrophenfall wird EnMAP auf Anfrage wichtige Daten liefern und so die Rettungskräfte weltweit unterstützen. Besonders wichtig erachtet die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR die langfristige Überwachung von Umweltveränderungen. Daher wird diesem Themenkomplex ab Start der Routinephase der Mission Priorität bei der Auswahl zukünftiger Beobachtungen eingeräumt.

Auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft
Der Landwirtschaft kommt in unserer Gesellschaft eine bedeutende Rolle in den Bereichen der Nahrungsmittelversorgung, aber auch in der Baustoff- und Energieversorgung zu. Mit EnMAP eröffnen sich nun neue Möglichkeiten für die Präzisionslandwirtschaft und das landwirtschaftliche Monitoring. Denn seine spektral hochaufgelösten Daten enthalten wichtige Informationen über den Zustand und die Gesundheit von Nutzpflanzen. Am 28. Juli 2022 machte EnMAP bereits während der Kommissionierungsphase eine Aufnahme vom nördlichen Raum Münchens. Unter der Verwendung von effizienten Algorithmen und modernen Techniken des maschinellen Lernens konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Departments für Geographie an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) erstmalig biophysikalische und biochemische Pflanzeneigenschaften großflächig quantifizieren und kartieren. Durch eine wachsende Weltbevölkerung und gleichzeitig starke Umwelteinflüsse der Landwirtschaft, zum Beispiel die Emission klimawirksamer Gase betreffend, steigt die Nachfrage nach landwirtschaftlicher Produktion. Vor diesem Hintergrund können die neuen Informationen in landwirtschaftlichen Managementsystemen genutzt werden, um die Ressourceneffizienz und die Nachhaltigkeit der erforderlichen Ertragsoptimierung zu unterstützen.

Mit EnMAP „verräterischen Methanfahnen“ auf der Spur
Die Produktion fossiler Brennstoffe – hauptsächlich Öl- und Gasförderung sowie Kohlebergbau – ist für große Teile der menschengemachten Methanemissionen verantwortlich. Sie treten häufig als „Methanfahnen“ auf, die von punktförmigen Quellen ausgestoßen werden. Diese relativ kleinen Oberflächenelemente setzen verhältnismäßig große Gasmengen frei und hinterlassen damit eine verräterische Spur in der Atmosphäre. Erkennt man diese Spur schnell, dann kann man die Ursache rasch entfernen und damit die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre bedeutend verringern. Mit weltraumgestützten, bildgebenden Spektrometern wie EnMAP lassen sich diese Methanemissionen am besten weltweit und flächendeckend überwachen. Das Potenzial der deutschen Umweltmission zur Kartierung dieser Methanfahnen wurde durch erste Messungen in der Kommissionierungsphase bereits bestätigt. Bei diesen Aufnahmen wurden Öl- und Gasförderbecken im südlichen Teil Turkmenistans von EnMAP am 6. Oktober 2022 erfasst. Gleich mehrere aktive Methan-Punktquellen in dieser Region haben Forscherinnen und Forscher vom Research Institute of Water and Environmental Engineering (IIAMA) der Universitat Politècnica de València anhand abgeleiteter EnMAP-Karten zur Erhöhung der Methankonzentration entdeckt.

Einblicke in die Geologie des größten Erosionskraters der Welt
In der israelischen Wüste Negev liegt der größte, durch natürliche Erosion entstandene Krater der Welt – das Makhtesh-Ramon-Basin. In den letzten 220 Millionen Jahren hat sich das weichere Gestein wie beispielsweise Sandstein aus den Flächen härterer Sorten wie Kalkstein und Dolomit herausgewaschen, weggeschwemmt und einen einzigartigen Krater geschaffen. Dieser Nationalpark, der zu den trockensten Gegenden auf unserem Planeten gehört, ist ein Sammelbecken für Fossilien, urzeitliche Vulkankegel, Magmaspalten und -kammern sowie versteinerte Korallenriffe – aber vor allem für Mineralien, die in größter Vielfalt und Fülle dort im Gestein einlagern. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler interessieren sich besonders für diese geologische Einheiten einschließlich Sandstein, eisenoxidreiche Gesteine, Gips, Kalkstein, Dolomit, Tonminerale – wie das Schichtsilikat Kaolinit – und bereits tief in der Erde abgekühlte (plutonisch), kristalline Gesteinseinheiten. Mit dem bloßen Auge sind der Sandstein und die an die Oberfläche „gewanderten“, plutonisch kristallinen Gesteinseinheiten zwar sichtbar. Doch was verbirgt sich darunter? Welche Mengen an Gestein und Mineralien lagern dort im Felsen? Und wie sind diese Einheiten verteilt? Diesen Fragen ist EnMAP zusammen mit Forschenden des Remote Sensing Laboratory der Universität Tel-Aviv auf den Grund gegangen.

Deren Daten aus der Kommissionierungsphase des Satelliten, die vom DLR-Bodensegment prozessiert, bereitgestellt und mit dem GFZ zusammen aufbereitet wurden, geben einen guten Vorgeschmack auf die hohe Qualität der Daten, die wir während der Betriebsphase erwarten können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten sehr genau zwischen verschiedenen Gesteinsarten (zum Beispiel Dolomit oder Kalkstein) und Mineralien (wie Tone, Sulfate) sowie Variationen innerhalb von Mineralarten aus einem Streifen von vierzig mal sieben Kilometern unterscheiden und sich ein gutes Bild von der Menge und Verteilung der kartierten Einheiten im Vergleich zu flugzeug- und bodengestützten Daten machen – Wissen, dass ohne hyperspektrale EnMAP-Bilder aus dem All gar nicht möglich wäre.

Wasserqualität im Bodensee vom All aus überwachen
Als größtes Wasserreservoir Europas spendet der Bodensee Millionen von Menschen Trinkwasser. Doch in den Monaten Juli und August 2022 erreichte der See einen traurigen Tiefststand: Bedingt durch eine lange Trockenheit in Zeiten des Klimawandels wurde am 9. August 2022 ein sehr niedriger Wasserstand von nur 3,05 Metern in Konstanz gemeldet – nur vier Zentimeter über dem saisonalen Rekord. Die Folge: Je flacher das Wasser, desto schneller erwärmt es sich. Daraufhin wurden an einigen Stellen Sedimente an die Wasseroberfläche gespült und es bildeten sich grüne Algenteppiche in riesigem Ausmaß.

Diese Teppiche wachsen besonders schnell, wo es viele Nährstoffe gibt und das Wasser warm ist. Um einen Überblick über das exzessive Algenwachstum zu bekommen, hat EnMAP am 1. August 2022 in der Kommissionierungsphase den Bodensee und seine Chlorophyll-a-Konzentration aus dem All unter die Lupe genommen. Die vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) ausgewerteten Daten dieses wichtigen Pflanzenfarbstoffs geben Aufschluss über die Photosynthese und damit über das Wachstum der Algen. Die satellitengestützten Datensätze zur Verbreitung und Produktivität verschiedener Phytoplanktongruppen sind äußerst wertvoll für die Überwachung der Wasserqualität von Binnengewässern und deren Nutzung als Wasser- und Nahrungsquelle sowie als Naherholungsgebiet.

EnMAP – die deutsche Umweltmission und ihre Partner
Die Umweltmission EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen führt den Satellitenbetrieb durch und überwacht ihn. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum und das Institut für Methodik der Fernerkundung empfangen, kalibrieren und prozessieren, archivieren und machen die Satellitendaten der Wissenschaft zugänglich. Auch Firmen und Behörden werden die Daten verwenden und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) auf Falcon 9

Der Beitrag DLR: EnMAP – Start frei für die Wissenschaft erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 21. Oktober 2022.

Am 21. Oktober 2022 um 9:25 Uhr startete die Forschungsrakete MAPHEUS-12 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) von der schwedischen Raketenbasis ESRANGE nahe Kiruna. Sie erreichte eine Höhe von rund 260 Kilometern und segelte dann an einem Fallschirm zurück zur Erde. Mit an Bord erstmals Nervenzellen mit Blick auf deren abweichende elektrische Signale in Schwerelosigkeit. Zudem untersuchte das Forschungsteam im Zusammenhang mit der Entstehung von Krebs, wie sich die Polarität von Zellen unter „Zero-G“ verhält. Einen Testlauf unter Weltraumbedingungen gab es mit dem Flug für neuartige Solarzellen ebenso wie für eine Verschlüsselungstechnik, die zukünftig Daten von Lebenserhaltungssystemen und Raumfahrzeugen schützen soll. Erstmals kam eine wiederverwendbare Zündeinheit in der Oberstufe zum Einsatz.

„Mit MAPHEUS-12 haben wir ein äußerst vielseitiges Experimentpaket für rund sechs Minuten in die Schwerelosigkeit des nahen Weltraums befördert und anschließend sicher geborgen“, sagt der wissenschaftliche Projektleiter der Mission Prof. Thomas Voigtmann vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum. „Wir sind froh die sensiblen Nervenzellen, Meeresorganismen und Materialexperimente in gutem Zustand nach idealem Flug zurück auf der Erde zu haben.“ Nach ihrem 15-minütigem Flug landete die Nutzlast sanft per Fallschirm rund 70 Kilometer vom Startplatz entfernt in der nordschwedischen Tundra. Anschließend flog ein Bergungsteam zur Landestelle und transportierte die Nutzlast am Hubschrauber hängend zurück zur Startbasis. Dort begann direkt die Sicherung der gesammelten Daten.

Upgrade an Forschungsrakete und Bodenstation
Die 11,5 Meter lange und mehr als 1,6 Tonnen schwere Rakete ist bereits die zwölfte, die im Rahmen der MAPHEUS-Experimentreihe erfolgreich von der Abteilung Mobile Raketenbasis (MORABA) der DLR Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining gestartet wurde. „Diesmal hatte die zweistufige Rakete erstmals ein neues Service-Modul an Bord, das eine zehnmal schnellere Kommunikation mit der Bodenstation und präzisere Lageinformationen mit komplett neu gestalteter Elektronik, Mechanik und Software bietet“, erklärt MORABA-Projektleiter Alexander Kallenbach. „Das neue Modul dient nun als Basis für die weitere Entwicklungen in Richtung intelligenter on-board Systeme, die im MAPHEUS-D Projekt geplant sind.“ Zudem kam bei MAPHEUS-12 erstmals eine wiederaufbereitete Zündeinheit bei der Oberstufe zum Einsatz, die bereits an Bord von MAPHEUS-9 geflogen war. Am Boden kam mit der Mission erstmals ein neuartiges Telemetrie-System zum Einsatz. Dieses ermöglicht die an verschiedenen Bodenstationen empfangenen Signale der Rakete direkt an die jeweiligen Steuerungskonsolen für Experimente und Supportsysteme zu verteilen. Diese neue Entwicklung basiert auf Komponenten des Holistic Control Centers (HCC), welches eine moderne, flexible und Service-orientierte Infrastruktur für alle künftigen Raumflugmissionen am Deutschen Raumfahrt-Kontrollzentrum (GSOC) bieten wird. „Wir sind begeistert, dass die Software jetzt erfolgreich Ihren ‚Jungfernflug‘ absolvieren konnte“, freut sich Prof. Felix Huber, Leiter der DLR Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining. „Dieser Erfolg gibt dem HCC-Konzept den nötigen Schub, nun bald auch bei orbitalen Missionen genutzt zu werden.“

Premiere: Neuronale Netzwerke in Schwerelosigkeit
Ihren „Jungfernflug“ erlebten auch die Nervenzellen an Bord von MAPHEUS-12. Diese konnten während des Kurzzeitraumfluges direkt auf elektrophysiologischer Ebene untersucht werden. Das neuronale Netzwerk des Experiments MEA (Multi-Elektroden-Array) besteht dabei aus kultivierten Primärneuronen, die sich über zwei Chips verteilen. Diese finden in einer vakuumdichten Kammer bei 37 Grad Celsius ideale Lebensbedingungen vor. „Während des Fluges konnten die Aktionspotentiale einzelner neuronaler Zellen sowie die Aktivität des gesamten Netzwerks aufgezeichnet werden“, berichtet Dr. Christian Liemersdorf vom DLR-Institut für Luft- und Raufahrtmedizin. Aktionspotentiale sind die elektrischen Signale, die zwischen Neuronen im Gehirn und dem zentralen Nervensystem ausgetauscht werden. Die Schwerelosigkeit steht im Verdacht, Einfluss auf die neuronalen Verbindungen im Gehirn zu nehmen. „Vermutlich ist dies ein wesentlicher Grund, warum Astronautinnen und Astronauten während ihres Aufenthalts im Weltall oftmals unter gewissen kognitiven Einschränkungen leiden“, ergänzt Liemersdorf. „Wir werten die gesammelten Daten nun detailliert aus, um diese möglichen Zusammenhänge genauer zu verstehen.“ Wegen der Empfindlichkeit der Neuronen war es bisher nicht möglich auf der Internationalen Raumstation ISS mit diesen zu experimentieren.

Zusammenhänge von Krebs, Zell-Polarität und Schwerelosigkeit
Der nur 0,5 Millimeter kleine Meeresorganismus Trichoplax adhaerens – das einfachste mehrzellige Lebewesen der Welt – kann zwischen oben und unten unterscheiden und damit Schwerkraft wahrnehmen. Rund 450 Exemplare dieser Kleinstlebewesen, die lediglich aus einem oberen und einem unteren Zell-Epithelium bestehen, flogen im Experiment GraviPlax mit MAPHEUS-12 ins All. Im Interesse des internationalen Forschungsteams steht, wie der Organismus genetisch auf die Schwerelosigkeit reagiert und wie sich daraus etwas über die Mechanismen der Krebsentwicklung lernen lässt. „Trichoplax adhaerens besitzt alle wichtigen Gengruppen, die mit dem Verlust der Polarität und damit der Ausbildung von Krebszellen in Zusammenhang gebracht werden können“, erklärt Dr. Jens Hauslage vom Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin. Damit lassen sich Erkenntnisse auch auf höhere Organismen übertragen. Die finalen Auswertungen der Proben werden in den nächsten Wochen im Labor in Hannover stattfinden. Nun wollen die Forschungspartner des DLR, der Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo) und der australischen La Trobe Universität in Melbourne noch genauer verstehen welchen Einfluss die Gravitation auf die Ausbildung von Polarität und deren evolutiven Einfluss hat.

Ein Spion reist huckepack
Huckepack auf der GraviPlax-Platine reist der Versuchsaufbau des Experiments 007/Blofeld, bei dem gemeinsam mit dem Industriepartner adesso SE die Sicherheit verschlüsselter Sensor-Datenströme unter Weltraumbedingungen getestet wird. „In Raumfahrzeugen und Lebenserhaltungssystemen nimmt der Betrieb und die Überwachung von Umwelt- und Vitalparametern eine immer größere Rolle ein. Dabei ist nicht nur eine abhörsichere Verbindung zu den Sensoren, sondern auch die Validität der Daten besonders wichtig.“, erklärt Software Architekt Christian Kahlo. Für den Versuch greift ein implementierter „Spion“-Chip verschlüsselte Temperaturdaten ab. Dieses Experiment soll zeigen, das selbst abgehörte Daten für den Spion nicht zu verwenden sind und die Daten für den Empfänger valide bleiben.

Weitere Experimente
Darüber hinaus wird im Experiment RAMSES gemeinsam mit der Universität Konstanz in einem Analogsystem die gerichtete Bewegung von Bakterien untersucht, was zukünftig einmal hilfreich bei der gezielten Einbringung pharmazeutischer Wirkstoffe sein könnte. Im Projekt SVALIN analysiert ein Forschungsteam der TU München federführend wie die Umgebungsbedingungen im All neuartige auf MAPHEUS-12 montierte Solarzellen beeinflussen. Gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für neue Materialien wird im Experiment SOMEX/ARNIM-II die Agglomeration von Gold-Nanoteilchen in Schwerelosigkeit mit Blick auf zukünftige Anwendungen in der Mikroelektronik untersucht.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Höhenforschungsraketen

Der Beitrag Nervenzellen im All: Experimente und ein „Spion“ in Schwerelosigkeit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 4. Mai 2022.

4. Mai 2022 – Seit ihrem Start am 1. April 2022 ist die deutsche Umweltsatellitenmission EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program), die von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt wird, gut einen Monat im All und hat jetzt die ersten hochaufgelösten Satellitenbilder geliefert. Nachdem die Mission die „Launch and Early Orbit Phase“ erfolgreich abgeschlossen hatte, wurden Stück für Stück die einzelnen Subsysteme des hochkomplexen Hyperspektral-Instrumentes unter Kontrolle des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums (GSOC) in Betrieb genommen. Nun hat EnMAP erstmals einen Streifen von etwa 30 Kilometern Breite und 180 Kilometern Länge über Istanbul am Bosporus in der Türkei mit Europa und Asien aufgenommen und die Daten dann über die DLR-Bodenstation in Neustrelitz zur Erde heruntergesendet.

„Schon die ersten Daten von EnMAP zeigen, was der deutsche Umweltsatellit leisten kann“, freut sich Dr. Sebastian Fischer, EnMAP-Gesamtprojektleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Zwar befinde man sich mit der Mission erst in der ersten Phase, in der das Instrument kalibriert und exakt eingestellt werde. „Diese ersten Bilder geben uns aber schon einen sehr guten Vorgeschmack darauf, was Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt erwarten dürfen. Sie zeigen, dass EnMAP einen großen Beitrag dazu leisten kann, die Folgen des Klimawandels aufzuzeigen und der fortschreitenden Umweltzerstörung entgegenzuwirken.“

Empfangen wurden die ersten Daten vom Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) sowie dem DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung, die die Bilder auch prozessieren und archivieren. Denn die Daten, die der Satellit zur Erde schickt, sind für den Nutzer nicht direkt verwendbar. Nur wenn sie weiterverarbeitet, also kalibriert, mit Lage- und Positionsbestimmungen versehen sowie die Einflüsse der Atmosphäre korrigiert werden, können die Nutzer am Ende quantitative und qualitative Aussagen aus den Produkten ziehen. Dabei wurde die Kalibration dieser ersten Aufnahmen mit Daten, die vom Instrument im Labor gemessen wurden, durchgeführt. Im Rahmen der sogenannten Commissioning Phase, die sechs Monate dauert, werden diese Kalibrationen nun noch auf die Eigenschaften des Instrumentes im Orbit optimiert und die Datenqualität weiter verbessert.

Erste EnMAP-Bilder machen Unsichtbares für unsere Augen sichtbar
Doch was ist in den EnMAP-Bildern eigentlich sichtbar? Jedes Material auf der Erdoberfläche reflektiert das Sonnenlicht in einer für ihn charakteristischen Art und Weise und hinterlässt so eine sogenannte Spektralsignatur. Diesen „farbigen Fingerabdruck“ kann EnMAP mit Hilfe seines Messinstruments erkennen, unterscheiden und abbilden. So steht die Mission unter dem Motto „Unsere Erde in mehr als allen Farben“, weil jedes EnMAP-Bild in ganz viele kleine Wellenlängenbereiche zerteilt wird – viel mehr, als unsere Augen wahrnehmen können. „Die hohe Qualität der Daten in allen Kanälen wird gut sichtbar zum einem in typischen Spektren wie für Vegetation und zum anderen in geringem Rauschen und störenden Bildstreifen bei dem umfangreichen Dynamikbereich, welches gerade in dunklen Bereichen wie Wasser deutlich wird. Bereits basierend auf diesen ersten Daten konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Earth Observation Center im DLR nach Atmosphärenkorrektur und mittels inverser Modellierung vorläufige Resultate zur Verteilung der Chlorophyll-a Konzentration an der Wasseroberfläche ableiten“, ergänzt Dr. Tobias Storch, Projektleiter des EnMAP-Bodensegments am Earth Observation Center im DLR.

EnMAP – die deutsche Umweltmission und ihre Partner
Die Umweltmission EnMAP wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen wird den Satellitenbetrieb durchführen und überwachen. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum und das DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung werden die empfangenen Satellitendaten archivieren, prozessieren, validieren und für die Wissenschaft zugänglich machen. Auch Firmen und Behörden werden die Daten ausprobieren und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) auf Falcon 9

Der Beitrag DLR: Deutscher Umweltsatellit EnMAP sendet erste Bilder erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: OHB SE.

Oberpfaffenhofen, 30. März 2022. Der Countdown läuft, nur noch wenige Tage bis zum Start der ersten deutschen Hyperspektralmission EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program). Der Lift Off am SLC-40 der Cape Canaveral Space Force Station in Florida/USA ist für 18:24 Uhr deutscher Sommerzeit geplant. EnMAP wird dann mit einer Falcon-9-Rakete von SpaceX zu seiner sonnensynchronen Erdumlaufbahn in rund 650 Kilometer Höhe aufbrechen, um uns künftig die Welt in mehr als allen Farben zu zeigen.

Neue Ära der Erdbeobachtung
Das hochkomplexe Instrument des Erdbeobachtungsatelliten wurde im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am OHB-Raumfahrtzentrum „Optik und Wissenschaft“ in Oberpfaffenhofen entwickelt und gebaut und ist an Ingenieurskunst kaum zu überbieten: „EnMAP wird uns die Welt so zeigen, wie wir sie bisher noch nicht gesehen haben. Mit EnMAP startet Deutschland in eine völlig neue Ära der Erdbeobachtung. Ich bin sehr stolz, dass wir es gemeinsam mit unserem Partner DLR geschafft haben, dieses ambitionierte Projekt in die Tat umzusetzen. Wir alle sind gespannt auf die ersten Daten und Bilder, die unser Satellit senden wird“, sagt Marco Fuchs, Vorstandsvorsitzender der OHB System AG. „Für Umweltschutz und den Kampf gegen den Klimawandel sind die Erkenntnisse aus der EnMAP-Mission ein ganz wichtiges Instrument.“

„Deutschland leistet mit dem Start von EnMAP einen außergewöhnlich wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Der Weg, den wir dafür gegangen sind, war extrem wichtig für die Leistungsfähigkeit der deutschen Raumfahrtwissenschaft und -industrie. Die Mission hat auf vielen Gebieten neue Entwicklungen an der Grenze des technisch Machbaren erfordert. Am Ende ist ein Satellit herausgekommen, der der gesamten Menschheit zugutekommt. Denn die EnMAP-Daten können zum Beispiel dazu beitragen, die Erträge in der Landwirtschaft nachhaltig zu verbessern und damit die Ernährungssicherheit bei einer steigenden Weltbevölkerung sicherzustellen“, sagt Dr. Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des DLR und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Startvorbereitungen laufen reibungslos
Die Vorbereitungen und Tests für den Ritt ins All laufen erfolgreich nach Plan. Der Hightech-Umweltbeobachter EnMAP wurde betankt und in den Ruhezustand versetzt, bevor er auf den „Rideshare Stack“ montiert wurde. Dort wird er gut geschützt durch die danach angebrachte Fairing, wie die Außenhülle der Rakete bezeichnet wird. Diese sogenannte Nutzlastspitze krönt seit dem 29. März die Rakete. Die Generalprobe des Start-Countdowns im Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) am DLR-Standort in Oberpfaffenhofen, an der das EnMAP-Team in Cape Canaveral vom SpaceX Start- und Landekontrollzentrum aus teilgenommen hat, lief glatt. Der Start des Satelliten rückt in greifbare Nähe.

„Unser Satellit hat alle Tests und Aktivitäten während der Startvorbereitungen hervorragend bestanden, sodass wir uns auf einen weiteren leistungsstarken und zuverlässigen OHB-Satelliten freuen können! Unser Team hat auch hier in Cape Canaveral großen Einsatz und Pragmatismus gezeigt. Jetzt vertrauen wir der hervorragenden Ingenieurskunst und den Spezialisten von SpaceX, dass sie unser „Baby“ sicher ins All bringen. Erst danach wird OHB wieder tätig: Wir unterstützen vom Kontrollraum aus das DLR während der ersten Lebensphase des Satelliten im Weltraum“, berichtet OHB-Projektleiter Peter Honold vom Cape.

Was wird EnMAP sehen?
EnMAPs „Augen“ werden tatsächlich mehr sehen als wir mit unseren Augen wahrnehmen können: Der Satellit trägt ein Hyperspektralinstrument, das über zwei abbildende Spektrometer mit insgesamt 242 Aufnahmebändern im Wellenlängenbereich von 420 bis 2450 Nanometern verfügt. Die spektrale Auflösung liegt dabei bei 6,5 Nanometern im sichtbaren und nahinfraroten Bereich und bei 10 Nanometern im kurzwelligen Infrarotbereich. So kann der Satellit die von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenstrahlung vom sichtbaren Licht bis in den kurzwelligen Infrarotbereich in kontinuierlichen Spektren erfassen.

Die Wissenschafts-Community auf der ganzen Welt, und allen voran das GeoForschungszentrum (GFZ) in Potsdam, unter deren wissenschaftlicher Koordination die Mission steht, blickt von daher mit großer Spannung auf den Start von EnMAP: Die Hyperspektraldaten können zum Beispiel zeigen, welche Mineralien oder auch Schadstoffe in einem Gebiet sind, ob Pflanzen ausreichend mit Nährstoffen versorgt werden oder ob ein Gewässer mit Schadstoffen belastet ist.

Start am 1. April 2022 live verfolgen
Über den Start des Satelliten mit SpaceX wird live im Internet berichtet werden. So wird das DLR in einer Kooperation mit Phoenix und SpaceX eine live Berichterstattung streamen. Programmstart ist für 17:25 Uhr deutscher Sommerzeit angesetzt. Link zum Stream: https://www.phoenix.de/mission-enmap-a-2730959.html .

EnMAP – die deutsche Umweltmission und ihre Partner
Die Umweltmission EnMAP wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen wird den Satellitenbetrieb durchführen und überwachen. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum und das DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung werden die empfangenen Satellitendaten archivieren, prozessieren, validieren und für die Wissenschaft zugänglich machen. Auch Firmen und Behörden werden die Daten ausprobieren und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) auf Falcon 9

Der Beitrag SpaceX hat EnMAP-Launch-Termin bestätigt – Start live bei Phoenix erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

30. März 2022 – EnMAP sieht die Welt ganz anders, als Menschen sie sehen: Der deutsche Umweltsatellit misst die Sonnenstrahlung, die von der Erdoberfläche reflektiert wird. Dabei registriert EnMAP nicht nur das sichtbare Licht, sondern auch kurzwelliges Infrarot. Mit diesen Aufnahmen sind präzise Aussagen zum Zustand und zu Veränderungen auf der Erdoberfläche möglich. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR in Bonn leitet im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz diese einzigartige Mission. Institute und Einrichtungen im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sind an der Vorbereitung und dem Betrieb der Mission beteiligt und werten die Daten wissenschaftlich aus.

Der Hyperspektralsatellit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) soll am Freitag, 1. April 2022, an Bord einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX von Cape Canaveral in Florida (USA) starten. Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen übernimmt den Satellitenbetrieb im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im GSOC führen in ihren Kontrollräumen schon seit 1969 Raumflugmissionen durch. Das GSOC hat inzwischen über 70 Missionen erfolgreich betrieben. Dazu zählt auch das Satelliten-System TerraSAR-X und TanDEM-X, das seit 2007 die Erde mit Radarwellen beobachtet. Daraus lassen sich zum Beispiel Lagekarten von Überschwemmungen und Erdbeben für den Katastrophenschutz erzeugen. Die Daten von EnMAP helfen nun, aktuelle Fragen aus den Bereichen Umwelt, Landwirtschaft, Landnutzung, Wasserqualität und Geologie zu beantworten.

242 Kanäle für mehr Farbtöne als Rot, Grün und Blau
Das Earth Observation Center (EOC) im DLR ist für die Verarbeitung der EnMAP-Daten zuständig: „Wir empfangen die Missionsdaten und verarbeiten sie weiter. Anschließend stellen wir sie über ein Webportal Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern weltweit kostenfrei zur Verfügung“, sagt Prof. Günter Strunz vom Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD). Der Satellit überträgt die Daten an die Empfangsstationen des DLR in Neustrelitz (Mecklenburg-Vorpommern) und Inuvik (Kanada). Sie werden kalibriert, korrigiert und als Bildkarte dargestellt. „Die Daten von EnMAP sind keine Bilder im klassischen Sinne, sondern spektrale Messwerte“, ergänzt Günter Strunz. Im sichtbaren Licht lassen sich alle Farben aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau erzeugen. Klassische Kameras nehmen wie unsere Augen das Licht nur in den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau wahr. Ein hyperspektrales System wie EnMAP unterscheidet eine Vielzahl von Farbtönen – und dies sogar in Teilen des Infrarot-Spektrums, das für das menschliche Auge unsichtbar ist. Insgesamt bildet der Satellit die Erdoberfläche in Spektren aus 242 Kanälen ab.

Störende Einflüsse der Atmosphäre werden korrigiert
Die Aufbereitung der Daten ermöglicht aussagekräftige Ergebnisse. Der letzte standardisierte Verarbeitungsschritt im EOC ist die Atmosphärenkorrektur. „Das reflektierte Signal wird durch die Atmosphäre verändert. Der Einfluss von Teilchen wie Wasserdampf und Aerosolen muss also korrigiert werden, damit wir nur die genaue Reflektanz an der Erdoberfläche erhalten“, erklärt Prof. Peter Reinartz vom DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung. Das Institut bildet gemeinsam mit dem DFD das EOC. „Aus den Ergebnissen lassen sich zum Beispiel physikalische, chemische und biologische Parameter von Böden ableiten. Eine Frage könnte sein, wieviel Kohlenstoff die Böden binden. Oder ob aus einer Pipeline Methan entweicht.“

Im DLR wird auch das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) die EnMAP-Daten nutzen. Das ZKI ist in globale Netzwerke wie die Internationale Charta „Space and Major Disasters“ eingebunden. Bei großen Naturkatastrophen beschafft und analysiert das ZKI Erdbeobachtungsdaten mit dem Ziel, aktuelle Lageinformationen für Behörden und Rettungskräfte bereitzustellen. Diese Lageinformationen wurden etwa bei den Überschwemmungen in NRW und Rheinland-Pfalz im vergangenen Juli verwendet.

Technologie für das „Auge“ des Satelliten
Das DLR-Institut für Optische Sensorsysteme in Berlin hat im Unterauftrag der OHB-System AG eines der beiden „Augen“, beziehungsweise eine der sogenannten „Fokalebenen“ von EnMAP entwickelt. Die Fokalebene ist mit der Netzhaut eines menschlichen Auges vergleichbar. Bei optischen Satelliten trifft das Licht entsprechend auf die Fokalebene, wird dort in ein elektrisches Signal umgewandelt und weitergeleitet. Das Modul für den sichtbaren und Nahinfrarot-Bereich (kurz VNIR) ist nur etwa 12 x 12 x 4 Zentimeter groß und wiegt 1050 Gramm. Der gesamte Satellit hat ein Gewicht von 950 Kilogramm. „Die Fokalebene, die das Institut für EnMAP entwickelt hat, gehört zu einer langen Reihe erfolgreicher Projekte“, sagt Institutsleiter Prof. Heinz-Wilhelm Hübers. Dazu zählt ebenfalls das vom DLR entwickelte Hyperspektral-Instrument DESIS auf der Internationalen Raumstation ISS, das Daten über den Vegetationszustand der Erde liefert. Wie DESIS steht auch die Fokalebene von EnMAP für den Technologietransfer.

EnMAP – die deutsche Umweltmission und ihre Partner
Die Umweltmission EnMAP wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten sowie des Hyperspektralinstrumentes wurde die OHB-System AG beauftragt. Die Mission steht unter der wissenschaftlichen Leitung des GeoForschungszentrums Potsdam (GFZ).

Mit dem Aufbau und dem Betrieb des Bodensegments sind drei Institute und Einrichtungen des DLR beauftragt worden: Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen wird den Satellitenbetrieb durchführen und überwachen. Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) und das DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung (IMF) werden die empfangenen Satellitendaten archivieren, prozessieren, validieren und für die Wissenschaft zugänglich machen. Auch Firmen und Behörden werden die Daten ausprobieren und damit künftige Services vorbereiten. Die zukünftige Nutzung der EnMAP-Hyperspektraldaten durch Universitäten und wissenschaftliche Einrichtungen und die Entwicklung von speziellen Anwendungen werden durch BMWK-Förderprogramme unterstützt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) auf Falcon 9

Der Beitrag DLR: Umweltsatellit EnMAP vor dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

2. Februar 2022 – Für einen Moment steht die Zeit für das Projektteam des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefühlt still. Eine Analyse der empfangenen Daten schafft die ersehnte Gewissheit: Zum ersten Mal gelingt die vollständige und fehlerfreie Kommandierung des Erdbeobachtungssatelliten BIROS durch ein neu entwickeltes mobiles Kontrollsystem V3C.

„Die erfolgreiche Technologiedemonstration bildet ein strategisches Element für den Forschungsbereich Responsive Space mit neuen Optionen für einen agilen und resilienten Satellitenbetrieb. Ich beglückwünsche das Projektteam zu diesem hervorragenden Erfolg und bedanke mich für die tolle Arbeit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler“, so Dr. Dirk Zimper, Programmkoordinator für Sicherheitsforschung.

V3C steht für „Verlegefähiges Compact Control Center“ und ist ein auf einem handelsüblichen Laptop integriertes Missionskontrollsystem. Das System arbeitet völlig autark und ist auf keine weitere Infrastruktur außer einer Antenne angewiesen. Es besteht aus mehreren Systemen für Missionsplanung, -monitoring und -kontrolle sowie Flugdynamik und einem Nutzlastdatenprozessor und deckt damit alle typischen Kontrollzentrumsaufgaben ab. Die Technologiebasis wurde in der DLR-Einrichtung für Raumflugbetrieb und Astronautentraining entwickelt. In enger Zusammenarbeit mit dem Kompetenzzentrum für Reaktionsschnelle Satellitenverbringung (RS) wurde die Technologie nun in eine Demonstration überführt und es sollen noch weitere folgen, um den Reifegrad des Systems zu steigern.

„Mit dem V3C kann eine erhöhte Sicherheit für den Satellitenbetrieb erreicht werden, da hier im Notfall ein dezentraler Betrieb möglich ist“, so Prof. Felix Huber, Direktor der Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining.

Die Technologiedemonstration wurde durchgeführt im Kontrollraum des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums (GSOC), jedoch ohne Rückgriff auf die dort vorhandene Infrastruktur. Das auf diese Infrastruktur angewiesene BIROS-Missionskontrollsystem, mit dem der Satellit seit seinem Start betrieben wird, verblieb die ganze Demonstration über im Standby-Betrieb, um im Fehlerfall wieder schnell übernehmen zu können. Dieser Fall trat jedoch nicht ein.

Die Auswahl der Erdbeobachtungsmöglichkeit und der Uplink über eine Antenne in Weilheim zum Satelliten erfolgte am 14. Dezember. Aus mehreren Aufnahmemöglichkeiten wurde ein Ort in New Mexico, USA ausgewählt. Der Uplink der generierten Kommandolisten fand im ersten geplanten Kontakt über Weilheim um 08:07 Uhr (MEZ) statt. Die Aufnahmen wurden zeitgesteuert um 17:09 Uhr (MEZ) durch den Satelliten durchgeführt.

Am folgenden Tag, dem 15. Dezember 2021, wurde im ersten Kontakt über Weilheim um 08:47 Uhr (MEZ) die erfolgreiche Durchführung der Aufnahmen bestätigt sowie erste Bilder auf den Laptop heruntergeladen, prozessiert und angezeigt. Bei allen Kontakten über Weilheim wurde der Zustand des Satelliten kontrolliert sowie die für die Bahnbestimmung nötige Telemetrie extrahiert. Das Ziel der Technologiedemonstration, den gesamten Prozess vom Aufnahmewunsch über die Satellitenkommandierung bis zur Wiedergabe eines Bildes auf dem Laptop durchzuführen, wurde somit uneingeschränkt erreicht.

Als nächste Schritte sind eine weitere Demonstration außerhalb des GSOC geplant, um die Autarkie und Mobilität des Systems nochmals unter Beweis zu stellen. Auch ein weiterer Ausbau der Automatisierungsfunktionen für einen vereinfachten Routinebetrieb durch einen Operator sowie eine mögliche Kooperation mit der MORABA (MObile RAketenBAsis) zur Integration einer mobilen Satelliten-Antenne sind geplant.

Konkrete Einsatzmöglichkeiten von V3C sind Szenarien, bei denen eine zentrale Planung nicht (mehr) möglich ist. Dazu zählen beispielsweise Einsätze bei der Katastrophenhilfe oder im Verteidigungsbereich, wo V3C wichtige Aufklärungsdaten direkt im Feld bereitstellen kann. In diesem Zusammenhang stellt V3C einen wichtigen Baustein im Bodensegments-Kontext von Responsive Space dar.

Das Projekt wurde finanziert durch Mittel der Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining sowie durch das Kompetenzzentrum für Reaktionsschnelle Satellitenverbringung (RS) mit Mitteln des BMVg im Rahmen der Wehrtechnischen Forschungsaufgabe “Responsive Space”.

BIROS:
BIROS (Bispectral InfraRed Optical System) ist ein circa 140 Kilogramm schwerer Kleinsatellit des DLR, der im niedrigen polaren Erdorbit auf einer Höhe von ca. 510 Kilometern kreist. Zusammen mit dem Satelliten TET-1 war BIROS ein Teil der FireBird-Mission zur Waldbrandfrüherkennung und Feuerbeobachtung. Der Satellit ist am 22. Juni 2016 gestartet, sein offizielles Missionsende war am 31. Dezember 2020. Seitdem wird BIROS in Technologiedemonstrationsexperimenten verwendet.

Responsive Space:
Die Nutzung von Navigationssystemen beim Autofahren, sekundengenaue Kursbuchungen im Aktienhandel, das fast zentimetergenaue Lotsen riesiger Containerschiffe – all das wäre ohne weltraumgestützte Dienste undenkbar. Umso mehr trifft dies auf den militärischen Bereich zu: Die Einsatzfähigkeit von Streitkräften hängt unmittelbar von der Zuverlässigkeit weltraumgestützter Anwendungen ab. Der Weltraum ist zum Operationsraum geworden, und damit zu einer kritischen Infrastruktur. Um diese zu erhalten oder zu erweitern bedarf es der technischen Fähigkeit, innerhalb weniger Tage oder gar Stunden neue Satelliten in die Umlaufbahn zu verbringen. Im internationalen militärischen Kontext wird dies „Responsive Space Capability“ genannt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• DLR

Der Beitrag Erfolgreiche Technologiedemonstration eines mobilen Kontrollsystems für Satelliten am DLR erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Bei der Steuerung von Satelliten oder dem Betrieb des Columbus-Labors auf der Internationalen Raumstation ISS dürfen keine Fehler passieren. Jeder Arbeitsschritt und jeder Befehl folgt einer festgelegten Prozedur und wird dokumentiert. Um den Sprechfunk des Kontrollraums automatisiert in Textprotokolle zu überführen und Schlüsselinhalte gleichzeitig zu verlinken, entwickelt das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) des DLR „openvocs“ – eine Software zur Sprachübertragung. Die Technologie könnte künftig auch Astronauten zur Kommandierung von Mondrovern oder anderen Robotersystemen dienen. Dazu untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit der Mozilla Corporation, ob die offene Spracherkennungsplattform „DeepSpeech“ für eine sprachbasierte Robotersteuerung verwendet werden kann. Ziel ist es, eine offene Softwarelösung zu entwickeln, die zur freien Nutzung auf Smartphones und anderen gängigen Eingabegeräten geeignet ist. Ein erster Prototyp soll bis zum Herbst erarbeitet werden.

Die Sprachübertragung in openvocs basiert auf der Web-Echtzeitkommunikation WebRTC und stellt die Verbindungen zwischen Spracheingabegerät und Roboter her. Dieser offene Übertragungsstandard wird von allen großen Browsern unterstützt, sodass eine Vielzahl von Endgeräten als Sprachterminal genutzt werden können. So ist die Basistechnologie WebRTC auch bei Datentransfers von Videokonferenzen, Chats oder Desktop-Sharing üblich.

Die DLR-Wissenschaftler verfolgen den Ansatz, zuerst die Spracheingabe mittels der DeepSpeech-Plattform in Text umzuwandeln. Die künstliche Intelligenz von openvocs soll diesen Text dann analysieren und festgelegte Kommandos erkennen. Für das Testszenario nutzen die Entwickler eine Roversteuerung mit einfachen Befehlssätzen wie „nach links“, „nach rechts“, „vorwärts“ oder „rückwärts“. Im letzten Schritt aktiviert die Texterkennung die entsprechende Motorsteuerung des Roboters – der Sprachbefehl wird ausgeführt.

Die Sprachkommandos können individuell programmiert werden. Dazu nutzen die Experten des GSOC maschinelles Lernen und testen, wie gut das neue Sprachmodell die gelernten Befehle erkennt. Hier gilt es unter anderem Mehrfachbedeutungen von Worten und andere semantische Überlagerungen, sowie Verneinungen korrekt zuzuordnen. So muss die Software beispielsweise lernen, dass der Ausdruck „niemanden zurücklassen“ kein Bewegungsbefehl ist, und dass die Kommandos „zurück“ und „rückwärts“ dieselbe Wortbedeutung haben.

Darüber hinaus arbeiten die Experten aus Berlin und Oberpfaffenhofen an einer möglichst intuitiven Bedienung. Um die Sprachsteuerung zu aktivieren soll kein Triggerbefehl notwendig sein. Stattdessen sollen die vordefinierten Kommandos automatisch im Sprachstrom erkannt werden. Ferner benötigt Mozillas DeepSpeech-Plattform keine Cloud-Lösung zur Datenverarbeitung und lässt sich als Software herunterladen und individuell trainieren. Nutzer können das “speech-to-text“-Model direkt auf den Roboter laden und verfügen damit über eine lokale Spracherkennung. Dank der Opensource Lizenz von „DeepSpeech“ ist künftig auch die freie Nutzung der DLR-Technologieentwicklung möglich.

„Wir haben das openvocs-Projekt im DLR mit dem Ziel zur Bereitstellung einer offenen und flexiblen Plattform für Kontrollraumkommunikation gestartet. Die Spracherkennungslösung von Mozilla fügt sich hier nahtlos ein. Ich freue mich sehr über die Kombination beider Arbeiten, da dies ganz neue und spannende Möglichkeiten für die Kommunikation im Raumfahrtbereich bietet“, sagt openvocs-Systemingenieur Markus Töpfer vom DLR-Raumflugbetrieb und Astronautentraining.

Kelly Davis, Manager Machine Learning Group von Mozilla, ergänzt: „Das Interesse des DLR an unserer STT-Technologie bestätigt insbesondere unsere Arbeit an Leistungsoptimierungen für Embedded-Systeme und kleine Geräteplattformen. Auch wenn wir noch in der Testphase sind: Ehrlicherweise ist das Kind in mir auch begeistert von der Idee vielleicht eines Tages in den Himmel schauen zu können und zu wissen, dass wir eine kleine Rolle bei dem gespielt haben, was sich so viele Kilometer über uns abspielt.

In den kommenden Monaten baut das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum die Schnittstelle „Sprache-zu-Text“ für die neue Kommunikationslösung auf und bindet diese in die openvocs-Plattform des DLR ein. Gemeinsam mit Mozilla erforscht das Entwicklerteam gezielt die Grundlagentechnologien, sodass Astronauten und Nutzer auf der Erde ihre Hände in Zukunft frei bewegen können, wenn sie einen Roboter steuern.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• DLR

Der Beitrag DLR: Openvocs meets DeepSpeech erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Der Satellit EDRS-C ist am 6. August 2019 um 21:30 Uhr erfolgreich gestartet. Nach Empfang der ersten Telemetriedaten hat das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (German Space Operations Center, GSOC) den Betrieb übernommen. Die erste kritische Startphase mit mehreren Bahnmanövern wurde gemeistert, sodass EDRS-C nun in die Testphase übergehen kann. Zuständiger DLR-Projektleiter ist Mission Operations Director Ralf Faller.

Herr Faller, der Launch des EDRS-C war ein aufregendes Erlebnis für alle, die zugesehen haben. Wie haben Sie im Kontrollraum den Start erlebt?
Ralf Faller: Ich kann mich noch an meinen ersten Start erinnern – es war der eines Nachrichtensatelliten für die Firma Eutelsat in den frühen 90er Jahren – und an den Moment, als die Rakete abhob. Das ist für mich immer noch spannend. Meine Verantwortung im Kontrollraum ist in den Jahren gewachsen, aber die Spannung ist immer noch die gleiche. Als Projektleiter seitens des DLR bin ich der Mission Operations Director während des Missionsbetriebs. So ein Satellitenstart stellt dann natürlich eine große Anspannung für mich dar. Man verspürt den Drang, immer alles selbst zu machen, jedoch ist das bei so einem großen Projekt selbstverständlich nicht möglich. Das ist der Grund, weshalb ich meinem Team vertrauen muss – und ich weiß, dass ich genau das tun kann. Wichtig ist, dass ich den Überblick habe und den Kollegen ermögliche, ihre Aufgaben zu erledigen. Damit können wir alle das bestmögliche Ergebnis erzielen und im Rahmen unserer Möglichkeiten sicher sein, dass nichts passiert. Als Berufseinsteiger hat man vielleicht nur eine kleine Aufgabe und bedient eine Software, die man erstellt hat. Ich war damals aber genauso stolz im Kontrollraum zu sitzen wie heute.

Wie viele Jahre sind seither vergangen und was fasziniert Sie heute noch bei Ihrer Arbeit?
R. Faller: Ich arbeite seit mittlerweile fast 30 Jahren im GSOC. Ich habe damals in der Abteilung für Raumflugdynamik angefangen. Jedoch war ich immer schon an den gesamtbetrieblichen Abläufen interessiert und habe dann zum Missionsbetrieb gewechselt. Die Kontrolle der Satelliten ist einfach ein sehr interessanter technischer Bereich. Satelliten sind komplizierte Systeme, die nur „remote“ betrieben werden können. Das heißt, dass man sie nur durch eine Funkverbindung erreichen kann, um Telemetriedaten zu empfangen und Kommandos an den Satelliten zu schicken. Man kommt eben nicht mehr direkt an die Satelliten ran, da sie sich in weiter Entfernung zur Erde befinden. Das finde ich auch heute noch sehr faszinierend. All das benötigt natürlich auch eine sehr gute Vorbereitung, da man im Nachhinein nichts mehr am Satelliten verändern kann. Wenn er oben ist, ist er oben.

Wie sieht jetzt der weitere Ablauf mit EDRS-C aus?
R. Faller: Nach dem Start der Ariane-5-Rakete und dem Aussetzen des Satelliten war es wichtig, eine stabile Verbindung mit dem Satelliten zu bekommen. Das ist uns gelungen – am Anfang die größte Herausforderung, um einen sicheren Satellitenbetrieb zu etablieren. In den vergangenen Tagen haben wir dann insgesamt fünf Bahnmanöver durchgeführt. Jetzt ist der Satellit an einer vorübergehenden Position im geostationären Orbit, sodass wir umfassende Funktionstests durchführen können. Diese Phase dauert mehrere Wochen. Erst danach ist EDRS-C voll betriebsfähig und kann dorthin, wo er in Zukunft arbeiten soll.

Was sind Ihre Aufgaben als „MOD“, als Mission Operations Director?
R. Faller: Ich bin unter anderem dafür verantwortlich, dass die ersten Betriebsphasen, LEOP (Launch and Early Orbit Phase) und IOT (In Orbit Tests), gut verlaufen. Genauso muss ich sicherstellen, dass hinterher der Routinebetrieb ohne Probleme anfängt. Es gibt je nach Projekt bestimmte Anforderungen, die erfüllt werden müssen. Die Kollegen in Weilheim mussten die beiden EDRS-Hauptantennen aufbauen. Wir in Oberpfaffenhofen mussten das übrige Bodensegment einrichten – dazu gehören die Kontrollräume, die IT-Infrastruktur und benötigten Softwaresysteme – und das Betriebsteam für die Mission aufstellen und trainieren. Das mache ich natürlich nicht alles alleine. Ich koordiniere die Arbeiten und stimme mich mit den Fachabteilungen ab, die am Projekt beteiligt sind. Ich versuche alles zusammen zu halten und bin im unmittelbaren Kontakt mit dem Kunden. Als MOD und Projektleiter muss ich auch Bericht erstatten und auf die anfallenden Kosten achten – ich versuche also alles im Überblick zu behalten.

Was sind für Sie die größten Herausforderungen?
R. Faller: Wir hatten eine sehr intensive Vorbereitung. Grundsätzlich gilt es, die Systemanforderungen zu erfüllen. Gleichzeitig musste ich die schon angesprochenen Kosten im Blick behalten, den Zeitplan einhalten und den Wünschen des Kunden gerecht werden. Ich bin aber auch dafür verantwortlich, dass das Team zusammenhält. Im Kernprojektteam von EDRS-C arbeiten circa 40 Leute aus verschiedenen Abteilungen. Ich bin ja Ingenieur und komme aus dem technischen Bereich, aber ich habe auch gemerkt, dass erst die Menschen gute Arbeitsergebnisse ermöglichen. Am Projekt sind hochqualifizierte schlaue Köpfe beteiligt, die natürlich alle ihre individuellen Eigenheiten haben. Erfolgreiche Raumfahrt zeichnet sich in erster Linie durch gutes Teamwork aus. Dabei zu helfen, dass im Team alles rund läuft, ist ein sehr wichtiger und zugleich schöner Aspekt meiner Arbeit. Raumfahrt ist schließlich das Ergebnis von vielen Leuten.

Welche Lebenszeit hat EDRS-C und werden Sie den Betrieb solange betreuen?
R. Faller: Der Satellit ist auf rund 15 Jahre Betrieb ausgelegt. Das GSOC betreut den Kommunikationssatelliten und die Nutzlast während der ganzen Zeit. Üblicherweise ist bei den geostationären Satelliten immer der Treibstoff der begrenzende Faktor. Erst nach diesen 15 Jahren wird man den EDRS-C mit dem eingeplanten Resttreibstoff auf einen „Friedhofsorbit“ in eine 300 Kilometer höhere Umlaufbahn schießen und deaktivieren. Das werde ich wohl nicht mehr im aktiven Dienst erleben. Es ist schade, aber ich sage auch immer, dass ich mich genau da am wohlsten fühle, wo ich mich gerade befinde. Man weiß ja nicht, was noch um die Ecke kommt – für eine interplanetare Mission, beispielsweise zum Mond, würde ich vieles stehen und liegen lassen. Aber jetzt sorgen wir erst mal dafür, dass EDRS-C seinen Routinebetrieb aufnehmen kann. Darauf haben wir uns lange vorbereitet, mit zahlreichen Simulationen im Kontrollraum trainiert und ich freue mich, dass wir jetzt mit dem echten Satelliten im Orbit arbeiten können.

Über EDRS-C
Der Kommunikationssatellit ist Kernstück des Europäischen Daten Relais Systems (EDRS), das vor allem mithilfe von Satelliten-Laserterminals riesige Datenmengen innerhalb kürzester Zeit vom Weltraum zur Erde überträgt. EDRS ist eine öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Firma Airbus Defence and Space. Der Satellit sowie die Nutzlasten und Empfangsstationen werden in Oberpfaffenhofen am GSOC des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Intelsat-39 & EDRS-C (Hylas 3) mit Ariane 5 ECA (VA249) von Kourou ELA-3

Der Beitrag DLR: Interview mit Ralf Faller zum EDRS-Betrieb erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

5. August 2019 – In diesen Stunden laufen am Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen die letzten Vorbereitungen zum Start der Mission EDRS-C: Der Kommunikationssatellit soll am 6. August 2019 abheben und ist Kernbestandteil des Europäischen Datenrelais System (EDRS) – der „Datenautobahn im All“. EDRS kann mithilfe von Satelliten-Laserterminals riesige Datenmengen innerhalb kürzester Zeit vom Weltraum zur Erde übertragen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist mit seinem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum für den Betrieb der EDRS-Satelliten, Nutzlasten und Empfangsstationen verantwortlich.

Rund 100 Mitarbeiter des GSOC sind für das EDRS-C-Bodensegment im Einsatz – von der Steuerung im Kontrollraum in Oberpfaffenhofen, über die Bereitstellung der IT-Infrastruktur, bis zur Betreuung der Empfangsstationen in Weilheim. Der Missionsbetrieb für das Gesamtsystem findet bei Auftraggeber Airbus Defence and Space in Ottobrunn statt.

Basis des Datenrelais-Systems sind zwei geostationäre Satelliten, die als Verteiler agieren und Daten von Erdbeobachtungssatelliten aus dem niedrigen Erdorbit zu den Bodenstationen in Europa übertragen. Damit sind Bandbreiten von bis zu 1,8 Gigabit möglich. Für die „Intersatellite Links“, der Datenverbindung zwischen den Satelliten, nutzt das GSOC eine eigene Software.

„Besonders stolz sind wir auf die Entwicklung eines vollautomatisierten Systems, welches die geplanten Links annimmt, verarbeitet, optimiert und überwacht. Dadurch ist unsere Schicht in der Lage, pro Relay-Satellit bis zu 100 Verbindungen aufzubauen und parallel dazu Wartungen und gegebenenfalls Fehleranalysen durchzuführen“, erklärt Prof. Felix Huber, Direktor des DLR-Raumflugbetriebs und Astronautentraining. So wurden mit dem 2016 gestarteten Verteilerknoten ERDS-A bereits mehr als 23.000 Intersatellite-Links mit einer Verfügbarkeit von mehr als 99,8 Prozent realisiert.

Datenlinks, Antennen und Bahnmanöver
Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum betreut das sogenannte „Bodensegment“. So betreiben die Oberpfaffenhofener das Satellitenkontrollzentrum für EDRS-C sowie die Nutzlasten für EDRS-C und -A. Die Nutzlast an Bord der Satelliten besteht aus den Laserkommunikationsterminals (LCTS) zum Empfang der Daten sowie Ka-Band Antennen zum Weiterleiten der Daten an die Empfangsantennen am Boden. Insgesamt umfasst das Empfangsnetzwerk vier Antennen, die vom GSOC beschafft und ferngesteuert betrieben werden: Die beiden EDRS-Hauptantennen befinden sich auf der DLR-Bodenstation in Weilheim, ergänzt durch je eine Antenne in Redu, Belgien und Harwell, England.

So haben die Betriebsspezialisten in den letzten Wochen und Monaten das Bodensystem eingerichtet, getestet und den Missionsbetrieb in verschiedenen Simulationen trainiert. In den nächsten Tagen wird das GSOC nun den neuen ERDS-C-Satelliten in Betrieb nehmen, gemeinsam mit einem Team aus Ingenieuren des Satellitenhersteller OHB System in Bremen, des Hauptauftragnehmers Airbus DS und ESA-Mitarbeitern als einer der Hauptkunden des Projekts.

„Nach dem Start der Ariane-5-Rakete und dem Aussetzen des Satelliten in einer GEO-Transferbahn gilt es zunächst, eine stabile Verbindung mit dem Satelliten zu bekommen. Dies ist am Anfang die größte Herausforderung, um einen sicheren Satellitenbetriebs zu etablieren“, erklärt EDRS-Projektleiter Ralf Faller am GSOC. Nach dem ersten Kontakt und folgt eine intensive Testphase. Über mehrere Wochen führt das 12-köpfige Team im Kontrollraum auch verschiedene Bahnkorrekturmanöver durch, damit der Satellit seine finale Position im Orbit erreicht und seinen Dienst aufnehmen kann.

15 Jahre lang wird das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen den Satellitenbetrieb und den Datenrelais-Service bereitstellen. Auch den weiteren Aufbau der EDRS-Infrastruktur unterstützt das GSOC und wird die Datenautobahn für die eigenen Erdbeobachtungssatelliten nutzen.

EDRS-Bodensegment
Das „European Data Relay Satellite System“ EDRS wird im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Firma Airbus Defence and Space betrieben. In den Aufbau des gesamten EDRS-Bodensegments und die Vorbereitungen des Betriebs investierte das DLR aus Forschungsmitteln 8,7 Millionen Euro. Das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie stellte 7,5 Millionen Euro zur Verfügung.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Intelsat-39 & EDRS-C (Hylas 3) mit Ariane 5 ECA (VA249) von Kourou ELA-3

Der Beitrag DLR: Startvorbereitungen für EDRS-C am GSOC erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Raumfahrer Net e.V., ArianeGroup, Airbus Defence and Space, OHB System GmbH, GSOC/DLR, MPE, ESO, Stefan Goth.

Sonntag 26.05.2019 Anreisetag

Das Raumcon-Treffen 2019 startete am 26.05.2019 ab 14:00 Uhr mit dem Check-In in der Jugendherberge Dachau. Zunächst wurden die Zimmer bezogen und der Seminarraum raumfahrttypisch eingerichtet und dekoriert. Kurz nach 17 Uhr wurden alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch Ilka Meuer, Mitglied im Vorstand des gemeinnützigen Vereins Raumfahrer Net e.V. und Hauptorganisatorin, begrüßt. Sie gab eine Einführung in das Programm und beantwortete alle offenen Fragen.

Das gemeinsame Grillen auf der Terrasse ab ca. 18:00 Uhr wurde zum Kennenlernen des einen oder anderen neuen Gesichts und ersten Fachgesprächen über aktuelle Themen aus Raumfahrt und Astronomie genutzt. Später konnte noch ein ISS-Transit beobachtet werden. Leider gelang es nicht den ersten Satz von 60 Starlink-Satelliten, die ein paar Tage vorher gestartet wurden, zu sichten. Die Frage, ob astronomische Beobachtungen wegen der gerade in Aufbau befindlichen neuen Satellitenkonstellationen, mit in einem Fall bis zu 12.000 zusätzlichen Objekten, erschwert oder gar unmöglich werden, führte zu kontroversen Diskussionen ohne endgültigem Ergebnis.

Montag 27.05.2019 (Ottobrunn/Taufkirchen)

Nach einem reichhaltigen Frühstück fuhren die Teilnehmerinnen und Teilnehmer am nächsten Tag in Fahrgemeinschaften nach Ottobrunn, genaugenommen nach Taufkirchen, um ab 10:00 Uhr die dortige Niederlassung von ArianeGroup GmbH und Airbus Defence and Space zu besichtigen. Obwohl es sich zwischenzeitlich um zwei getrennte Firmen handelt, befinden sie sich am gleichen Standort und nutzen auch einige Ressourcen gemeinsam.

Der Technologiecampus Ottobrunn, ein Luft- und Raumfahrtstandort, wurde nach dem zweiten Weltkrieg u.a. von Ludwig Bölkow (wieder) aufgebaut. Weniger bekannt ist, dass in der Nähe während des Nationalsozialismus Flugzeug- und Raketenantriebe getestet wurden. Für diese Tests wurden Insassen des Konzentrationslagers Dachau unter lebensgefährlichen, menschenverachtenden Bedingungen eingesetzt.

Empfangen wurden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch Dietrich Häseler, der bei ArianeGroup beschäftigt ist. Geführt wurden wir dann durch Eugen Reichl, Autor zahlreicher Raumfahrtbücher und Mitarbeiter von Airbus Defence and Space.

Zunächst konnten wir das Mission Control Center für die europäischen ERDS-Satelliten (European Relay Data Satellite) besichtigen. Momentan befindet sich ERDS A als „hosted payload“ an Bord eines Eutelsat-Satelliten im geostationären Orbit. Diese Nutzlast wird von Ottobrunn aus kommandiert und überwacht. Hier wird als „Service“ der SpaceDataHighway zwischen LEO-Satelliten, ERDS-Satelliten und Bodenstation betrieben. Es wird als Übertragungstechnik Laserkommunikation verwendet. ERDS A verfügt über ein LCT (Laser Communication Terminal) und kann Daten von den vier Sentinel-Satelliten 1A, 1B, 2A und 2B, welche ebenfalls über je ein LCT verfügen, empfangen und per Ka-Band an die Bodenstation weiterleiten. Über ein LCT sind bis zu 1,8 Gbps möglich. Seit 2016 wurden über 20.000 Kommunikationsverbindungen hergestellt und rund 1,3 PByte an Daten übertragen. Von hier aus wird auch das Zusammenspiel zwischen Bodenstation, LEO-Satelliten und ERDS-Satelliten koordiniert.

ERDS C wird keine Nutzlast auf einem anderen Satelliten sein, sondern als eigenständiger Satellit im Juli diesen Jahres starten und ebenfalls, wie ERDS A, Europa, Afrika und den nahen Osten abdecken. ERDS B war ursprünglich als weitere „hosted payload“ geplant, wurde dann aber nicht realisiert, so dass diese Benennung ungenutzt bleibt. ERDS D soll bereits mit drei LCT ausgestattet sein und im pazifischen Raum platziert werden. Damit soll auch eine Kommunikation zwischen den ERDS-Satelliten realisiert werden können. Mit weiteren Satelliten will man schließlich eine globale Abdeckung erreichen. Die LCT werden von der Fa. Tesat-Spacecom GmbH & Co. KG geliefert.

Danach wurde die Führung bei Airbus Defence and Space in der Fertigung von Raketen- und Satellitenkomponenten fortgesetzt. Der Standort Ottobrunn ist das ArianeGroup-Kompetenzzentrum für die Entwicklung und Fertigung von Brennkammern für Raumfahrtantriebe von Trägerraketen und Satelliten. Derzeit werden hier die Brennkammer des Vulcain-2-Triebwerks für die Hauptstufe der Ariane 6 und die des Vinci-Triebwerks für deren Oberstufe sowie die Kryogenventile für beide Stufen entwickelt und gebaut.

In der Mittagszeit konnte die Kantine am Standort Ottobrunn besucht werden. Nach der Rückfahrt nach Dachau stand der Nachmittag zur freien Verfügung. Eine kleine Gruppe besuchte die Flugwerft in Schleißheim und nahm, neben den zahlreichen Flugzeugen, die übersichtliche Zahl der Raumfahrtexponate in Augenschein.

Um 18:00 Uhr trafen sich wieder alle in der Jugendherberge Dachau und genossen das Abendessen, anlässlich des wöchentlichen Veggie Day mit Käsespätzle.

Nach 19:45 Uhr folgten zwei Vorträge: Ein Teilnehmer referierte über die „Vinci Upper Stage Engine for Ariane 6“ und ein Teilnehmer berichtete über „Ariane 6 Oberstufe, Upper Liquid Propulsion Module“. Diese Vorträge rundeten den Besuchstag bei ArianeGroup und Airbus thematisch sehr gut ab.

Dienstag 28.05.2019 (Oberpfaffenhofen/Weßling)

Nach dem gemeinsamen Frühstück und der Fahrt nach Oberpfaffenhofen-Weßling begann der Besuchstag beim German Space Operations Center, GSOC des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt). Die Organisationseinheit Missionsbetrieb führt im GSOC die operativen projektgesteuerten Arbeiten im Bereich der astronautischen und unbemannten Raumflugmissionen durch.

Herr Markus Trost ist dort zuständig für die Einrichtungen am Boden, u.a. auch für den technischen Betrieb des Kontrollzentrums zur Steuerung und Überwachung des europäischen Columbus-Moduls an der ISS. Herr Trost stellte die Funktion und den Aufbau des GSOC vor und führte durch das Gebäude. Neben der astronautischen Raumfahrt betreut das GSOC auch Satellitenmissionen, die durch das DLR finanziert werden, z.B. Eu:Cropis. Von der „Brücke“ konnte Einblick in vier verschiedene Kontrollräume, die für unterschiedliche Zwecke genutzt werden, genommen werden. Wegen des unersättlichen Wissensdursts der Besucher wurde kurzer Hand ein zweiter Besuch am Nachmittag vereinbart. Bereits um 11:30 Uhr war die Besichtigung bei der nebenan gelegenen OHB System AG angesetzt. Nach der Begrüßung folgte eine Führung durch das Gebäude mit Elektronikentwicklung, REXUS-/MAXUS-Labor (suborbitale Forschungsraketen) und Blick in den Reinraum. Dort wird derzeit u.a. ein Strukturmodell eines der zukünftigen Hauptinstrumente der Meteosat Third Generation (MTG) montiert.

Nach der Führung wurden wir in die Kantine von OHB zum Essen geladen. Danach folgte eine Präsentation zu den Meteosat Third Generation, MTG-Satelliten. Diese werden derzeit von OHB und Thales Alenia Space als Prime-Kontraktoren und zahlreichen Subkontraktoren entwickelt und gebaut. Die neue Wettersatellitenkonstellation für den geostationären Orbit, die von Eumetsat (European Meteorological Satellite Organisation) betrieben werden wird, soll aus vier MTG-I (Imager) und zwei MTG-S (Sounder) Satelliten bestehen. Die „Imager“ werden die Arbeit der vorhergehenden beiden Generationen fortführen und das Wettergeschehen im optischen Bereich, allerdings in deutlich höherer Qualität, abbilden. Die sog. „Sounder“ hingegen setzen neue hochauflösende Spektrometer ein, die es ermöglichen sollen die Verteilung der Feuchtigkeit in der Atmosphäre dreidimensional zu erfassen.

Neben den Satelliten-Bussen werden bei OHB auch ein Teil der wissenschaftlichen Instrumente entwickelt und gebaut. Nach heutigem Stand soll 2021 der erste MTG-I mit einer Ariane 5 gestartet werden. Der erste MTG-S soll 2022 folgen. Generell sind die Satelliten dafür ausgelegt mit Ariane oder mit Falcon 9 zu starten.

Die zweite Präsentation befasste sich mit der ESA-Forschungsmission Plato (PLAnetary Transits and Oscillations of stars). Es ist die dritte Mission der M-Klasse im Rahmen des Programms Cosmic Vision der ESA. Auch hier ist OHB als Prime-Kontraktor zusammen mit Thales Alenia Space für Entwicklung und Bau der Sonde, die am Lagrange Punkt 2 des Sonne-Erde-Systems stationiert werden soll, verantwortlich. Gestartet soll 2026 werden, um dann nach extrasolaren Planeten zu suchen, sowie diese und ihre Sonnen zu untersuchen. Wobei erdähnliche Planeten in der habitablen Zone von besonderem Interesse sind. Der Raumflugkörper wird dafür mit einem Array von 26 Teleskopen ausgestattet.

Nachdem am Morgen beim DLR die Zeit für alle Fragen zu knapp war, nutzten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die räumliche Nähe für einen zweiten Besuch im GSOC. Dort stand mit dem Leiter der Missionskontrolle ein weiterer kompetenter Ansprechpartner zur Verfügung, so dass keine noch so detaillierte und „verbohrte“ Frage unbeantwortet blieb.

Nach der Fahrt zurück und dem Abendessen in der Jugendherberge klang der Tag mit Diskussionen, einer Raumfahrt-Dokumentation und einem -Film aus.

Mittwoch 29.05.2019 (Garching)

Am Morgen ging es nach dem Frühstück in der Jugendherberge Dachau nach Garching zum Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE). Wegen einer Baustelle für eine Erweiterung des Max-Planck-Instituts für Physik gab es am Anfang bezüglich des Zugangs etwas Verwirrung. Aber eine freundliche Dame vom Max-Planck-Institut für Astrophysik zeigte uns den Weg durch das Gebäude zur richtigen Anlaufstelle. Dort wurden wir durch Frau Hannelore Hämmerle begrüßt. Sie hielt einen spannenden Einführungsvortrag über die Arbeit des MPE. Das MPE ist der experimentellen und theoretischen Erforschung des Raumes außerhalb der Erde und astrophysikalischer Phänomene gewidmet. Wobei die experimentelle Forschung im Vordergrund steht. Im Gegensatz dazu befasst sich das Institut für Astrophysik mehr mit den theoretischen Grundlagen und entsprechenden rechnergestützten Simulationen.

Danach folge Herr Bogensberger, der einen Einblick in die Röntgenastronomie gab. Das MPE war maßgeblich an der ROSAT-Mission beteiligt, welche als erste den gesamten Himmel im Bereich der Röntgenstrahlung abgetastet hat.
Derzeit wird intensiv an einem Nachfolger, eROSITA genannt, gearbeitet. Es wird vom DLR finanziert und das MPE ist das führende wissenschaftliche Institut, welches das Projektmanagement trägt. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit mit anderen deutschen Instituten und dem IKI (Instituts für Weltraumforschung der Russischen Akademie der Wissenschaften) in Moskau. Die Teleskopstruktur und die Röntgenkameras werden vom MPE entwickelt. Zusammen mit dem russischen Teleskop ART-XC soll eROSITA auf dem russischen Satelliten Spektrum-Röntgen-Gamma (Spektr-RG / SRG) voraussichtlich am 21.06.2019 mit einer Proton-M von Baikonur starten.
eROSITA soll über einen Zeitraum von vier Jahren den kompletten Himmel acht mal komplett abscannen. Es wird mit einer 20fach höheren Empfindlichkeit als bei ROSAT gerechnet.

Danach folgte eine Präsentation von Sebastiano von Fellenberg. Er berichtete über seine Forschungsarbeit, welche sich mit Infrarot-Beobachtung der Region um das supermassive Schwarze Loch (ca. 4 Millionen Sonnenmassen) im Zentrum unserer Milchstraße befasst. Dabei genießt ein junger Stern, S2 genannt, der auf seiner 16jährigen Umlaufbahn um das schwarze Loch diesem am nächsten kommt, größere Aufmerksamkeit. Auf seiner Bahn erreicht er bis zu 3% der Lichtgeschwindigkeit. Durch die Beobachtung von S2 konnte u.a. auch die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein erneut bestätigt werden.

An Hand einer Animation aus den aufgezeichneten Daten wurde auch gezeigt, dass das Schwarze Loch, genauer seine direkte Umgebung außerhalb des Schwarzschild-Radius, immer wieder im infraroten Licht stark aufleuchtet. Diese sog. Flares werden auf das Aufleuchten von Gas und Staub, welches kurz vor dem Verschlingen durch das Schwarze Loch, stark aufgeheizt wird, zurückgeführt.

Zum Abschluss des Besuchs beim MPE beantwortete Frau Hämmerle noch alle aufkommenden Fragen.

Die Mittagspause verbrachten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer auf dem Gelände des Forschungs- und Hochschulcampus Garching.

Ab 14:00 Uhr wurde dann das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) besucht. Das Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften ist das Hochschulrechenzentrum für die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU), die Technische Universität München (TUM) und die Bayerische Akademie der Wissenschaften. Auch die Hochschule für angewandte Wissenschaften München (HM) und die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf sowie zahlreiche weitere Wissenschaftsinstitutionen, die Bayerische Staatsbibliothek und der Bibliotheksverbund Bayern nutzen Leistungen des LRZ. Zusätzlich betreibt das LRZ Hochleistungsrechensysteme für alle bayerischen Hochschulen sowie einen nationalen Höchstleistungsrechner, der zu den leistungsfähigsten Rechnern in Europa zählt und allen öffentlichen deutschen Forschungseinrichtungen zur Verfügung steht.

Die generelle Einführung und die Vorstellung des Zentrums für virtuelle Realität und Visualisierung (V2C) übernahm Herr Rainer Oesmann vom LRZ. Dabei wurden Beispiele der Anwendung des SuperMuc-(NG) Hochleistungsrechensystems und der Visualisierung gezeigt, u.a. die Simulation der Magmaströme im Erdinneren und die Kontinentalbewegungen der letzten 200 Millionen Jahre als 3D-Animation. Danach hatten die Interessierten Gelegenheit sich in der sog. CAVE virtuell durch den Kaisersaal der Neuen Residenz Bamberg zu bewegen. Die CAVE ist ein würfelförmiger Raum bei dem auf drei Wände, Boden und Decke projiziert werden kann.

Herr Oesmann erläuterte die Geschichte und Funktion des LRZ und die grundsätzliche Projektkonzeption für die Anschaffung und den Betrieb eines Höchstleistungsrechners. Demnach wird ein neuer Hochleistungsrechner als Projekt für einen üblicherweise sechsjährigen Betrieb ausgeschrieben, allerdings in zwei Phasen installiert. Die ca. drei Jahre zwischen den beiden Phasen sorgen dafür, dass die in der zweiten Phase aufgestellten Racks deutlich weniger Flächenbedarf, bei gleichzeitig deutlich höherer Leistungsfähigkeit aufweisen.

Das LRZ versucht den Strombedarf der Superrechner durch Warm-Wasserkühlung zu minimieren. Das Wasser wird durch die Abwärme der Rechner von ca. 40°C auf 60°C aufgeheizt. Man nutzt diese Wärme zur Gebäudeheizung und zum Betrieb von Absorptionswärmepumpen, welche Kühlwasser für andere Anwendungen erzeugen. Überschüssige Wärme kann bei diesem Temperaturniveau über Kühler (ohne Kältemaschine) an die Umwelt abgegeben werden.

Donnerstag 30.09.2019

Für Donnerstag (Christi Himmelfahrt) war keine größere Raumfahrt-Exkursion eingeplant. Statt dessen stand der Tag eher im Zeichen von Erholung und Einkehr. Viele Teilnehmerinnen und Teilnehmer nutzten den Vormittag für einen Besuch der KZ-Gedenkstätte Dachau.

Am späteren Nachmittag referierte dann Steve Münker sehr ausführlich und eingehend über die Mission „Hayabusa 2“ der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa zum Asteroiden Ryugu. Die bisherigen Missionserfolge waren so umfangreich, dass der Vortrag nicht komplett abgeschlossen werden konnte. Statt dessen musste er zum Einbruch der Dunkelheit abgebrochen werden, denn ein besonderer Programmpunkt war für diesen Abend noch vorgesehen, nämlich Lagerfeuer mit Stockbrot! Hierzu wurden die mit dieser Sitte teilweise noch nicht so vertrauten extra durch einen neunjährigen Experten verstärkt! Dieser hatte für die für Freitag geplante Exkursion eine offizielle Schulbefreiung erwirkt und war bereits am Abend vorher angereist. Zu später Stunde konnte trotz fast geschlossener Wolkendecke ein ISS-Transit beobachtet werden, was für diesen Tag den würdigen Abschluss bildete.

Freitag 31.05.2019 (Garching)

Nach dem obligatorischen Frühstück und der erneuten Fahrt nach Garching, wurde diesmal am ESO Supernova, dem Planetarium und Besucherzentrum der ESO (Europäische Südsternwarte) geparkt. Im dortigen Foyer wurden wir von einem wissenschaftlichen Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts für Astrophysik empfangen, der früher als Student und Doktorand bei der ESO gearbeitet hat und jetzt gelegentlich als Führer bei der ESO tätig ist.

Er führte sowohl in Funktion und Geschichte der Organisation als auch des Hauptquartiers der ESO ein. Es besteht aus unterschiedlich alten Gebäudeteilen, die in kreisförmigen Gebäudestrukturen angeordnet sind. Immer wieder wird in der Architektur auf die Arbeit der ESO referenziert, z.B. entspricht der Durchmesser eines runden, neuen Gebäudes exakt dem Durchmesser des derzeit in Bau befindlichen Extremly Large Teleskop (ELT) von 39 Metern. So kann man sich angesichts der Größe des Gebäudes eine grobe Vorstellung von der Dimension des wissenschaftlichen Instruments, das gerade in Chile entsteht, verschaffen.

Bei der Besichtigung konnte auch ein Blick in den Reinraum der ESO geworfen werden. Dort wird derzeit ein Prototyp eines Spiegelelements des ELT getestet. Der Hauptspiegel des ELT (M1) wird aus 798 sechseckigen aluminiumbeschichteten Spiegelsegmenten bestehen. Insgesamt wird es fünf Spiegelebenen geben, wobei vier davon als aktive Spiegel ihre eigenen Massenverformungen und thermischen Verzerrungen durch diverse Aktuatoren ausgleichen können. Leider verschlechtern sich die optischen Eigenschaften der Aluminiumschicht relativ schnell. Daher geht man davon aus, dass im Betrieb täglich (!) mindestens zwei Segmente ausgetauscht werden müssen, um neu bedampft zu werden. Dazu wird es einige Reservesegmente geben, damit der Austausch jeweils während der Tagzeit abgeschlossen werden kann, so dass nachts uneingeschränkt beobachtet werden kann.

Der kleinste Spiegel M5 ist als Teil der adaptiven Optik in der Lage die durch die Atmosphäre erzeugten Verzerrungen auszugleichen. Mehrere Laser erzeugen hierzu in ca. 90 km Höhe in der Atmosphäre einen künstlichen Stern. Dessen über das Spiegelsystem aufgenommenen ungewollten Verzerrungen werden durch gezielte Verformung von M5 mehrere hundert mal pro Sekunde ausgeglichen. Diese Technologie wird bereits bei vielen bestehenden optischen Teleskopen, wie z.B. dem aus vier großen Einzelteleskopen bestehenden Very Large Telescope (VLT) der ESO angewendet.

Nach der Besichtigung des Hauptquartiers der ESO nutzten die Teilnehmer und Teilnehmerinnen die Möglichkeiten des Forschungs- und Hochschulcampus Garching für eine kurze Mittagspause.

Danach wurde die große Dauerausstellung im ESO Supernova besichtigt. Darin zeigt eine interaktive astronomische Ausstellung in 13 Themenbereichen „das Leben im Universum“. Auf der Website der Einrichtung wird diese hochinteressante und ansprechende Einrichtung wie folgt beschrieben: „Sie bringt den Besuchern scheinbar weit entfernte und abstrakte Themen näher, indem sie einen Bezug herstellt zwischen den Menschen und dem Universum, der Astronomie im Allgemeinen, dem Leben im Universum und unseren Beobachtungen des Universums mit Hilfe der ESO-Einrichtungen.“

Die durchgängig barrierefreie Ausstellungsfläche schraubt sich in einer Rampenspirale in dem extra dafür entworfenen Gebäude zunächst bis in den 2. Stock, um sich dann im zweiten Gebäudeteil bis ins Untergeschoss hinunterzudrehen.

Zusätzlich gibt es zur Zeit im Erdgeschoss die Sonderausstellung „Laser, Licht, Leben“. Sie gibt Einblicke in die Lasertechnologie von den Anfängen bis heute und beleuchtet visionäre Möglichkeiten ihrer Anwendung, einschließlich ihrer „Nutzung“ in der Science Fiction.

Den Abschluss des Besuchs bildete eine Vorführung im im Gebäude untergebrachten Planetarium, welches den über hundert möglichen Zuschauern auf der größten geneigten Kuppelprojektion in Deutschland, Österreich und Schweiz (als Planetariumsprojektion) auf 14 m Durchmesser eine digitale 360°-Projektion zeigt. Nach einer Live-Einführung in die Himmelsbeobachtung, Astronomie und den Sternenhimmel wurde der „Film“ „Von der Erde zum Universum“ gezeigt.

Nach der Rückfahrt zur Jugendherberge und dem Abendessen konnte Steve Münker seinen Vortrag über Hayabusa 2 abschließen, wobei diese Asteroiden-Mission ja noch andauert und hoffentlich noch viele spannende Erkenntnisse und Ereignisse bereithält.

Ein weiterer Teilnehmer aus dem Kreis des Raumcon-Forums hielt als thematischen Abschluss des Treffens einen Vortrag über „Klimageschichte“. Gerade in Zeiten in denen der menschengemachte Klimawandel praktisch für jeden spürbar wird, kann es für das Verständnis sehr hilfreich sein, über die historische Entwicklung des Klimas der Erde Bescheid zu wissen. Wobei sich der Vortrag im wesentlichen „nur“ auf die letzten rund 50 Millionen Jahre der Erdgeschichte beschränkte. Ursprünglich war es auf der Erde meistens deutlich wärmer als heute, da u.a. der CO2-Gehalt in der Atmosphäre durch Vulkanismus und andere Effekte deutlich höher war als heute. Damit lag auch der Meeresspiegel einige hundert Meter höher und einiges der heutigen Landfläche war überflutet.

Dass wir heute in deutlich „kälteren“ Zeiten leben liegt u.a. an Indien! Allerdings nicht als Land sondern als Sub-Kontinent. Durch die Kontinentalbewegungen ist der ursprünglich eigenständige indische (Sub-)Kontinent vor zig Millionen Jahren mit dem asiatischen Kontinent „zusammengestoßen“ und seit dem türmt sich immer mehr das Himalaya-Gebirge auf. Dieses und andere Hochgebirge (z.B. die Alpen) sind wiederum ein wichtiger Teil des Wasserkreislaufs. Eigentlich sind wesentliche Bestandteile dieser Gebirge nicht wasserlöslich, jedoch durch das aus der Luft im Wasser aufgenommene CO₂ entsteht Kohlensäure und damit werden wiederum Bestandteile des Materials ausgewaschen, binden dabei das CO₂ und lagern sich insbesondere am Meeresgrund ab. Einen Teil dieses Vorgangs kann man in Tropfsteinhöhlen beobachten, allerdings wird dort der aus dem Gestein gelöster Kalk als sichtbare Tropfsteine wieder abgelagert. Das CO₂ welches dauerhaft in Sedimentschichten eingelagert wird, fehlt auf Dauer im Luft-Wasser-Kreislauf und trägt somit auch nicht mehr zum Treibhauseffekt bei.

Deshalb kann man in den letzten 50 Millionen Jahren einen stetig abnehmenden CO2-Gehalt und damit auch sinkende Durchschnittstemperaturen „beobachten“. Dies bedeutet insbesondere, dass die Pole seit dieser Zeit fast durchgängig eisbedeckt sind.
Parallel dazu gibt es jedoch Effekte, die über einige zehn- bis hunderttausend Jahre hinweg größere Schwankungen verursachen, so dass die „bekannten“ Eiszeiten entstanden. Diese zyklischen Veränderungen werden u.a. auch auf Änderungen der Rotationsachse der Erde, Änderungen der Exzentrizität der Umlaufbahn um die Sonne und andere Einflüsse zurückgeführt.
Die letzte Eiszeit endete vor ca. 18.000 Jahren, bis dahin waren auch weite Teile der höheren Breiten z.B. auch weite Teile von Europa mit Eis bedeckt. Die aktuelle Warmzeit müsste nach den üblichen zyklischen Schwankungen ihr Maximum bereits überschritten haben, der gegenteilige Effekt ist jedoch zu beobachten. Eine wesentliche Ursache ist der Einfluss des Menschen. Vor rund 8.000 Jahren begann der Mensch mit Ackerbau, womit bereits eine Erhöhung des CO₂-Ausstoßes verbunden war. Der beginnende verstärkte Nass-Reisanbau hat zusätzlich zu einer Erhöhung des Methan-Anteils in der Atmosphäre geführt.

Allerdings, der Anstieg des CO2-Gehalts seit Beginn der Industrialisierung übertrifft dies alles bei weitem.

Zu später Stunde folgte dann ein Brainstorming über die Raumcon-Treffen 2020, 2021 und sogar 2022. Wobei Ziele und Termine erst bekannt gegeben werden, wenn verbindliche Buchungen getätigt wurden.

Danach fanden sich noch genügend Freiwillige um den Seminarraum aufzuräumen und die Raumfahrt-Bilder wieder abzunehmen.

Samstag 01.06.2019 Abreisetag

Am Samstag standen dann nur noch Frühstück, Zimmer räumen und verabschieden auf dem Programm. Abschließend ist insbesondere dem Organisationsteam, allen voran Ilka Meuer, den Gastgebern der Exkursionen, den Vortragenden, der Jugendgästehaus „Max Mannheimer Haus“ in Dachau und den Teilnehmerinnen und Teilnehmern für ein (wieder) wunderbar gelungenes und informatives Raumcon-Treffen 2019 zu danken!

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Raumcon Treffen 2019 Ankündigung und Diskussion

Der Beitrag Jahrestreffen Raumcon-Forum und Raumfahrer Net 2019 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Wie der Blick aus dem All verrät, ist die Landmasse der Erde heute zu rund einem Drittel von Wäldern bedeckt. Dabei fehlt bereits mehr als die Hälfte des weltweiten Bestands, die der Abholzung insbesondere seit Mitte des 20. Jahrhunderts zum Opfer gefallen ist. Um den aktuellen Zustand sowie die Entwicklungen des „grünen Organs“ genau beobachten, bewerten und schützen zu können, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen besonderen Datensatz erstellt: die globale TanDEM-X-Waldkarte. Dazu wurden interferometrische Daten genutzt, die für das globale Höhenmodell der deutschen Radarsatellitenmission TanDEM-X aufgenommen wurden, und Algorithmen aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz zur globalen Datenverarbeitung entwickelt. Diese wurden für verschiedene Waldtypen anhand von Baumhöhen, Dichte und Struktur optimiert. Das Ergebnis ist eine Karte, die bei einer Auflösung von 50 Metern die Ausdehnung bewaldeter Flächen darstellt. Die globale TanDEM-X-Waldkarte des DLR steht wissenschaftlichen Nutzern ab sofort frei zur Verfügung.

Radarsatelliten können unabhäging von Wetter oder Tageszeit Aufnahmen erstellen – ein besonderer Vorteil bei der Kartierung von tropischen Wäldern, die meist von Wolken bedeckt sind. Die TanDEM-X-Waldkarte schließt bisherige Datenlücken und liefert erstmals einen einheitlichen Überblick der Regenwälder in Südamerika, Südostasien und Afrika. Die Erkenntnisse sind für Behörden und Wissenschaftler gleichermaßen bedeutsam, da diese Gebiete vor illegaler Abholzung geschützt und als mächtige Kohlenstoff-Speicher erhalten werden müssen.

Anhand der neuen Karte lässt sich entsprechend auch die Biomasse-Konzentration von Wäldern genauer bestimmen – ein Schlüsselfaktor im globalen Kohlenstoffkreislauf. Die globale TanDEM-X-Waldkarte schafft damit eine wichtige Datengrundlage für Forschungen zum globalen Wandel und bietet darüber hinaus auch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Regionalentwicklung sowie der Raumplanung. In Hinblick auf die gesellschaftlichen Herausforderungen des globalen Wandels lassen sich schließlich auch genauere Vorhersagen und geeignete Maßnahmen ableiten.

Big Data und Künstliche Intelligenz
Das DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme hat für das Projekt insgesamt mehr als 400.000 Datensätze verarbeitet, die im Zeitraum von 2011 bis 2015 im Rahmen der TanDEM-X-Mission aufgenommen wurden. Um aus den riesigen Datenmengen die gewünschte Information „Wald“ zu gewinnen und klassifizieren zu können, haben die Radarexperten spezielle Algorithmen entwickelt, die zuerst jede einzelne Aufnahme individuell auswerten und anschließend zu einer globalen Karte zusammenfügen. Diese Algorithmen basieren auf maschinellem Lernen aus dem Bereich der künstliche Intelligenz und können in der Zeitschrift „Remote Sensing of Environment“ (Volume 205, Februar 2018) nachgelesen werden. Künftig können so auch neue Satellitendaten ausgewertet und beispielweise in Form von Zeitreihen-Analysen mit der TanDEM-X-Waldkarte verglichen werden.

Um die gerechneten Ergebnisse zu validieren und die Waldflächen mit noch höherer Genauigkeit von den Nicht-Waldflächen abzugrenzen zu können, nutzen die Entwickler zusätzliche Fernerkundungsdaten. Dazu gehören insbesondere der „Global Urban Footprint“, eine globale Karte von Siedlungsgebieten die am Earth Observation Center (EOC) des DLR erstellt wurde, sowie die Gewässerkartierung der Climate Change Initiative der ESA. Die globale TanDEM-X-Waldkarte wird im Deutschen Satellitendatenarchiv des EOC verwaltet und den Nutzern bereitgestellt. Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) ist für den Betrieb der Radarsatellitenmission TanDEM-X verantwortlich.

Tandem-L: Waldmonitoring der Zukunft
Die Abschätzung und das Monitoring von Waldressourcen ist eine zentrale Aufgabe von gegenwärtigen und kommenden Radarsatellitenmissionen. Insbesondere Tandem-L, ein Vorschlag für eine hochinnovative Satellitenmission, könnte globale Waldkarten künftig im Wochentakt erstellen und daraus Waldhöhe, Struktur und Biomasse ableiten. Mithilfe seiner neuartigen Bildgebungstechnologie und der daraus resultierenden gewaltigen Aufnahmekapazität ist Tandem-L dafür konzipiert, weitere dynamische Umweltprozesse auf der Erdoberfläche zu beobachten. Die Mission soll neue Maßstäbe in der Erdbeobachtung setzen und damit einen wirkungsvollen Beitrag zur Bewältigung der globalen gesellschaftlichen Herausforderungen leisten.

Animationen:
Animation: Globale TDX-Waldkarte mittlere AuflösungAnimation: Globale TDX-Waldkarte hohe Auflösung

Der Beitrag Globale TanDEM-X-Waldkarte verfügbar erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: DLR, NASA.

Während eines bilateralen Treffens auf der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA) in Berlin unterzeichneten der Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), Prof. Johann-Dietrich Wörner und die stellvertretende NASA-Adminisratorin Lori Garver am 10. Juni 2010 eine Vereinbarung, der zufolge die Mission der beiden Grace-Erdbeobachtungssatelliten solange fortgesetzt werden soll, bis diese das Ende ihrer Nutzbarkeit erreicht haben. Derzeit wird erwartet, dass die Satelliten bis ins Jahr 2015 sinnvoll eingesetzt werden können. DLR und NASA begannen ihre Zusammenarbeit beim Gravity Recovery And Climate Experiment offiziell im Jahr 1998. Ursprünglich war eine Missionsdauer von zunächst 5 Jahren geplant.

Die am 17. März 2002 ins All transportierten Raumfahrzeuge erfassen Änderungen des Schwerefelds der Erde im Minutenabstand. Dazu wird der Abstand zwischen den beiden Satelliten via Mikrowellen-Funkstrecke mit einer Genauigkeit, die einem Hundertstel der Breite eines Menschenhaares entspricht, gemessen. Der Abstand der zwischen 450 und 500 Kilometern über der Erde kreisenden Trabanten liegt bei etwa 200 Kilometern und ändert sich aufgrund der Einwirkung einer variierenden von der Erde ausgehenden Schwerkraft. Die entsprechenden Variationen können Folge lokaler Klimaveränderungen, Auswirkungen des Wettergeschehens und Ergebnis jahreszeitlicher Veränderungen sein.

Die Raumfahrzeuge reagieren auf Änderungen der Masseverteilung auf der Erde, beispielsweise auf steigende Wasserstände oder zurückgehende Eisdicken. Um diese Reaktionen festzuhalten, sind sie zusätzlich mit hochgenauen Beschleunigungsmessern und präzisen GPS-Empfängern ausgestattet.

Messtechnik und weitere Satellitenkomponenten wurden von der NASA bereitgestellt. Das DLR kümmerte sich um Bau und Start der Satelliten und wickelt deren Betrieb ab. Zusammengesetzt wurden die Raumfahrzeuge bei Astrium in Friedrichshafen, der Transport in den Weltraum erfolgte vom russischen Plesezk aus auf einer Rockot-Rakete. Kontrolliert und gesteuert werden die Raumfahrzeuge vom DLR-Raumfahrtkontrollzentrum GSOC (für German Space Operations Center) in Oberpfaffenhofen.
Daten von Grace halfen unter anderem bei der Untersuchung des Rückgangs der Eisbedeckung Grönlands und der Grundwasserverluste im sogenannten Central Valley, der zentralen Region der Landwirtschaft im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien. Die mit Hilfe der Daten von Grace erstellten Karten sind bis zu einhundert Mal genauer als zuvor verfügbare. Sie werden zum Beispiel von Meeres-, Gletscher-, Wetter- und Klimaforschern verwendet.

Grace 1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 27.391 bzw. als Objekt 2002-012A, Grace 2 mit der NORAD-Nr. 27.392 bzw. als Objekt 2002-012B.

Der Beitrag ILA: Mission von Grace wird verlängert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.