Quelle: ESA / Enabling & Support / Operations, 24. Juni 2026

Seit ihrem Start im Oktober 2018 befindet sich die ESA/JAXA-Mission „BepiColombo“ zum innersten Planeten des Sonnensystems in einer achtjährigen Flugphase, die durch solarelektrischen Antrieb (SEP) angetrieben wird.

Die vier QinetiQ T6-Triebwerke für den solarelektrischen Antrieb befinden sich im Merkur-Transfermodul (MTM) von BepiColombo und nutzen den von den Solarpaneelen des Raumfahrzeugs erzeugten Strom, um Xenongas zu ionisieren.

Im Gegensatz zum herkömmlichen chemischen Antrieb nutzt dieses System Sonnenenergie, um Xenongas in einen elektrisch geladenen Strom (Plasma) umzuwandeln, der anschließend beschleunigt und mit sehr hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird. Da das SEP-System weitaus weniger Treibstoff benötigt und seinen Schub an die verfügbare Sonnenenergie anpassen kann, ist es eines der effizientesten und flexibelsten Antriebssysteme, die bisher im Weltraum zum Einsatz gekommen sind, und ermöglicht es BepiColombo, eine der komplexesten interplanetaren Reisen zu absolvieren, die je unternommen wurden.

Das Ende eines Kapitels

Nach einer langen, anspruchsvollen Flugphase mit neun Planetenvorbeiflügen (einem an der Erde, zwei an der Venus und sechs am Merkur) hat BepiColombo dieses Kapitel am vergangenen Montag endgültig abgeschlossen, indem es seine SEP-Triebwerke dauerhaft abgeschaltet hat. Die Befehle wurden bereits rechtzeitig von der Erde gesendet, um die Triebwerke genau zum richtigen Zeitpunkt während der letzten Schubphase der Sonde abzuschalten.

Am Morgen vor der für den Nachmittag geplanten Abschaltung des SEP-Systems traf sich Neil Wallace – der leitende SEP-Triebwerksingenieur – mit dem Missionsteam und den Industriepartnern im Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt. Gemeinsam werteten sie die Erfahrungen aus dem SEP von BepiColombo aus – ein wichtiger Schritt für den Einsatz dieses Systems in zukünftigen Weltraummissionen.

Der Beginn der Ankunft

Ohne weitere Antriebsquelle wird BepiColombo einer „ballistischen“ Flugbahn bzw. einer freien Fallbahn folgen, während es am 3. September 2026 sein erstes wichtiges Ankunftsmanöver – die MTM-Trennung – einleitet.

Erst wenn der verbleibende Raumfahrzeugverbund (MPO-Mio-MOSIF) Ende November den Punkt für den Eintritt in die Merkurumlaufbahn erreicht, wird das Flugkontrollteam von BepiColombo den chemischen Antrieb des MPO aktivieren. Dieses System wird den dreiteiligen Raumfahrzeugverbund dann bis Anfang Dezember antreiben, bis schließlich die Orbiter MPO und Mio ausgesetzt werden.

Bleiben Sie hier auf dem Laufenden, um weitere Neuigkeiten zu BepiColombo zu erfahren, während wir eine der ehrgeizigsten Planetenmissionen Europas zu ihrem endgültigen Ziel – dem Merkur – bringen.

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA

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Quelle: NASA, 26. Mai 2026

Phase zwei des Ausbaus der Mondbasis umfasst

• Die Inbetriebnahme erweiterter Solarstromanlagen und erster nuklearer Energieversorgungssysteme an der Oberfläche, darunter möglicherweise Kernspaltungsreaktoren und radioisotopische Energiesysteme.
• Verbesserte Rover, möglicherweise fortschrittliche „MoonFall“-Drohnen und erste Elemente für die Besiedlung.
• Verbesserte Kommunikationsnetze zwischen der Oberfläche und der Umlaufbahn, um eine zuverlässige Konnektivität in der gesamten Region des Mond-Südpols zu gewährleisten.
• Lieferung von bis zu 60 Tonnen Fracht durch bis zu 24 Landungen unter Einsatz von Frachtlandefährten der Klassen „Low“, „Medium“ und „Heavy“.

Wichtige Oberflächeninfrastruktur: Druckbeaufschlagte Rover
Ein von der JAXA bereitgestellter druckbeaufschlagter Rover soll voraussichtlich in der zweiten Phase des Aufbaus der Mondbasis zum Einsatz kommen.

• Der unter Druck stehende Rover wird die Reichweite der Astronauten bei ihren Reisen und Arbeiten im Bereich des Mond-Südpols erweitern. Als mobiler Lebensraum und Labor ermöglicht der Rover den Besatzungen, geografisch vielfältige Regionen zu erkunden und wissenschaftliche Untersuchungen weit über die unmittelbare Umgebung der Landeplätze oder festen Lebensräume hinaus durchzuführen.
• Der unter Druck stehende Rover ist dafür ausgelegt, zwei Astronauten bis zu 30 Tage lang in einer Umgebung ohne Schutzanzüge zu versorgen, und soll einen sicheren, geschlossenen Arbeitsbereich bieten, in dem Astronauten leben, forschen und sich auf Ausflüge auf der Mondoberfläche vorbereiten können. Diese Fähigkeit verringert die Notwendigkeit für Astronauten, während langer Fahrten in Raumanzügen zu bleiben, was den Komfort, die Effizienz und die Produktivität der Mission erhöht.
• Der unter Druck stehende Rover wird es Astronauten ermöglichen, von abgelegenen Standorten aus Mondspaziergänge zu unternehmen, wodurch sich der Erkundungsradius erweitert und der Zugang zu neuen wissenschaftlichen Zielen, unwegsamem Gelände und ressourcenreichen Gebieten ermöglicht wird, die andernfalls schwer zu erreichen wären. Da er sowohl als Transportsystem als auch als vorübergehender Lebensraum dient, wird er dazu beitragen, die Mondoberfläche zu einem Ort zu machen, an dem Besatzungen über längere Zeiträume hinweg operieren können.
• Der für die rauen Bedingungen auf dem Mond konzipierte Rover soll eine Lebensdauer von etwa 10 Jahren haben, Steigungen von bis zu 15 Grad bewältigen, bis zu 150 Stunden im Schatten überstehen und Geschwindigkeiten von bis zu 3,5 Kilometern pro Stunde erreichen.

Wichtige Oberflächeninfrastruktur: Geländebearbeitungs- und Logistikfahrzeuge
In der zweiten Phase des Aufbaus der Mondbasis plant die NASA Geländebearbeitungs- und Logistikrover im Bereich des Mond-Südpols zum Einsatz zu bringen um den Standort zu erschließen, Tätigkeiten mit Regolith durchzuführen, sowie die ersten logistischen Operationen auf der Mondoberfläche zu unterstützen.

• Zu den für die zweite Phase geplanten Bodenfahrzeugen gehören das „Lunar Terrain Vehicle“ (LTV) der zweiten Generation der NASA sowie weitere Rover von Industriepartnern und internationalen Partnern, die für den Transport von Fracht und Logistik, für Vorbereitungsarbeiten am Standort, für Regolithaushub sowie für Bodenverdichtungsarbeiten in der Nähe des Mond-Südpols konzipiert sind.

Wichtige Technologiedemonstration: atomare Energieversorgung auf der Mondoberfläche
In der zweiten Phase der Entwicklung der Mondbasis plant die NASA den Einsatz von thermoelektrischen nuklearen Generatoren (RTGs), um Technologien, Betriebskonzepte und Verfahren zu erproben, die als Grundlage für künftige groß angelegte Kernkraftsysteme auf der Mondoberfläche dienen könnten.

• Die für die zweite Phase geplanten Demonstrationen zur nuklearen Energieversorgung auf der Mondoberfläche umfassen den Einsatz von Radioisotopengeneratoren (RTGs), die mehrere hundert Watt Leistung erzeugen können, um Systeme auf der Mondoberfläche, das Überleben während der Mondnacht sowie die Erkundung in dauerhaft im Schatten liegenden Gebieten zu unterstützen.
• Diese Demonstrationen sollen dazu beitragen, Technologien, Ansätze zum Wärmemanagement, Betriebskonzepte und Prozesse voranzubringen, die als Grundlage für künftige groß angelegte Kernkraftsysteme zur nachhaltigen Erforschung des Mondes und des Mars dienen könnten.

Wichtige Technologiedemonstration: Ausweitung der Solarenergieversorgung
In der zweiten Phase der Entwicklung der Mondbasis plant die NASA, Technologien zur Verbesserung der Solarenergieversorgung sowie Betriebskonzepte und Verfahren zu testen, die als Grundlage für künftige groß angelegte Stromerzeugungs-, Energiespeicher- und -verteilungssysteme dienen könnten.

• Die für die zweite Phase geplanten Demonstrationsprojekte zur Erweiterung der Solarstromversorgung umfassen den Einsatz von Solaranlagen mit Energiespeicher- und Stromverteilungsfunktionen.
• In ersten Demonstrationen sollen Solaranlagen, Batterietechnologien und oberirdische Stromverteilungszentren getestet werden.
• Die permanente Infrastruktur muss in der Lage sein, bei Sonneneinstrahlung mehr als 10 Kilowatt Strom zu erzeugen und während der Mondschattenphasen bis zu 360 Kilowattstunden gespeicherte Energie bereitzustellen.

Wichtige Oberflächeninfrastruktur: Kommunikationssysteme
In der zweiten Phase des Aufbaus der Mondbasis plant die NASA, Kommunikationssysteme für die Mondoberfläche zu erproben und auszubauen, die den wachsenden Kommunikationsbedarf im Bereich des Mond-Südpols decken sollen.

• Zu den Maßnahmen zur Entwicklung der Bodenkommunikation gehört die Einrichtung spezieller Boden-zu-Orbit-Kommunikationsstationen, die einen höheren Datendurchsatz und mehr Verbindungen ermöglichen.
• Die Bodenkommunikationsknoten sollen eine Reichweite von etwa 10 Kilometer pro Knoten bieten und ähnlich wie Mobilfunkmasten auf der Erde funktionieren, um eine besser vernetzte und stabilere Mondkommunikationsarchitektur zu schaffen.

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• NASA Moon Base

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Quelle: ESA/SpaceSafety/PlanetaryDefence, 10. Fedruar 2026

Der Vertrag im Wert von 81,2 Millionen Euro wurde heute von der ESA und OHB Italia im ESTEC-Technologiezentrum der ESA in den Niederlanden unterzeichnet und leitet die Phase des Baus, der Montage und der Erprobung des Raumfahrzeugs für die Ramses-Mission ein. Er baut auf dem im Oktober 2024 unterzeichneten Vertrag zur Aufnahme der Vorbereitungsarbeiten für die Mission auf und erhöht den Gesamtwert auf rund 150 Millionen Euro.

„Mit Ramses nutzt die ESA eine einmalige Gelegenheit, den Asteroiden Apophis bei seinem Vorbeiflug an der Erde zu untersuchen, um unser Verständnis von erdnahen Objekten zu vertiefen und unsere Fähigkeiten zum Schutz unseres Planeten zu verbessern“, sagte Orson Sutherland, Leiter der Mars & Beyond Projects Group bei der ESA.
„Die Mission demonstriert die Leistungsfähigkeit der europäischen Industrie und unser Engagement für internationale Zusammenarbeit, während sie gleichzeitig die Grenzen der robotergestützten Weltraumforschung erweitert und Menschen auf der ganzen Welt inspiriert. “
„Wir sind stolz darauf, dass uns die ESA mit der Ramses-Mission betraut hat“, sagte Roberto Aceti, CEO von OHB Italia.
„Dieser Auftrag spiegelt das Vertrauen wider, das in die Erfahrung unseres Teams und unsere jahrzehntelange Tradition in der Lieferung komplexer Raumfahrtsysteme gesetzt wird. Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit der ESA und unseren Partnern diese wirklich ehrgeizige Mission zum Schutz unseres Planeten zu realisieren.“

Das Ramses-Team formiert sich
Durch die Einbindung von OHB profitiert die Ramses-Mission von den umfangreichen Erfahrungen, die in ganz Europa beim Bau der ersten Planetenabwehrmission der ESA, Hera, gesammelt wurden, die noch in diesem Jahr das Doppelasteroidensystem Didymos erreichen wird.
Wie Hera wird auch Ramses zwei einsetzbare CubeSats mitführen, die von der europäischen Industrie entwickelt wurden und die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit der Mission nach ihrer Ankunft bei Apophis erweitern sollen.

Ein zweiter Vertrag im Wert von 8,2 Millionen Euro wurde heute mit dem italienischen Unternehmen Tyvak International über den Bau eines der CubeSats von Ramses unterzeichnet, der nach dem italienischen Planetenforscher Paolo Farinella den Namen Farinella trägt. Wie beim Hauptraumschiff Ramses baut auch dieser Vertrag auf einem früheren Auftrag im Wert von 4,7 Millionen Euro auf, der im vergangenen Jahr für Vorbereitungsarbeiten vergeben wurde.
„Wir freuen uns darauf, die Herausforderung anzunehmen, ein kleines Raumfahrzeug zu liefern, das einen großen Beitrag zur Erforschung des Asteroiden Apophis während seines historischen Vorbeiflugs an der Erde leisten kann“, sagte Fabio Nichele, CEO von Tyvak International.

„Diese Mission unterstreicht die Stärke der europäischen industriellen Zusammenarbeit und zeigt, wie innovative Kleinsatelliten eine Schlüsselrolle bei der Förderung der Planetenforschung und dem Schutz unseres Planeten spielen können.“
Die Ramses-Mission bringt auch Fachwissen von außerhalb Europas ein. Ramses ist eine gemeinsame Mission der ESA und der japanischen Weltraumagentur JAXA.
Zu den Beiträgen der JAXA gehören Raumfahrzeugkomponenten wie die Solaranlagen und der thermische Infrarot-Imager sowie ein möglicher Mitflug bei der Destiny+-Mission der JAXA. Japanische Forscher beteiligen sich ebenfalls an den wissenschaftlichen Aktivitäten von Ramses.

Eine einmalige Gelegenheit
Ramses wird sich mit dem erdnahen Asteroiden (99942) Apophis treffen, bevor dieser am 13. April 2029 in einer unglaublich seltenen und wissenschaftlich wertvollen Begegnung an der Erde vorbeifliegt. Bei diesem Ereignis wird sich das etwa 375 Meter große Objekt unserem Planeten bis auf etwa 32 000 km nähern – weniger als ein Zehntel der Entfernung zwischen Erde und Mond.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt sind gespannt darauf zu beobachten, wie die Form, die Rotation und die Struktur des Asteroiden während dieser seltenen, aber völlig ungefährlichen Begegnung auf die Gravitationskräfte der Erde reagieren. Die Erkenntnisse aus diesem natürlichen Experiment werden unser Verständnis davon verbessern, wie sich erdnahe Objekte unter Einwirkung äußerer Kräfte verhalten.
Dies sind wichtige Erkenntnisse für zukünftige Strategien zum Schutz der Erde vor potenziell gefährlichen Asteroiden. Ramses wird somit einen wesentlichen Beitrag zum Kernziel des Space-Safety-Programs der ESA leisten, die Erde vor natürlichen und vom Menschen verursachten Gefahren aus dem Weltraum zu schützen.

Zeit zum Bauen
Die kritische Entwurfsprüfung für Ramses, die in den letzten Monaten vom Expertengremium der ESA durchgeführt wurde, wurde am 6. Februar abgeschlossen. Sie bestätigte, dass der detaillierte Entwurf des Ramses-Raumfahrzeugs alle technischen, wissenschaftlichen und programmatischen Anforderungen erfüllt.

„Die erfolgreiche Absolvierung der kritischen Entwurfsprüfung in Rekordzeit gibt uns die volle Gewissheit, dass der Entwurf von Ramses ausgereift, robust und baureif ist“, sagte Paolo Martino, Missionsleiter von Ramses.
„Die erfolgreiche Aufrechterhaltung des beschleunigten Tempos der Mission ist eine Bestätigung für das Engagement und die technische Vision des Teams unter einem sehr anspruchsvollen Zeitplan.“
Nachdem dieser wichtige Meilenstein erreicht und der Vertrag unterzeichnet wurde, wird sich das Ramses-Team nun auf den Bau, die Montage und die Erprobung des Raumfahrzeugs und seiner Systeme konzentrieren. Im Laufe des nächsten Jahres werden Hardwarekomponenten wie der Hauptbus des Raumfahrzeugs und die Nutzlastinstrumente montiert und integriert.
Anschließend folgen strenge Umwelt- und Funktionstests, um die Mission auf den geplanten Starttermin im Frühjahr 2028 vorzubereiten.

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• RAMSES – ESA-Mission zum Asteroiden Apophis

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Quelle: ZARM. 18. August 2025.

29. August 2025 – In insgesamt 16 Versuchen wird zurzeit auf der ISS untersucht, wie sich ein Feuer entlang unterschiedlich strukturierter Materialproben in Schwerelosigkeit ausbreitet. Die Forschenden sind insbesondere an der Ausbreitung der Flammen in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration in der Umgebungsluft interessiert – und das hat einen ganz pragmatischen Grund. Für geplante astronautische Raumfahrtmissionen ist vorgesehen, den Luftdruck an Bord zu senken. Das hat zwei Vorteile: Außeneinsätze (EVAs) lassen sich schneller vorbereiten und Raumfahrzeuge können mit geringerer Masse gebaut werden – was Kosten und Treibstoff spart. Bei geringerem Druck muss jedoch der Sauerstoffanteil in der Atemluft steigen, damit die Astronaut:innen noch genug Sauerstoff aufnehmen können – von derzeit etwa 21 % auf bis zu 35 %. Und genau das erhöht das Brandrisiko erheblich.

Unter erhöhter Sauerstoffkonzentration können selbst Materialien, die unter irdischen Umständen als nicht brennbar gelten, in der Schwerelosigkeit Feuer fangen. Hinzu kommt, dass sich Brände deutlich schneller ausbreiten. Diese Erkenntnisse haben die Forschenden bereits durch Schwerelosigkeitsexperimente im Fallturm Bremen gewonnen. Die aktuell laufenden Versuche auf der ISS liefern nun weitere aufschlussreiche und vor allem realitätsnahe Daten, um die Mechanismen der Flammenausbreitung besser zu verstehen und darauf aufbauend Methoden zu entwickeln, um Brände verhindern zu können. Im Vergleich zum Fallturm bietet die ISS deutlich längere Versuchszeiten, sodass dickere Materialproben untersucht werden können. „Die Erkenntnisse aus diesen Experimenten sind essenziell, um das Risiko zukünftiger Raumflüge realistisch bewerten zu können“, sagt Projektleiter Florian Meyer.

Das Projekt wird gefördert durch die deutsche Raumfahrtagentur im DLR (FKZ: 50WM2456).

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• **ISS** <Forschung & Forschungseinrichtungen>

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Autoren: Ingo Muntenaar und Kirsten Müller, Quelle: Kongressbesuch.

Die technischen Vorträge am zweiten Kongresstag wurden ebenfalls im ESTEC, unter dem Vorsitz des ehemaligen ESA-Astronauten Pedro Duque (STS-95; Soyuz TMA-3), gehalten.

ESA

Matthias Maurer gab ein Update zu den ESA-Aktivitäten. Am 22. April 2024 haben die sechs neuesten ESA-Astronautinnen und -Astronauten Sophie Adenot, Rosemary Coogan, Pablo Alvarez Fernández, Raphaël Liègeois und Marco Sieber ihre Astronautenzertifikate erhalten. Sophie Adenot wird ihren ersten Raumflug 2026 machen, Raphaël Liègeois nach ihr. Es gab zwei Raumflüge von ESA-Astronauten: der Däne Andreas Mogensen war mit seiner Huginn-Mission Teil der ISS-Expeditionen 70 und 71 und wurde auf der ISS von der Privatmission Axiom-3 mit dem schwedischen ESA-Reserveastronauten Markus Wandt besucht. Für 2024 und 2025 sind ansonsten keine Langzeitmissionen mehr von europäischen Astronauten geplant.

Für den Rücktransport von Fracht aus dem LEO (Low Earth Orbit, niedrigen Erdorbit) sind im Mai 2024 zwei Verträge, mit TEX und mit TAS-1, unterzeichnet worden. Einer davon wird kommendes Jahr verlängert. Auch wurde das European Service Module ESM-3 am KSC abgeliefert und man ist dabei, ESM-4 bis ESM-6 zu integrieren. Für das Mondlandeelement (LDE, Lunar Descent Element) Argonaut, das Teil von Artemis werden soll, wurde TAS-1 als primärer Vertragspartner ausgewählt. Im Oktober wird die Auswahl eines Triebwerkes erwartet. Für das ExoMars / Rosalind Franklin-Projekt ist zwischen der ESA und der NASA ein Memorandum of Understanding unterschrieben worden. Auch fand am 9. Juli 2024 der Erstflug einer Ariane-6 statt. Recht ausführlich ging Maurer auf LUNA, die Anlage zur analogen Mondsimulation auf dem DLR-Gelände in Köln-Porz, ein. Diese stand vor einem Jahr noch nicht und wurde am 25. September 2024 eröffnet. Im Innenbereich wurde mit künstlichem Regolith die Mondoberfläche nachempfunden. Die Anlage verfügt über einen Sonnensimulator, ein System zur Reduzierung von Schwerkraft, unterstützende Kontroll- und Laboreinrichtungen, Raumanzüge zur Simulation und regenerative Energiesysteme und ermöglicht auch die Simulation mit Rovern und Robotern, außerdem wird dort am Projekt EDEN-LUNA zur Entwicklung von Pflanzenzucht zur Ernährung in geschlossenen Systemen gearbeitet. Es wird auch eng mit der benachbarten :envihab-Anlage des DLR für Raumfahrtmedizin zusammengearbeitet.

JAXA

Der japanische Raumfahrer Koichi Wakata (5 Raumflüge: STS-72; STS-92; STS-119 / ISS-18 / ISS-19 / ISS-20 / STS-127; Soyuz TMA-11M / ISS-38 / ISS-39; SpaceX Crew-5 / ISS-68) hat ein Update über die japanische Raumfahrtorganisation JAXA gegeben. Wakata erwähnte gleich zu Beginn seines Vortrags, dass er nicht als Repräsentant von JAXA spricht, sondern mangels JAXA-Vertreter beim ASE-Kongress lediglich die von JAXA vorbereiteten Folien vorträgt.

Koichi Wakata ist am 31. März 2024 aus dem japanischen Astronautenkorps ausgetreten und hat sich der privaten Raumfahrtfirma Axiom Space angeschlossen. Diese Firma repräsentiert er im asiatisch-pazifischen Raum.

Die von Wakata vorgestellte Organisationsstruktur des JAXA Management Boards sieht zwei altbekannte japanische Raumfahrer. Dr. Chiaki Mukai (2 Raumflüge: STS-65; STS-95) hält die Position der Beraterin des JAXA-Generaldirektors. Akihiko Hoshide (3 Raumflüge: STS-124; Soyuz TMA-05M / ISS-32 / ISS-33; SpaeX Crew-2 / ISS-65 / ISS-66) kam am 9. November 2021 von seinem Langzeitflug zurück und hat im Management Board die Position des stellvertretenden Programm Managers übernommen.

Der Status der weiteren aktiven japanischen Raumfahrer sieht wie folgt aus:

Satoshi Furukawa (2 Raumflüge: Soyuz TMA-02M / ISS-28 / ISS-29; SpaceX Crew-7 / ISS-69 / ISS-70) befindet sich nach der Landung von SpaceX Crew-7 und somit der Beendigung seines Langzeitaufenthalts auf der ISS am 12. März 2024 in der Regenerationsphase.

Kimiya Yui (1 Raumflug: Soyuz TMA-17M / ISS-44 / ISS-45) befindet sich gerade im Training für eine Langzeitmission auf der Internationalen Raumstation und ist als Missionsspezialist für den ersten kommerziellen Flug des Boeing CST-100 Starliner nominiert.

Takuya Onishi (1 Raumflug: Soyuz MS / ISS-48 / ISS-49) hat im September an der ESA-Analogmission PANGAEA ((Planetary Analogue Geological and Astrobiological Exercise for Astronauts). Der PANGAEA-Ausbildungskurs soll den Astronauten die grundlegenden Kenntnisse und praktischen Fähigkeiten im Bereich Feldgeologie und Astrobiologie vermitteln, die sie benötigen, um bei künftigen Planetenerkundungsmissionen zum Mond und zum Mars als Wissenschaftler im Einsatz zu sein. Mittlerweile ist er als Missionspezialist für die im Februar angesetzte Mission SpaceX Crew-10 eingeteilt worden. Daher befindet er sich derzeit im Training für eine Langzeitmission.

Norishige Kanai (1 Raumflug: Soyuz MS-07 / ISS-54 / ISS-55) befindet sich ebenfalls im Training und wartet auf die Nominierung zu seinem nächsten Raumflug. Zur Zeit unterstützt er u. a. ausländische Studenten beim Kibo-Nutzungsprogramm.

Seit dem Januar 2024 unterstützt Akihiko Hoshide das JAXA-Büro in Houston als Senior Manager. Gleichzeitig ist er die Verbindungsperson der JAXA zum Astronautenbüro der NASA.

Die beiden am 28. Februar 2023 ausgewählten neuen japanischen Astronauten Ayu Yoneda und Makoto Suwa befinden sich weiterhin im Basistraining. Im April 2024 haben sie die ESA-Einrichtungen besucht und an einer Parabelflugkampagne der ESA teilgenommen. Als nächstes werden sie die NASA-Einrichtungen kennenlernen und u. a. Trainings im Bereich Robotik erhalten. Nach derzeitiger Planung (Stand 1. Oktober 2024) wird erwartet, dass die beiden Nachwuchsraumfahrer im November 2024 ihr Basistraining abschließen. Danach folgt die Zertifizierung.

Die Planungen für die neuen Mondmissionen im Artemis-Programm schreiten voran. Als eines der drei ersten Experimente ist das LDA (Lunar Dielectric Analyzer) für Artemis-III ausgewählt worden. Dieses Experiment wird federführend durch die University of Tokyo betreut und von JAXA unterstützt.

NASA und das japanische Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (MEXT – Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology) haben am 9. April 2024 ein Abkommen zur Förderung der nachhaltigen Erforschung des Mondes durch den Menschen unterzeichnet.

Japan wird einen druckbeaufschlagten Rover für die Erkundung des Mondes mit Besatzung entwerfen, entwickeln und betreiben. Dabei kann dieser Rover astronautisch oder robotisch betrieben werden. Die NASA wird für den Start und die Landung des Rovers zum Mond sorgen und japanischen Astronauten zwei Gelegenheiten bieten, die Mondoberfläche zu betreten.

Nach Auskunft von Koichi Wakata soll der Rover von Toyota Motor Corporation entwickelt und gebaut werden. Zur Zeit macht man sich Gedanken, ob dieses Vehikel ein Sichtfenster bekommt, oder aber mittels Kameras die Außenansicht auf Monitoren innerhalb der Kabine darstellt. Strukturingenieure halten die Möglichkeit von Sichtfenstern innerhalb eines druckbeaufschlagten Systems, welches auch Schläge durch Bodenunebenheiten aufnehmen muss, für einen Albtraum. Astronauten dagegen bevorzugen aber genau solche Fenster, weil sie dann genau sehen können, wohin sie fahren. Gleichzeitig haben sie die Umgebung ohne gravierende Sichtfeldeinschränkung im Blick.

Mit dem Zwischenruf „Die Qualität und Lebensdauer der japanischen Autos muss aber stimmen“ aus dem Publikum wurde der Vortrag von Koichi Wakata beendet.

NASA

Der nächste Statusreport wurde von Mike Fincke (3 Flüge: Soyuz TMA-4 / ISS-09; Soyuz TMA-13 / ISS-18; STS-134) als Repräsentant der NASA gegeben. Als langjähriges Mitglied des NASA-Astronautenkorps hat er natürlich einen sehr tiefen Einblick in seine Organisation. Das Motto des Astronautenkorps lautet: „We train and fly for the benefit of humankind and provide crew perspective and leadership for all aspects of human space exploration“, was übersetzt werden kann mit: „Wir trainieren und fliegen zum Wohle der Menschheit und bieten aus der Astronautenperspektive die Sichtweise und die Führungsqualitäten für alle Aspekte der menschlichen Erforschung des Weltraums.“

Danach gab er eine sehr ausführliche Übersicht über die Zusammensetzung des Astronautenkorps. Im Jahr 2000 hatte das Korps eine maximale Größe von beinahe 150 Astronauten. Diese ist auf momentan 48 Raumfahrer zusammengeschrumpft. Damit hat die NASA die kleinste Kadergröße seit fast 20 Jahren durchschritten. Dabei muss sich der Astronautenkader folgenden Herausforderungen stellen:

• Zielvorgaben der NASA für Weltraumflüge erreichen
• Wartung der Internationalen Raumstation und Entwicklung / Ermöglichung des Stationsbetriebs in der niedrigen Erdumlaufbahn
• Durchführung von astronautischen Raumfahrtmissionen mit unterschiedlichen Raumfahrzeugen
• Unterstützung bei der Konzeption und Entwicklung anderer Fahrzeuge und Systeme für Artemis-Missionen

Dabei liegen die Prioritäten bei folgenden Hauptaktivitäten:

• Raumflugbetrieb

• Unterstützung aktueller und künftiger Weltraummissionen
• Unterstützung der Ausbildung von Raumflugbesatzungen
• Erlangung technischer Fertigkeiten

• Technische Arbeiten:

• Führung und / oder technische Unterstützung des Astronautenbüros
• Erstellen / Überprüfen der Bürorichtlinien
• Vertretung des Astronautenbüros in JSC- oder NASA-Gremien/Ausschüssen
• qualitativ hochwertige Public Relations-Unterstützung für Pflichtveranstaltungen und Veranstaltungen mit hoher Priorität

• Aufrechterhaltung der Einsatzfähigkeit:

• sicherer T-38 Flugbetrieb zum Erreichen der Flugstundenziele
• Erhaltung / Verbesserung der technischen Fähigkeiten für Flug- und Unterstützungssimulationen
• Aufrechterhaltung der körperlichen Fitness

• sonstige Unterstützung:

• Zeit für berufliche Weiterentwicklung und Aufrechterhaltung der Gesundheit
• Sicherstellung der Erledigung aller Verwaltungsaufgaben
• Bieten hochwertiger PR-Unterstützung

Die NASA-Astronautenklasse 23 „The Flies“, die am 06.12.2021 ausgewählt wurde, hat ihre Grundausbildung am 5. März 2024 abgeschlossen. Zu den 10 neuen Astronauten (Nicole S. Ayers, Marcos G. Berrios, Christina M. Birch, Deniz M. Burnham, Luke D. Delaney, André M. B. Douglas, Jack S. Hathaway, Anil S. Menon, Christopher L. Williams, Jessica O. Wittner) gesellen sich noch zwei Raumfahrer aus den Vereinigten Arabischen Emiraten (Nora Al Matrooshi, Mohammad Al Mulla), die ebenfalls ihre Ausbildung erfolgreich abgeschlossen haben und nun auf ihre Flugnominierung warten.

Der Astronaut Josh Cassada (1 Raumflug: SpaceX Crew-5 / ISS-68) hat nach nur einem Raumflug seine Astronautentätigkeit zum 1. Oktober 2024 bei der NASA beendet.

Damit ergibt sich die oben bereits erwähnte Größe des NASA-Astronautenkaders. Von diesen Raumfahrern sind zur Zeit 45 Raumfahrer als aktiv gelistet. 11 Astronauten haben Führungspositionen im Astronautenbüro, wobei das Astronautenbüro derzeit von Joseph M. Acaba (3 Raumflüge: STS-119; Soyuz TMA-04M / ISS-31 / ISS-32; Soyuz MS-06 / ISS-53 / ISS-54) geleitet wird. Unterstützt wird er in der Leitungsfunktion durch Shannon Walker (2 Raumflüge: Soyuz TMA-19 / ISS-24 / SS-25; SpaceX Crew-1 / ISS-64 / ISS-65). Weitere Assistenz gibt es in den Bereichen:

• International Space Station (Assistenz: Stephen G. Bowen)
• EVA / Robotic + NextEMU (Assistenz: Nicole V. A. Mann)
• kommerzielle Besatzungen (Assistenz: Robert T. Hines, Jr.)
• Artemis:

• Orion / Space Launch System / Exploration Ground Systems (Assistenz: Randolph J. Bresnik)
• Human Landing System (Assistenz Raja Chari)
• Gateway (Assistenz: Stanley G. Love)
• Extravehicular Activity (EVA) and Human Surface Mobility (HSM) Program EHP (Assistenz: Kayla S. Barron)

Das Astronautenbüro ist in die folgenden Sparten aufgeteilt:

• zugewiesene Besatzungen (Abteilungsleiterin: Jessica A. Watkins; Stellvertreter: Francisco C. Rubio)
• Crew-Betrieb (Abteilungsleiter: James M. Kelly; Stellvertreter: Joe F. Edwards)
• Missionsunterstützung Besatzungen (Abteilungsleiterin: M. Behnken; Stellvertreterin: Kathleen H. Rubins)
• 3D Druck-Labor (Abteilungsleiter: Lee M. Morin; Stellvertreter: Stanley G. Love)

Derzeit (Stand 1. Oktober 2024) befinden sich sechs NASA-Astronauten im Weltraum. Drei Raumfahrer befinden sich in der mindestens sechsmonatigen Regenerationsphase nach ihrem jeweiligen Langzeitflug. Zwei Astronauten sind derzeit nicht in Houston ansässig, sondern haben andere Tätigkeiten (z. B. Lehrtätigkeiten) außerhalb des Astronautenbüros übernommen. 20 NASA-Astronauten bereiten sich gerade auf ihren Raumflug als Stammbesatzung oder Ersatzbesatzung vor.

Der Zyklus vom Astronautentraining bis zum Raumflug erfolgt nach dem folgenden zeitlichen Ablauf: Das ASCAN (Astronaut Candidate) Training dauert 2 Jahre und beinhaltet Grundkenntnisse in den Bereichen Wissenschaften, Einführung in ISS Systeme, T-38 Flugbetrieb, Umgang mit robotischen Systemen, Erlernen russischer Sprachkenntnisse, Überlebenstraining an Land und auf See). Nach dem Basistraining werden die Astronaut:innen ihre Kenntnisse in den Gebieten ISS Systeme, EVA, robotische Systeme, T-38 Flugbetrieb, russische Sprachkenntnisse und Leitungsfunktionen im Management weiter vertiefen. Daneben werden sie unterstützende Tätigkeiten im Raumflugbetrieb wahrnehmen. Diese Wartezeit vor der Nominierung zu einem Raumflug, auch als „Pre-Assignment Training“ bekannt, kann zwischen einem bis sieben Jahre dauern. Ist die Person erst einmal als Besatzungsmitglied einer Raumflugmission zugewiesen, folgt das in der Regel auf 2 Jahre angesetzte missionsspezifische Training. Nach der Langzeitmission, die im Normalfall ein halbes Jahr dauert, schließt sich das Regenerationsprogramm an. Danach nimmt die Person wieder unterstützende Aufgaben in einer NASA-Abteilung war, ehe sie wieder einer Raumflugmission zugeordnet wird.

Die Aufgabenvielfalt verlangt dem kleinen Astronautenkader sehr viel ab. Eine Frage einer ehemaligen Astronautin, ob man denn bereits das Regierungsprogramm wahrgenommen hätte, wonach ehemalige Regierungsbeamte (Anmerkung der Redaktion: NASA ist eine Regierungsorganisation) für ihren ehemaligen Arbeitgeber ohne Einhaltung ausufernder bürokratischer Prozesse, ein weiteres Jahr tätig werden können, wurde positiv aufgenommen. Es bleibt abzuwarten, ob die NASA von dieser Möglichkeit Gebrauch machen wird.

Am Horizont zeichnet sich dann doch wieder etwas Entspannung für den Zeitraum nach dem Sommer 2027 ab. Dann wird eine neue Astronautenklasse ihre Grundausbildung abgeschlossen haben. Die nächste Astronautengruppe, die in 2025 ihre Ausbildung starten wird, beginnt in den nächsten Tagen die erste Interviewrunde beim Johnson Space Center. In einer weiteren Interviewrunde, die voraussichtlich Anfang 2025 stattfinden wird, werden aus den anfänglich mehr als 8000 Bewerbern die möglichen 10 Astronautenkandidat:innen herausgefiltert worden sein, die die NASA-Astronautengruppe 24 bilden.

Das Explorationsprogramm sieht folgende Schritte vor:

• Commercial Lunar Payload Services: kleine Nutzlasten werden auf die Mondoberfäche gebracht
• Artemis I: Space Launch System / Orion Testflug ohne Besatzung
• Artemis II: astronautische Mission in die Mondumlaufbahn mit dem Space Launch System / Orion
• Gateway: Power Propulsion Element (PPE) und Habitation and Logistics Outpost (HALO) werden gestartet
• Human Landing System (HLS) wird in die Mondumlaufbahn gebracht
• Artemis III: erste astronautische Mission zur Mondoberfläche
• Das Lunar Terrain Vehicle (LTV) wird zur Mondoberfläche gebracht

Die Artemis II Crew besteht aus den folgenden Besatzunsmitgliedern:

• Reid Wiseman (NASA / Kommandant)
• Victor Glover (NASA Pilot)
• Christina Hammock Koch (NASA / Missionsspezialistin)
• Jeremy Hansen (CSA / Missionsspezialist)

Die Artemis II Mission wurde im September 2023, beim vorherigen ASE Planetary Congress in Bursa / Türkei, von Victor Glover bereits für 2024 angekündigt, allerdings haben technische Probleme zu einer Startverschiebung auf September 2025 geführt. Artemis III, also eine erste astronautische Mondlandung ist nunmehr für September 2026 angesetzt.

Grund für diese Verzögerungen sind technische Probleme mit dem Batteriesystem und dem Thermalkontrollsystem von Orion.

Beim letzten Orion-Testflug sind außerdem sicherheitsrelevante Probleme aufgetaucht, die letztendlich zu einer Missionsverschiebung beigetragen haben. Zum einen wird der Verlust von verkohltem Material aus dem Hitzeschild der Orion-Kapsel beim Wiedereintritt untersucht. Der Abtrag vom Hitzeschild ist höher als vorherberechnet. Momentan wird diskutiert, ob man diesen erhöhten Abtrag vom Thermalschutz toleriert, oder ob es für Artemis II angepasst wird. Dieses gilt aber nicht als das Hauptkriterium für die Startverschiebung. Der Hauptverzögerungsgrund besteht in den Ausfällen von Ventilen im Lebenserhaltungssystem des Raumfahrzeugs.

Weitere Untersuchungen finden bei der Trägerrakete statt. Dort hat sich in der Startphase Isolierschaum der Trägerrakete SLS gelöst. Ein ähnlicher Vorfall hatte im 1. Februar 2003 zum tragischen Verlust der Besatzung der Raumfähre Columbia und des Orbiters beim Wiedereintritt geführt.

Ein weiterer Punkt, der untersucht wird, ist das Fluchtseilbahn-Rettungssystem an der Startrampe, bei dem das Bremssystem nicht richtig funktioniert.

Den Neuigkeiten aus dem Astronautenbüro folgte dann die Berichterstattung über die ISS-Nutzung der NASA seit dem letzten ASE Planetary Congress.

Ab dem 20. Januar 2024 besuchte die Axiom-Crew Ax-3 (M. Lopez-Alegria, W. Villadei, A. Gezeravci, H. M. Wandt) für ungefähr 16 Tage die Internationale Raumstation. Damit erweiterte sich die Raumstationsbesatzung für die Expedition 70, die zu diesem Zeitpunkt aus den Crews Soyuz MS-24 (O. Kononenko, N. Chub, L. O’Hara) und SpaceX Crew-7 (J. Moghbeli, A. Mogensen, S. Furukawa, K. Borisov) bestand.

Anfang September 2024 bestand die Expedition 71 aus den Crews Soyuz MS-24 (O. Kononenko, N. Chub, T. Caldwell-Dyson), SpaceX Crew-8 (M. Dominick, M. Barratt, J. Epps, A. Grebyonkin) und der Boeing CFT-1 Crew (B. Wilmore, S, Williams). Die CFT-1 Crew gehörte ab dem 6. September 2024 offiziell zu Expedition 71. An diesem Tag dockte ihre Raumkapsel Boeing CST-100 Starliner unbemannt von der Internationalen Raumstation ab.

Am 11. September 2024 startete Soyuz MS-26 zur Internationalen Raumstation. An Bord waren die Raumfahrer Aleksei Ovchinin, Ivan Wagner und Donald Pettit. Diese lösten die Soyuz MS-24 Crew ab, welche mit dem Raumfahrzeug Soyuz MS-25 am 23. September 2024 zur Erde zurückkehrte. An Bord waren die Kosmonauten Oleg Kononenko, Nikolai Chub und Tracy Caldwell-Dyson. Das Abdocken von Soyuz MS-25 war gleichzeitig der Beginn der Expedition 72. Mit der Landung konnte Oleg Kononenko ein einmaliges Jubiläum feiern. Auf seinen fünf Langzeitexpeditionen verbrachte er 1110 Tage und 4 Stunden im Weltall. Dieser Weltrekord wird so schnell nicht eingeholt werden.

Sunita Williams und Barry Wilmore wurden am 29. September 2024 offiziell Crewmitglieder von SpaceX Crew-9, nachdem dieses Raumfahrzeug an der ISS angedockt hatte. Die Besatzung dieser Mission bestand ursprünglich aus Kommandant Zena M. Cardman, Pilot Tyler N. Hague und den Missionsspezialisten Stephanie D. Wilson und Aleksandr V. Gorbunov. Diese ursprüngliche Crew wurde später durch die Entscheidung des NASA-Chefastronauten Joe Acaba auf zwei Raumfahrer dezimiert. Letztendlich startete SpaceX Crew-9 mit dem Kommandanten Tyler N. Hague und dem Roscosmos Missionspezialisten Aleksandr V. Gorbunov. Die zwei leer bleibenden Sitze in der SpaceX-Raumkapsel werden durch Sunita Williams und Barry Wilmore belegt werden. Stephanie Wilson und Zena Cardman werden nun einer späteren Raumflugbesatzung zugeordnet.

(Anmerkung der Redaktion: Nach einer Übergabe der Crew-Verantwortlichkeiten sollte die SpaceX Crew-8 am 8. Oktober 2024 im Golf von Mexiko landen. Schlechte Wetterbedingungen und der Durchzug des Hurrikan Milton führten dann zu einer mehr als 2-wöchigen Verzögerung, so dass die Landung von SpaceX Crew-8 erst am Freitag, den 25. Oktober 2024 stattfinden konnte.)

Damit besteht nach mehreren Crew-Wechseln die Besatzung von Expedition 72 nunmehr aus der ISS Kommandantin Sunita Williams und den Flugingenieuren Barry Wilmore, Aleksei Ovchinin, Ivan Wagner, Donald Pettit, Tyler Hague und Aleksandr Gorbunov.

SpaceX Crew-10, bestehend aus den Crewmitgliedern Kommandantin Anne McClain, Pilotin Nichole Ayers, sowie den Missionsspezialisten Takuya Onishi und Kirill Peskov, bereiten sich auf ihren Start zur ISS vor. Dieser wird im Februar 2025 stattfinden. Für Kirill Peskov und Nichole Ayers wird es der erste Raumflug sein. Nichole Ayers ist damit gleichzeitig die erste Astronautin aus der NASA-Auswahlgruppe 23, die in den Weltraum startet.

Im Frühjahr 2025 wird Axiom Space ihre vierte private Mission zur Internationalen Raumstation starten. Auf diesen Flug bereiten sich die frühere NASA-Astronautin Peggy Whitson, der Pilot Shubanshu Shukla (Indien) sowie die Missionsspezialisten Slawosz Uznanski (Polen) und Tibor Kapu (Ungarn) vor. Slawosz Uznanski gehört zu den ESA-Reserveastronauten, die im November 2022 von der ESA ausgewählt wurden.

Voraussichtlich im September 2025 soll dann der erste kommerzielle Starliner Flug zur ISS starten. Als Besatzung wurden ausgewählt: Kommandant Scott D. Tingle, Pilot Mike Fincke, der kanadische Missionsspezialist Joshua Kutryk. Der vierte Missionsspezialist ist möglicherweise der japanische Astronaut Kimiya Yui.

Anschließend gab es noch einzelne Fragen aus dem Auditorium. Die wichtigsten zwei Fragen sollen hier wiedergegeben werden.

Frage von Cady Coleman (3 Flüge: STS-73; STS-93; Soyuz TMA-20 / ISS-26 / ISS-27): „Es gibt in der US-Regierung ein Programm, wonach ehemalige Regierungsbeamte bis zu 6 Monate an ihrem alten Arbeitsplatz aushelfen können. Im Hinblick auf die derzeitige stressige Situation im Astronautenbüro wäre das doch eine gute Sache. Macht die NASA so etwas?“

Antwort von Mike Fincke: „Möchtest Du zurückkommen? Wir nehmen Dich gerne zurück. Aber allen Ernstes. Das ist wirklich ein guter Vorschlag. Ich werde das mal im Astronautenbüro vorbringen.

Als wir damals mit der Internationalen Raumstation anfingen, hatten wir auch viel zu tun. Was haben wir gemacht? Wir haben dann einfach die große Gruppe von 44 Raumfahrern eingestellt (Anmerkung der Redaktion: NASA-Klasse 16, genannt „The Sardines“, ausgewählt am 1. Mai 1996). Unsere technischen Einsätze in den Abteilungen dauerten sehr lange bevor wir dann zu unseren ersten Raumflügen nominiert wurden.

Also diesen exzellenten Vorschlag werde ich mitnehmen. So könnten wir unsere Astronauten im Astronautenbüro entlasten und könnten auch noch von den Erfahrungen partizipieren.“

Frage von Carl „Elvis“ Walz (4 Flüge: STS-51; STS-65; STS-79; STS-108 / ISS-04 / STS-111): „Wie sieht der momentane Status der Internationalen Raumstation aus? Ich habe gehört, das es ein Leck gibt und sehr viel Sauerstoff in den freien Weltraum austritt. Und was wird gerade unternommen, um die Situation zu lösen?“

Antwort von Mike Fincke: „Das ist tatsächlich gerade unser größtes Problem. Vor einigen Jahren haben wir im russischen Teil der Raumstation mehrere Risse in der Aluminiumhaut der Raumstation entdeckt. Sie befinden sich im Übergang vom Servicemodul zur hinteren Schleuse, an der Progress- und Soyuz-Raumschiffe andocken. Die Risse hat man immer wieder mit Flicken und einer Art Epoxydharz verschließen wollen. (Anmerkung der Redaktion: Mike Fincke konnte nicht weiter auf die Art der Reparaturmethode eingehen, da es im russischen Teil der Raumstation und somit in russischer Verantwortung liegt.) Leider ist die Leckrate von Sauerstoff mittlerweile so groß, dass wir die Luke zur Schleuse verschließen (Anmerkung der Redaktion: Der Verlust an Sauerstoff hat im Frühjahr 2024 bei 3.7 lbs./day = 1.68 kg/Tag gelegen). Damit verhindern wir, dass Sauerstoff aus den anderen Modulen austreten kann. Deshalb können wir natürlich den hinteren Andockstutzen so nicht mehr nutzen. Die verbliebenen drei Andockstutzen werden dafür jetzt mehr durch russische Zubringerraumschiffe frequentiert. Zur Zeit wissen wir nicht, warum die Risse entstanden sind, daher konnten wir natürlich auch bisher keine dauerhafte Lösung erarbeiten. Nun, die Raumstation wird zwar erst 2030 aufgegeben und zum Absturz gebracht. Aber wir haben nun erst 2024 und es zeigen sich jetzt schon Abnutzungserscheinungen, die uns das Leben wirklich schwer machen.“

Nach dem Update der NASA wurden die Kongressteilnehmer in die Kaffeepause entlassen. Hinterher ging Mike Fincke in einem separaten Vortrag auf das Starliner-Programm und die Zusammenarbeit zwischen NASA und Boeing ein. Dieses tat er so ausführlich, dass wir in einem separaten Artikel davon berichten.

CSA

Der kanadische Astronaut David Saint-Jacques (Sojus MS-11 / ISS-58 / 59) gab danach ein Update zu den kanadischen Raumfahrtaktivitäten. Mehrere kanadische Raumfahrende werden in den nächsten Jahren an Raumflügen teilnehmen. Starliner 1 – Capcom Joshua Kutryk soll im August 2025 mit USCV 10 (CAN-4, dem vierten kanadischen Langzeitflug) zur Internationalen Raumstation starten. Momentan ist der Flug mit dem CST-100 / Starliner geplant. Jeremy Hansen und seine Back-up-Kollegin Jennifer Sidey-Gibbons trainieren zur Zeit für einen Flug mit Artemis II. Dieser Flug war für September 2025 geplant, wurde aber dann auf 2026 verschoben. Derzeit sind noch zwei weitere Raumflüge in einer ersten Planungsphase. Ein noch nicht benannter kanadischer Raumfahrer soll 2030 mit dem Flug USCV 20 (CAN-5) zur Raumstation fliegen. Eine weitere Fluggelegenheit ergibt sich vielleicht für das Jahr 2033, dann ergäbe sich möglicherweise eine Option für einen noch nicht näher bezeichneten Flug zur geplanten Mondorbitalstation Gateway.

Auch erinnerte David Saint-Jacques in seinem Vortrag an ein Flugjubiläum, welches sich am 5. Oktober 2024 zum 40. Mal jährte: Am 05. Oktober 1984 startete das Space Shuttle Challenger zur Mission STS-41G. Dieser Flug dauerte etwas mehr als acht Tage. An Bord war Marc Garneau, der als Nutzlastspezialist eingesetzt war. Dieser wurde damit der erste kanadische Staatsbürger, der in den Weltraum geflogen ist.

Auf der ISS gibt es für Biowissenschaften drei kanadische Einrichtungen: den Bio-Monitor, den Mobil-O-Graphen und den Bio-Analyzer. Kanada betreibt dort Forschung auf elf Gebieten der Weltraummedizin. Auch wird Kanada die ISS bis 2030 unterstützen mit dem Betreiben des Canadarm2 / Dextre, das sind ewa 2,3 % der ISS-Zusammenarbeit. Canadarm2 wird mehr und mehr vom Boden aus gesteuert und im August 2024 fing er mit NG21 sein 50. frei fliegendes Objekt seit der Installation im Jahr 2009 ein. Für die Zeit nach dem Ende der ISS plant Kanada, sich ab 2029 mit Canadarm-3 an Gateway zu beteiligen. Dieser wird etwas kleiner sein als Canadarm2, wird für Einsätze ohne Crewbeteiligung unabhängiger operieren und soll Außenbordeinsätze unterstützen.

Bei Artemis-II wird Jeremy Hansen der erste Nicht-US-Bürger sein, der die Erdumlaufbahn verlassen und zum Mond fliegen wird. Kanada wird sich auch um 2033 herum an einem Mondfahrzeug beteiligen. Dieses wird man gebrauchen können für logistische Zwecke, für den Transport von Lasten und für Bauarbeiten. Außerdem wird an Programmen zur medizinischen Versorgung und zur Lebensmittelproduktion im tiefen Weltraum gearbeitet.

Nach Ende der Präsentation wurde die folgende Frage gestellt: Da der Canadarm ja eine Kamera ersetzt habe, die vor 25 Jahren entworfen worden war: war dieses ein Gedanke von vor 25 Jahren oder von danach? Saint-Jacques antwortete, dass man erst vor relativ kurzer Zeit auf die Idee gekommen ist, dass der Canadarm manche Verrichtungen auch automatisch tun könne. Ursprünglich wurde größtenteils nur an Bedienung durch Menschen gedacht. Mittlerweile denkt man auch über Software für automatische Bedienung nach. Die zweite Frage galt den kanadischen Beiträgen im Bereich der medizinischen Versorgung der Raumfahrenden. Dieses Gebiet liegt Saint-Jacques als Mediziner besonders am Herzen. Man selektiere zuerst mal besonders gesunde Leute, jedoch müsse im Hinblick auf Langzeitmissionen die medizinische Versorgung verbessert werden. Ähnlich sei das in Kanada selbst in ländlichen Gegenden auch. Man müsse also darüber noch weiter forschen.

Mit diesem Vortrag wurde der technische Teil des zweiten Tages abgeschlossen. Nachmittags fand für die Teilnehmenden des Kongresses ein Rahmenprogramm in Amsterdam in Form eines Konzertes, eines Empfangs beim niederländischen König und eines Abendessens statt.

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• ASE-Kongresse

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Quelle: Jena-Optronik GmbH 6. September 2024.

6. September 2024 – Der von Airbus als Hauptauftragnehmer gebauteSatellit ist ein gemeinsames Projekt der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA. Der erfolgreiche Start der Mission erfolgte heute vor 100 Tagen am 29. Mai 2024 mit einer SpaceX Rakete (Vandeburg, Kalifornien, USA).

Über 75 Firmen, Institute und Agenturen sind an der Mission für Klima- und Umweltforschung beteiligt. Darunter auch das Thüringer Raumfahrtunternehmen Jena-Optronik GmbH. Die Jenaer Spezialist:innen unterstützen EarthCARE mit zwei Sternsensoren vom Typ ASTRO APS. Als Teil des Lageregelungssystems des Satelliten ermöglichen die Sensoren aus Jena dessen hochgenaue Positionierung in seinem Orbit in 393 km über der Erde.

Eine darauf bezogene technische Besonderheit des Satelliten: EarthCARE navigiert ohne Gyroskop, d.h. dessen Lageregelung wird hauptsächlich durch die Jenaer Sensoren ermöglicht. Der Satellit demonstriert damit erstmalig diese Technologie im agilen niedrigen Erdorbit.

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: Airbus Defence and Space 5. August 2024.

Toulouse, 5. August 2024 – Airbus wurde von der französischen Raumfahrtbehörde (CNES) ausgewählt, zwei Mikrowellenradiometer der neuen Generation als Teil des französischen Beitrags zum Atmosphärenbeobachtungssystem (AOS) zu entwickeln und zu bauen. Die Mission selbst heißt C²OMODO (Convective Core Observations through MicrOwave Derivatives in the trOpics). Ziel von AOS, einer Kooperation zwischen den Vereinigten Staaten, Kanada, Japan, Italien und Frankreich, ist die Optimierung der Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Aerosolen, Wolken, atmosphärischer Konvektion und Niederschlag. Es umfasst sechs Satelliten sowie suborbitale Plattformen in der Luft und an Land und wird wichtige Daten für verbesserte Vorhersagen von Wetter, Luftqualität und Klima liefern.

„Die Arbeit an Klimamissionen ist für uns bei Airbus von großer Bedeutung. Nur wenige Wochen nach dem Start der europäisch-japanischen EarthCARE-Mission ist es ein wichtiger Schritt, an einer weiteren Klimamission teilzunehmen, diesmal unter der Leitung der NASA und mit internationalen Partnern“, sagte Alain Fauré, Leiter von Space Systems bei Airbus. „Ich möchte der französischen Raumfahrtagentur CNES für die Unterstützung der europäischen Industrie danken: Mit diesem Vertrag unterstreicht Airbus seine Rolle bei der Erforschung von Wolken, Wetter und Klima.“

C²OMODO wird zum ersten Mal einen globalen Überblick über vertikale Luftbewegungen und Niederschlagseigenschaften in konvektiven Stürmen liefern. Dies wird zwei entscheidende Verbesserungen ermöglichen: ein besseres Verständnis der Entstehung von Starkniederschlägen und die Darstellung dieser Prozesse in Computer-Wettermodellen, was zu einer verbesserten globalen Wettervorhersage führen wird.

Die in Toulouse, Frankreich, entwickelten und gebauten C²OMODO-Hochfrequenz-Mikrowellenradiometer werden auf zwei AOS-Satelliten montiert, die in einer geneigten Umlaufbahn im Tandembetrieb arbeiten: AOS-Storm unter der Leitung der USA und Precipitation Measuring Mission (PMM) unter der Leitung von Japan.

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• Neue Verträge

Der Beitrag Airbus baut für die CNES zwei Radiometer für internationale NASA/JAXA-Klimasatellitenmission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: TROPOS 28. Juni 2024.

JAXA/NICT/ESA. Weniger als einen Monat nach seinem Start hat der EarthCARE-Satellit von ESA und JAXA das erste Bild eines seiner Instrumente geliefert – ein Bild, das zum ersten Mal aus dem Weltraum die innere Struktur und Dynamik von Wolken enthüllt. Die Dynamik, also die vertikalen Bewegungen in Wolken, konnten bisher noch nicht aus dem Weltraum untersucht werden. Dieses erste Bild, das vom Wolkenprofilradar (Cloud Profiling Radar (CPR)) des Satelliten beim Flug über Japan aufgenommen wurde, gibt einen kleinen Einblick in das volle Potenzial des Instruments, das es bietet sobald es vollständig kalibriert sein wird. Das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) unterstützt die Kalibrierung dieses Instruments zusammen mit vielen ACTRIS-Partnern in Europa durch Vergleichsmessungen mit Wolkenradaren am Boden.

EarthCARE ist mit vier hochentwickelten Instrumenten ausgestattet, die so konzipiert wurden, dass sie zusammenarbeiten, um neue Erkenntnisse über die Rolle von Wolken und Aerosolen bei der Erwärmung und Abkühlung der Erdatmosphäre zu gewinnen und damit zu einem besseren Verständnis des Klimawandels beizutragen.

EarthCARE wurde am 29. Mai gestartet und hat jetzt das erste Bild des Wolkenprofil-Radargeräts geliefert, das von der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA zur Verfügung gestellt wurde.
Die ersten Daten der drei europäischen Instrumente des Satelliten – des Breitbandradiometers, des atmosphärischen Lidars und des multispektralen Bildgebers – werden in den nächsten Wochen und Monaten erwartet. Die Forschenden am TROPOS sind auf die Inbetriebnahme dieser Instrumente bereits gespannt, weil sie dafür spezielle Software, sogenannte Prozessoren, entwickelt haben.

Takuji Kubota, Missionswissenschaftler der JAXA für das Wolkenprofilradar, sagte: „Wir freuen uns sehr, dieses erste Bild präsentieren zu können, das Details über die innere Struktur der Wolkendynamik über dem Ozean östlich von Japan am 13. Juni zeigt. Dies ist das erste Bild seiner Art – wir haben diese Art von Informationen noch nie aus dem Weltraum gemessen. Es ist alles, was wir uns erhofft haben, und noch mehr. Ich bin überzeugt, dass das Wolkenprofilradar verschiedene wissenschaftliche Entdeckungen bringen wird.“

Das Bild wird in zwei Teilen angezeigt: Auf der linken Seite zeigen die Daten die vertikale Konzentration von Wolkenpartikeln, gemessen als Radarreflexionsvermögen. Es ist deutlich zu erkennen, dass sich der dichtere Teil der Wolke in ihrem Zentrum befindet, wo es mehr größere Partikel gibt. Auf der rechten Seite sehen wir die Fallgeschwindigkeit der Wolkenpartikel. Die niedrigen Werte in der oberen Schicht weisen auf Eiskristalle und Schneeflocken hin, die in der Schwebe sind oder langsam fallen. In der darunter liegenden Schicht deuten die viel höheren Fallgeschwindigkeitswerte auf Regen hin. Beide Bilder zeigen eine klare Grenze in etwa 5 km Höhe, wo Eis und Schnee schmelzen und Wassertröpfchen bilden, die als Regen fallen. Das Wolkenprofilradar nutzt seine Doppler-Geschwindigkeit, um die vertikale Bewegungsgeschwindigkeit von Eis, Schnee und Regen zu messen.
Diese detaillierten Informationen über die Dichte, die Verteilung nach Größe und die Geschwindigkeit der Partikel ermöglichen es den Wissenschaftlern, die Bestandteile der Wolken zu unterscheiden und so ihre Physik besser zu verstehen. Dank EarthCARE ist dies das erste Mal, dass eine solche Messung aus dem Weltraum durchgeführt wurde. Konventionell konnten diese Daten bisher nur durch Wolkenradar am Boden oder in Flugzeugen gewonnen werden. Mit diesen Methoden können nur begrenzte Gebiete gemessen werden. Mit dem Wolkenprofilradar an Bord des EarthCARE-Satelliten kann die Wolkenstruktur jedoch gleichmäßig über den gesamten Planeten gemessen werden.

Die Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, Simonetta Cheli, fügte hinzu: „Dies ist ein fantastisches erstes Ergebnis unserer JAXA-Partner und ein Vorgeschmack darauf, was wir in Zukunft erwarten können, wenn der Satellit und alle seine Instrumente vollständig kalibriert und in Betrieb genommen sind. Wir freuen uns nun auf die ersten Ergebnisse der anderen drei Instrumente von EarthCARE. Der Schlüssel zu dieser Mission liegt darin, dass alle vier Instrumente zusammenarbeiten, um uns ein ganzheitliches Verständnis der hochkomplexen Wechselwirkungen zwischen Wolken, Aerosolen, einfallender Sonnenstrahlung und ausgehender Wärmestrahlung zu vermitteln, damit wir künftige Klimatrends besser vorhersagen können.“

Eine sorgfältige Validierung der Messungen ist erforderlich, um die ehrgeizigen wissenschaftlichen Ziele der EarthCARE-Mission zu erreichen. Eine große Rolle spielt dabei die europäische Forschungsinfrastruktur ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure). Die ACTRIS-Fernerkundungsstationen sind für diesen Zweck bestens gerüstet: Die Standardausrüstung, bestehend aus einem Hochleistungs-Lidar und einem Sonnen-Photometer für Aerosolmessungen sowie einem Doppler-Radar und einem Mikrowellenradiometer für Wolkenmessungen, ermöglicht zusammen mit dem Qualitätssicherungskonzept von ACTRIS eine detaillierte Überprüfung aller EarthCARE-Aerosol- und Wolkenprodukte. „Arbeitsabläufe für die Beobachtung, die Datenverarbeitung und die Bereitstellung von Daten in nahezu Echtzeit wurden bereits entwickelt und ausgiebig getestet. Für diesen Sommer organisieren wir eine EarthCARE-Validierungskampagne mit über 40 Stationen, die mehrere Monate dauern soll“, blickt Dr. Holger Baars vom TROPOS voraus, der die Kampagne koordiniert. Daran beteiligt sein werden neben den TROPOS-Stationen in Leipzig (Deutschland), Mindelo (Cabo Verde) und Duschanbe (Tadschikistan) auch viele ACTRIS-Stationen in ganz Europa.

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• EarthCARE auf Falcon 9

Der Beitrag Premiere: EarthCARE enthüllt innere Geheimnisse der Wolken erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Airbus Defence and Space 29. Mai 2024.

Friedrichshafen, 29. Mai 2024 – Der von Airbus gebaute Klimasatellit EarthCARE ist erfolgreich vom Militärstützpunkt Vandenberg in Kalifornien gestartet. EarthCARE (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer) ist ein Gemeinschaftsprojekt der europäischen und japanischen Raumfahrtagenturen (ESA und JAXA). Der Satellit wird untersuchen, welche Rolle Wolken und Aerosole (winzige atmosphärische Partikel) bei der Reflexion der Sonnenstrahlung in den Weltraum (d. h. bei der Abkühlung der Atmosphäre) und beim Einfangen der von der Erdoberfläche ausgesandten Infrarotstrahlung (d. h. bei der Aufheizung der Atmosphäre) spielen.

„EarthCARE ist die größte und komplexeste Earth Explorer-Sonde der ESA – eine Leuchtturmmission, deren Daten dazu beitragen werden, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Klima- und numerischen Wettervorhersagemodellen zu verbessern“, sagte Alain Fauré, Leiter von Space Systems bei Airbus. „Die internationale Zusammenarbeit war entscheidend, denn mehr als 200 Forschungsinstitute und 45 Unternehmen in ganz Europa arbeiteten für den Bau dieses Raumfahrzeugs Hand in Hand.“

EarthCARE wird vertikale Profile natürlicher und vom Menschen verursachter Aerosole erstellen, die Verteilung von Wassertröpfchen und Eiskristallen sowie deren Transport in Wolken erfassen und wesentliche Beiträge zur Verbesserung der Modellierung der Klimaerwärmung und der Wettervorhersage liefern. Aerosole beeinflussen den Lebenszyklus von Wolken und tragen somit indirekt dazu bei, wie sie Strahlung abgeben – ihre Messung wird ein besseres Verständnis des Energiehaushalts der Erde ermöglichen.

Instrumentelle Zusammenarbeit: eine Mission, zwei Agenturen, vier Instrumente
Die Sonde wurde unter Beteiligung von Experten aus 15 europäischen Ländern sowie aus Japan und Kanada unter der Leitung von Airbus in Friedrichshafen entwickelt, gebaut und getestet.

Das von Airbus gebaute Atmosphären-Lidar ATLID ist eines der vier Instrumente auf dem EarthCARE-Satelliten und liefert vertikale Profile von Aerosolen und dünnen Wolken. ATLID ist nach Aeolus das zweite weltraumgestützte Ultraviolett-Lidar aus Europa und macht Airbus zu einem weltweiten Spezialisten für weltraumgestützte Lidare.

Der Satellit umfasst auch ein Breitband-Radiometer, das von der ESA mit Hilfe der europäischen Industrie entwickelt wurde, sowie einen Multi-Spectral Imager von der Airbus-Tochter Surrey Satellite Technology Limited und ein Wolkenprofil-Radar der von der JAXA entwickelt wurde.

Diese einzigartige Kombination von Instrumenten wird es den Wissenschaftlern zum ersten Mal ermöglichen, die Rolle von Wolken und Aerosolen auf den Strahlungshaushalt der Erde mit einem integrierten Satellitensystem direkt zu bewerten und so die derzeitigen Unsicherheiten zu verringern.

EarthCARE wird die Erde in einer sonnensynchronen 400-km-Polarumlaufbahn umkreisen und dabei den Äquator am frühen Nachmittag überqueren, um die Tageslichtbedingungen optimal nutzen zu können. Mit einem Gewicht von 2,3 Tonnen und einer Länge von 18 Metern wird EarthCARE nach der Installation des Solarpanels und des CPR-Instruments mindestens drei Jahre lang im Einsatz sein.

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: ESA 29. Mai 2024.

29. Mai 2024 – Der ESA-Satellit EarthCARE, der mit seinen vier hochmodernen Instrumenten unser Verständnis davon revolutionieren soll, wie sich Wolken und Aerosole auf unser Klima auswirken, wurde gestartet.

Nur 10 Minuten nach seiner Reise trennte sich der Satellit von der Rakete und um 01:14 Uhr MESZ empfing die Bodenstation Hartebeesthoek in Südafrika das alles entscheidende Signal, das darauf hinweist, dass sich EarthCARE sicher in einer Umlaufbahn um die Erde befindet.

Da sich die Klimakrise zunehmend verschärft, wird der Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer der ESA, kurz EarthCARE, entscheidende Informationen liefern, um neue Erkenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen zwischen Wolken, Aerosolen und Strahlung innerhalb der Erdatmosphäre zu gewinnen.

Diese spannende neue Mission ist ein gemeinsames Unternehmen der ESA und der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) und wurde von einem Konsortium aus mehr als 75 Unternehmen unter Airbus als Hauptauftragnehmer entworfen und gebaut.

Simonetta Cheli, ESA-Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme, erklärte: „EarthCARE ist die bisher komplexeste Forschungsmission der ESA. Die Entwicklung und der heutige Start sind der engen Zusammenarbeit mit unseren JAXA-Partnern, die das Radarinstrument zur Wolkenprofilierung des Satelliten beigesteuert haben, und allen beteiligten Teams der Raumfahrtindustrie zu verdanken. Die Mission kommt zu einem kritischen Zeitpunkt, da die Weiterentwicklung unserer wissenschaftlichen Erkenntnisse wichtiger denn je ist, um den Klimawandel zu verstehen und zu bekämpfen, und wir freuen uns sehr auf die ersten Daten.“

Eiichi Tomita, Projektleiter für das Cloud-Profiling-Radar der JAXA, fügte hinzu: „Die Erhöhung der Genauigkeit globaler Klimamodelle durch die Nutzung von EarthCARE-Daten wird es uns ermöglichen, das zukünftige Klima besser vorherzusagen und daher notwendige Entschärfungsmaßnahmen zu ergreifen. JAXA lieferte das Wolkenprofilradar – das weltweit erste Radar, das die Geschwindigkeit der Auf- und Abströmung innerhalb von Wolken messen kann. Wir erwarten, dass diese EarthCARE-Datenprodukte bemerkenswert sind.“

Der Satellit EarthCARE wird nun vom Europäischen Raumflugkontrollzentrum der ESA in Darmstadt aus gesteuert. In den nächsten Monaten werden die Controller die Mission im Rahmen der Inbetriebnahmephase sorgfältig überprüfen und kalibrieren.

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• EarthCARE auf Falcon 9

Der Beitrag EarthCARE gestartet, um Rolle von Wolken und Aerosolen im Erdklima zu untersuchen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: TROPOS 23. Mai 2024.

Leipzig, 23. Mai 2024. Die Vorbereitungen zum Start des neuen Erdbeobachtungsatelliten EarthCARE (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer) Ende Mai laufen auf Hochtouren. Die gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) und der japanischen Raumfahrtagentur (JAXA) soll Wolken, Aerosole und Strahlung so genau messen wie nie zuvor. Möglich wird das durch die Verknüpfung von vier hochmodernen Instrumenten. Einen wichtigen Beitrag dazu leisten drei sogenannte Prozessoren, die das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) zusammen mit Partnern entwickelt hat. Diese Algorithmen sind jetzt in einer Sonderausgabe des Fachjournals „Atmospheric Measurement Techniques“ ausführlich beschrieben worden.

Die neue Software ermöglicht es, Wolkeneigenschaften aus dem passiven Spektrometer (MSI), die Aerosol- und Wolkenschichtung aus dem aktiven, spektral hochauflösenden Lidar (ATLID) sowie synergetische Wolken- und Aerosolprodukte aus beiden Geräten abzuleiten. Damit diese Berechnungen über die verschiedenen Geräte hinweg funktionieren, wurde ein Aerosolklassifizierungsmodell (HETEAC) als Grundlage für die Aerosoltypisierung entwickelt.

EarthCARE wird erstmals ein spektral hochauflösendes Lidar und ein Doppler-Wolkenradar mit passiven Sensoren kombinieren und stellt damit die komplexeste Satellitenmission zur Erforschung von Aerosolen, Wolken und deren Strahlungswirkung dar, die jemals ins All gestartet wurde. Die Entwicklung von EarthCARE hat mehr als 15 Jahre gedauert und rund 800 Millionen Euro gekostet. Für die Wissenschaft bietet der Satellit große Möglichkeiten: Hochmoderne Technologie an Bord liefert eine Vielzahl von Daten, die die Genauigkeit von Klimamodellen verbessern und die numerische Wettervorhersage unterstützen sollen.

Der 17,2 Meter lange, 2,5 Meter breite, 3,5 Meter hohe und rund 2.200 Kilogramm schwere EarthCARE-Satellit wurde beim deutschen Hauptauftragnehmer Airbus in Friedrichshafen montiert, zusammen mit der ESA ausgiebig getestet und anschließend per Flugzeug nach Vandenberg (Kalifornien, USA) transportiert, wo er Ende Mai mit einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtkonzerns SpaceX in seinen Zielorbit in 393 Kilometer Höhe gebracht werden soll.

Der Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (EarthCARE) ist mit vier Instrumenten ausgestattet: einem Doppler-Wolkenradar, einem Lidar mit hoher spektraler Auflösung, einem abbildenden Spektrometer und einem Breitbandradiometer mit drei verschiedenen Blickrichtungen. Die Instrumente werden synergetische Beobachtungen von Aerosolen, Wolken, Strahlung und deren Wechselwirkungen mit noch nie dagewesener Genauigkeit liefern. Eines der Ziele der Mission ist es, die gemessenen und berechneten Strahlungsflüsse am Oberrand der Atmosphäre für eine 100 Quadratkilometer große Momentaufnahme mit einer Genauigkeit von 10 Watt pro Quadratmeter in Übereinstimmung zu bringen, was das Wissen über den globalen Strahlungsantrieb erheblich verbessern würde.

Die EarthCARE-Daten werden mit Hilfe einer ausgeklügelten Datenkette fast in Echtzeit (Near Real Time) berechnet. Das Lidar liefert vertikale Profile und damit einen Querschnitt der Atmosphäre entlang der Flugstrecke des Satelliten. Daraus leiten die am TROPOS entwickelten Algorithmen die Wolkenoberkante und die Höhe von Aerosolschichten, die z.B. aus Saharastaub oder Rauch großer Waldbrände bestehen können, ab (Wandinger et al., 2023b). Diese Algorithmen werden in der Fachsprache auch Prozessoren genannt und sind das Software-Herz der Datenauswertung. Ergänzend zum Lidar ermöglicht das abbildende Spektrometer die Charakterisierung der Atmosphäre durch ein horizontales, 150 km breites Abbild von Wolken- und Aerosoleigenschaften. Die mikro- und makrophysikalischen Wolkeneigenschaften wie z.B. die optische Dicke der Wolken, der Tropfenradius und die Wolkenhöhe werden mit einem weiteren am TROPOS entwickelten Prozessor bestimmt (Hünerbein et al., 2023, 2024; Docter et al., 2024; Mason et al., 2024). Der dritte am TROPOS entwickelte Prozessor kombiniert die höhenaufgelöste Information vom Lidar mit der horizontalen Information des Spektrometers, um damit ein verbessertes dreidimensionales Bild der Atmosphäre entlang der Flugstrecke des erdumlaufenden Satelliten zu gewinnen (Haarig et al., 2023).

Die Aerosolklassifizierung basiert in allen EarthCARE-Algorithmen auf dem HETEAC-Modell (Hybrid End-to-End Aerosol Classification) (Wandinger et al., 2023a). „Das vom TROPOS zusammen mit Partnern entwickelte Aerosolklassifizierungsmodell HETEAC spielt bei der Verarbeitung der Daten eine zentrale Rolle, weil es dafür sorgt, dass die Geräte sozusagen dieselbe Sprache sprechen und ihre Daten ein einheitliches Gesamtbild ergeben“, erklärt Dr. Ulla Wandinger vom TROPOS, die die Entwicklung dieses Modells geleitet hat. Aber auch in der Auswertung der Lidar- und Spektrometerdaten stecken mehrere Jahrzehnte Know-how an Wolken- und Aerosolbeobachtung vom TROPOS: „Die entwickelten Korrekturmechanismen in unseren Prozessoren werden dafür sorgen, dass sich die Qualität der Wolken- und Aerosoldaten deutlich verbessern wird“, berichtet Dr. Anja Hünerbein, die an der Auswertungssoftware für das passive Spektrometer entscheidend mitgearbeitet hat.

Forschende des TROPOS aus Leipzig haben aber nicht nur an der Software mitgearbeitet, sondern werden auch an der Überprüfung und Kalibrierung der Daten beteiligt sein. Denn eine sorgfältige Validierung der Messungen ist erforderlich, um die ehrgeizigen wissenschaftlichen Ziele der EarthCARE-Mission zu erreichen. Eine große Rolle spielt dabei die europäische Forschungsinfrastruktur ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure). Die ACTRIS-Fernerkundungsstationen sind für diesen Zweck bestens gerüstet: Die Standardausrüstung, bestehend aus einem Hochleistungs-Lidar und einem Sonnen-Photometer für Aerosolmessungen sowie einem Doppler-Radar und einem Mikrowellenradiometer für Wolkenmessungen, ermöglicht zusammen mit dem Qualitätssicherungskonzept von ACTRIS eine detaillierte Überprüfung aller EarthCARE-Aerosol- und Wolkenprodukte. „Arbeitsabläufe für die Beobachtung, die Datenverarbeitung und die Bereitstellung von Daten in nahezu Echtzeit wurden bereits entwickelt und ausgiebig getestet. Für diesen Sommer organisieren wir eine Kampagne mit über 40 Stationen, die mehrere Monate dauern soll“, blickt Dr. Holger Baars vom TROPOS voraus, der die Kampagne koordiniert. Daran beteiligt sein werden neben den TROPOS-Stationen in Leipzig (Deutschland), Mindelo (Cabo Verde) und Duschanbe (Tadschikistan) auch viele ACTRIS-Stationen in ganz Europa.

Die umfangreichen Validierungsmaßnahmen von TROPOS und vielen internationalen Forschungsteams dienen dazu, die entwickelten Prozessoren und die damit bestimmten Messgrößen genau zu überprüfen. Erst dann ist wirklich klar, wie gut die Eigenschaften von Aerosolen und Wolken und deren Strahlungswirkung von EarthCARE bestimmt und wie die global gemessenen Daten für ein verbessertes Verständnis der Atmosphäre genutzt werden können. Europas neues „Auge“ im All wird erst mit Hilfe der Bodenstationen richtig scharf und so präzise wie nie zuvor auf die komplizierten Wechselwirkungen zwischen Wolken, Aerosolen und Strahlung schauen können.

Publikationen (TROPOS-Autor:innen fett markiert):
Hogan, R. J., Illingworth, A. J., Kollias, P., Okamoto, H., and Wandinger, U.: Preface to the special issue “EarthCARE Level 2 algorithms and data products”: Editorial in memory of Tobias Wehr, Atmos. Meas. Tech., 17, 3081–3083, https://amt.copernicus.org/articles/17/3081/2024/ , 2024. <Published: 22 May 2024>

Docter, N., Hünerbein, A., Donovan, D. P., Preusker, R., Fischer, J., Meirink, J. F., Stammes, P., and Eisinger, M.: Assessment of the spectral misalignment effect (SMILE) on EarthCARE’s Multi-Spectral Imager aerosol and cloud property retrievals, Atmos. Meas. Tech, 17, 2507-2519, https://amt.copernicus.org/articles/17/2507/2024/ , 2024. <Published: 23 Apr 2024>

Mason, S. L., Barker, H. W., Cole, J. N. S., Docter, N., Donovan, D. P., Hogan, R. J., Hünerbein, A., Kollias, P., Puigdomènech Treserras, B., Qu, Z., Wandinger, U., and van Zadelhoff, G.-J.: An intercomparison of EarthCARE cloud, aerosol, and precipitation retrieval products, Atmos. Meas. Tech, 17, 875-898, https://amt.copernicus.org/articles/17/875/2024/ , 2024. <Published: 01 Feb 2024>

Hünerbein, A., Bley, S., Deneke, H., Meirink, J. F., van Zadelhoff, G.-J., and Walther, A.: Cloud optical and physical properties retrieval from EarthCARE multi-spectral imager: the M-COP products, Atmos. Meas. Tech, 17, 261-276, https://amt.copernicus.org/articles/17/261/2024/ , 2024. <Published: 16 Jan 2024>

Haarig, M., Hünerbein, A., Wandinger, U., Docter, N., Bley, S., Donovan, D., and van Zadelhoff, G.-J.: Cloud top heights and aerosol columnar properties from combined EarthCARE lidar and imager observations: the AM-CTH and AM-ACD products, Atmos. Meas. Tech, 16, 5953-5975, https://amt.copernicus.org/articles/16/5953/2023/ , 2023. < Published: 13 Dec 2023>

Wandinger, U., Haarig, M., Baars, H., Donovan, D., and van Zadelhoff, G.-J.: Cloud top heights and aerosol layer properties from EarthCARE lidar observations: the A-CTH and A-ALD products, Atmos. Meas. Tech, 16, 4031-4052, https://amt.copernicus.org/articles/16/4031/2023/ , 2023. < Published: 07 Sep 2023>

Hünerbein, A., Bley, S., Horn, S., Deneke, H., and Walther, A.: Cloud mask algorithm from the EarthCARE Multi-Spectral Imager: the M-CM products, Atmos. Meas. Tech, 16, 2821-2836, https://amt.copernicus.org/articles/16/2821/2023/ , 2023. <Published: 7 Jun 2023>

Wandinger, U., Floutsi, A. A., Baars, H., Haarig, M., Ansmann, A., Hünerbein, A., Docter, N., Donovan, D., van Zadelhoff, G.-J., Mason, S., and Cole, J.: HETEAC – the Hybrid End-To-End Aerosol Classification model for EarthCARE, Atmos. Meas. Tech, 16, 2485-2510, https://amt.copernicus.org/articles/16/2485/2023/ , 2023. < Published: 25 May 2023>

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: TU Braunschweig 24. April 2024.

24. April 2024 – Ein internationales Forscher*innen-Team unter der Leitung des französischen Laboratory of Plasma Physics (LPP/CNRS) beschreibt in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ neue Erkenntnisse über die Atmosphäre der Venus. Mit Hilfe von Beobachtungen der Raumsonde BepiColombo, an der auch das Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik (IGEP) sowie das Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze (IDA) der TU Braunschweig beteiligt sind, konnten in der magnetischen Umgebung des Planeten erstmals Kohlenstoff- und Sauerstoffionen nachgewiesen werden. Die Ergebnisse sind jetzt in Nature Astronomy erschienen.

Geheimnisvoller Planet Venus
Unser Nachbarplanet Venus besitzt im Gegensatz zur Erde kein eigenes Magnetfeld. Daher wechselwirkt der von der Sonne ausgehende Teilchenstrom, auch Sonnenwind genannt, direkt mit der oberen Venus-Atmosphäre und entreißt dieser dabei geladene Teilchen, die so in den Weltraum entweichen können. Frühere Messungen von Raumsonden wie Venus Express hatten bereits gezeigt, dass diese Ionen hauptsächlich aus Sauerstoff und Wasserstoff bestehen. Die Massenauflösung der damals verwendeten Instrumente reichte jedoch nicht aus, um zwischen Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff zu unterscheiden.

Merkursonde BepiColombo fliegt an Venus vorbei
Auf ihrem Weg zum Merkur braucht die Raumsonde BepiColombo Vorbeiflüge an Erde, Venus und Merkur selbst sowie ein elektrisches Antriebssystem, um gegen die gewaltige Anziehungskraft der Sonne letztendlich in die Merkurumlaufbahn einschwenken zu können. Am 10. August 2021 flog die Raumsonde zum zweiten und letzten Mal an der Venus vorbei.

Bei dieser Gelegenheit näherte sich BepiColombo auf 552 Kilometer an die Oberfläche des Planeten an. Viele der Instrumente an Bord waren während des Vorbeiflugs aktiv und sammelten einzigartige Daten aus der Umgebung der Venus. Unter anderem entdeckte das Ionenmassenspektrometer (MSA) des IDA einen Strom von niederenergetischen Kohlenstoff- und Sauerstoffionen. „Die Magnetfeldmessungen ergänzen diese Partikelmessungen wunderbar und zeigen, dass diese Teilchen tatsächlich aus der Venusmagnetosphäre herausfließen“, freut sich Koautor Daniel Heyner, Mitglied in der IGEP-Magnetometergruppe. Das IGEP hat die Magnetfeldsensoren in Braunschweig gebaut und ist für deren Betrieb einschließlich der Datenverarbeitung zuständig.

Manche Wissenschaftler*innen gehen davon aus, dass die Venus vor 700 Millionen Jahren noch flüssiges Wasser auf der Oberfläche hatte. Durch einen katastrophalen Treibhauseffekt hätte sich die Oberfläche aber so aufgeheizt, dass sämtliches Wasser verdunstet und aus der Atmosphäre entwichen sei. Heutzutage besteht die Venusatmosphäre zu etwa 97 % aus Kohlenstoffdioxid. Die Entdeckung des Kohlenstoff-Teilchenstroms durch die Raumsonde BepiColombo liefert wichtige Informationen über die Zusammensetzung und die Dynamik der Magnetosphäre der Venus und könnte dazu beitragen, auch die bisherige und zukünftige Entwicklung ihrer Atmosphäre zu erklären. Die vom Planeten entweichenden Elektronen erzeugen ein elektrisches Feld, das vermutlich die Kohlenstoff- und Sauerstoffionen mitreißt und aus der Venusatmosphäre schleudert.

Das IGEP an Bord von BepiColombo
Die Doppelraumsonde BepiColombo ist eine Kooperation zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA. Das IGEP ist an den Magnetfeldmessgeräten auf beiden Raumsonden – Mio (Magnetosphärischer Orbiter) und MPO (Planetarer Orbiter) beteiligt. Finanziert wurden die IGEP-Beiträge von der Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt.

„Es ist schön, dass die jahrelange und intensive Arbeit an unseren Magnetometern bereits erste Früchte trägt, bevor BepiColombo überhaupt am Ziel angekommen ist. Gemeinsam mit den Wissenschaftler*innen am Institut bin ich schon sehr gespannt, was die Instrumente über die Magnetosphäre des Planeten Merkur und sein Inneres herausfinden werden“, so Daniel Heyner.

„Wissenschaftler auf der ganzen Welt freuen sich über diese Messungen von BepiColombo während des Venusvorbeiflugs. Die neuen Daten ermöglichen weitergehende Forschungen über die Entwicklung von Planetenatmosphären, Magnetosphären und ihre Wechselwirkung mit dem Sonnenwind“, zeigt sich Professor Ferdinand Plaschke, Leiter der Arbeitsgruppe am IGEP, erfreut.

Warum ist Weltraumforschung wichtig
BepiColombo ist die erste europäische Mission zum Merkur, die in Kooperation mit der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) unter der Leitung der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchgeführt wird. Die Doppelraumsonde wurde am 20. Oktober 2018 gestartet und befindet sich auf einer siebenjährigen Reise zum kleinsten und am wenigsten erforschten terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem. Wenn sie Ende 2025 beim Merkur ankommt, werden die Hightech-Instrumente an Bord trotz Temperaturen von über 350 °C mindestens ein Jahr lang hochgenaue Daten sammeln, auf die man auf der Erde schon sehnlich wartet.

Merkur ist der einzige Planet im Sonnensystem, der wie die Erde eine feste Oberfläche hat und mit dem flüssigen Kern in seinem Inneren ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld und seine Beeinflussung durch den Sonnenwind wird mit den Messgeräten der beiden BepiColombo-Satelliten präzise vermessen, um so den inneren Aufbau des Merkurs zu untersuchen, Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit dem Erdkern zu erforschen und dadurch die innere Struktur unseres Heimatplaneten Erde besser zu verstehen.

Originalpublikation
Hadid et al.: BepiColombo observations of cold oxygen and carbon ions in the flank of the induced magnetosphere of Venus, Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-024-02247-2, 2024.
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2
pdf: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02247-2.pdf

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• BepiColombo auf Ariane 5 ECA
• Planet Venus

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Quelle: Airbus Defence and Space 9. März 2024.

München, 9. März 2024 – Der von Airbus gebaute Satellit EarthCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer) hat München verlassen und ist nun an Bord eines Flugzeugs auf dem Weg zu seinem Startplatz in Vandenberg, Kalifornien. EarthCARE soll im Mai mit einer Falcon 9-Rakete gestartet werden.

EarthCARE ist die komplexeste Earth-Explorer-Mission im Rahmen des FutureEO-Programms der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Diese neue Satellitenmission wird die Ungewissheit über die Rolle, die Wolken und Aerosole (winzige atmosphärische Partikel) bei der Erwärmung und Abkühlung der Erdatmosphäre spielen, quantifizieren und verringern und so zu einem besseren Verständnis des Klimawandels beitragen. Die Sonde wurde unter Beteiligung von Experten aus 15 europäischen Ländern sowie aus Japan und Kanada entwickelt, gebaut und getestet.

Marc Steckling, Leiter des Bereichs Erdbeobachtung, Wissenschaft und Exploration bei Airbus, sagte: „Da sich das Weltklima immer schneller verändert, brauchen Wissenschaftler immer ausgefeiltere Weltrauminstrumente, um bessere Analysen zu ermöglichen. EarthCARE wird dazu beitragen, die Lücken zu schließen, indem es noch nie dagewesene Messungen liefert, so dass Meteorologen und Klimatologen besser verstehen können, wie Energie in der Atmosphäre übertragen wird.“

EarthCARE ist ein gemeinsames Projekt der ESA und der japanischen Raumfahrtagentur (JAXA). Es wird untersucht, welche Rolle Wolken und Aerosole bei der Reflexion der Sonnenstrahlung in den Weltraum und beim Einfangen der von der Erdoberfläche emittierten Infrarotstrahlung spielen.

EarthCARE wird vertikale Profile natürlicher und vom Menschen verursachter Aerosole erstellen, die Verteilung von Wassertröpfchen und Eiskristallen sowie deren Transport in Wolken registrieren und wesentliche Beiträge zur Verbesserung der Modellierung der Klimaerwärmung und der Wettervorhersage liefern. Aerosole beeinflussen den Lebenszyklus von Wolken und tragen somit indirekt dazu bei, wie sie Strahlung abgeben – ihre Messung wird ein besseres Verständnis des Energiehaushalts der Erde ermöglichen.

EarthCARE wird von mehr als 200 Forschungsinstituten in aller Welt unterstützt. Die Wissenschaftler werden die Daten nutzen können, um die Genauigkeit von Wolkenentwicklungsmodellen, ihr Verhalten, ihre Zusammensetzung und ihre Wechselwirkung mit Aerosolen zu verbessern.

Das Atmosphären-Lidar ATLID ist eines von vier Instrumenten auf dem EarthCARE-Satelliten, das vertikale Profile von Aerosolen und dünnen Wolken liefert. ATLID ist nach dem Windsensor Aeolus das zweite europäische weltraumgestützte Ultraviolett-Lidar und macht Airbus zu einem weltweiten Spezialisten für weltraumgestützte Lidars.

Neben ATLID umfasst der Satellit auch ein von der ESA in Zusammenarbeit mit der europäischen Industrie entwickeltes Breitband-Radiometer, ein von der Airbus-Tochter SSTL entwickeltes Multispektralbildgerät und ein von der JAXA entwickeltes Wolkenprofil-Radar. Diese einzigartige Kombination von Instrumenten wird es den Wissenschaftlern zum ersten Mal ermöglichen, die Rolle von Wolken und Aerosolen auf den Strahlungshaushalt der Erde mit einem integrierten Satellitensystem direkt zu bewerten und so die derzeitigen Unsicherheiten zu verringern. EarthCARE wird die Erde in einer sonnensynchronen 400-km-Polarumlaufbahn umkreisen und dabei den Äquator am frühen Nachmittag überqueren, um die Tageslichtbedingungen zu optimieren.

Airbus Defence and Space in Friedrichshafen (Deutschland) ist Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und den Bau des 2 Tonnen schweren Satelliten, während Airbus Defence and Space in Toulouse (Frankreich) das Atmospheric Lidar ATLID liefert.

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• EarthCARE (ESA Earth Explorer 6) auf Falcon 9

Der Beitrag Airbus: EarthCARE startet in den Westen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA, Applications; 1. Februar 2024.

Dieser bemerkenswerte Satellit, der mit vier verschiedenen Instrumenten ausgestattet ist, ist der komplexeste unter den Earth Explorer Missionen der ESA – Missionen, die wichtige wissenschaftliche Informationen liefern, die unser Verständnis der Funktionsweise des Systems Erde und der Auswirkungen des Menschen auf natürliche Prozesse verbessern.

Vor dem Hintergrund der sich zuspitzenden Klimakrise wurde der Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer, kurz EarthCARE, entwickelt, um neue Erkenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen zwischen Wolken, Aerosolen und Strahlung in der Erdatmosphäre zu gewinnen.

Die Energie in der Atmosphäre ist ein Gleichgewicht zwischen der eintreffenden Strahlung der Sonne, die das Erdsystem aufheizt, und der abgehenden Wärmestrahlung, die die Erde abkühlt. Obwohl bekannt ist, dass Wolken eine äußerst wichtige Rolle bei der Erwärmung und Abkühlung der Atmosphäre spielen, sind sie nach wie vor eine der größten Unsicherheiten in unserem Verständnis, wie die Atmosphäre das Klimasystem beeinflusst.

Wolken und in geringerem Maße auch Aerosole reflektieren die einfallende Sonnenenergie zurück in den Weltraum, fangen aber auch die ausströmende Infrarotenergie ab. Dies führt zu einem Nettoeffekt, der entweder zu einer Abkühlung oder einer Erwärmung führt. Darüber hinaus beeinflussen Aerosole den Lebenszyklus von Wolken und tragen so indirekt zu deren Strahlungseffekt bei.

Die vier hochmodernen Instrumente von EarthCARE werden zusammenarbeiten, um einen ganzheitlichen Blick auf das komplexe Zusammenspiel von Wolken, Aerosolen und Strahlung zu werfen und vor dem Hintergrund der Klimakrise neue Erkenntnisse über die Strahlungsbilanz der Erde zu gewinnen.

Nach dem für Mai geplanten Start mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete vom Luftwaffenstützpunkt Vandenberg in Kalifornien hat EarthCARE in Deutschland die letzte Runde von Tests und sorgfältigen Prüfungen durchlaufen.

Der zwei Tonnen schwere EarthCARE-Satellit ist nun bereit, für reisefähig erklärt zu werden und steht stolz in einem Reinraum in den Airbus-Werken in Friedrichshafen.

Der EarthCARE-Projektleiter der ESA, Dirk Bernaerts, sagte: „Es ist großartig, EarthCARE in seiner ganzen Pracht zu sehen, und ich bin sehr stolz auf das, was die ESA, JAXA und unsere Industriepartner bei der Entwicklung dieser außergewöhnlichen Mission erreicht haben.

„Als äußerst komplexe Mission war es ein ziemlich langer Weg, aber sie kommt jetzt zu einem kritischen Zeitpunkt in der Entwicklung globaler Klimamodelle, die beginnen, die Wolkenkonvektion auf Kilometerskalen aufzulösen – wir sprechen davon, dass wir jetzt das ‚Zeitalter der Konvektion‘ erleben.

„EarthCARE ist sicherlich in der Lage, einen wichtigen Beitrag zu komplizierten Klimamodellen und numerischen Wettervorhersagen zu leisten“.

Die ESA-Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme, Simonetta Cheli, kommentierte: „EarthCARE wird sich bald unserer wachsenden Familie von bahnbrechenden Earth Explorer-Forschungsmissionen anschließen. Bislang haben alle diese Missionen ihre wissenschaftlichen Ziele und Erwartungen übertroffen – und ich gehe fest davon aus, dass EarthCARE diesem Beispiel folgen wird.

„Obwohl EarthCARE eine ESA-Mission ist, gilt unser besonderer Dank der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), die das Wolkenprofilradar, eines der wichtigsten Messinstrumente des Satelliten, zur Verfügung gestellt hat.

Der Vizepräsident der JAXA, Koji Terada, fügte hinzu: „Obwohl die Mission bereits vor über 20 Jahren als Konzept vorgeschlagen wurde, ist EarthCARE aktueller denn je. Ich bin tief beeindruckt, dass die Mission auf so exzellenten und visionären wissenschaftlichen Anforderungen beruht. Wir sind sehr stolz darauf, das Wolkenprofil-Radar für die Mission anbieten zu können.“

Das Wolkenprofilradar des Satelliten liefert Informationen über die vertikale Struktur und die innere Dynamik von Wolken, sein Atmosphären-Lidar liefert Informationen über die Wolkenobergrenze und Profile von dünnen Wolken und Aerosolen, sein multispektraler Bildgeber bietet einen umfassenden Überblick über die Szene in mehreren Wellenlängen, und sein Breitband-Radiometer misst die reflektierte Sonnenstrahlung und die ausgehende Infrarotstrahlung.

Maximilian Sauer, Leiter des EarthCARE-Projekts bei Airbus, sagte: „Die Entwicklung von EarthCARE hat 15 Jahre gedauert, und es waren Experten aus über 15 Ländern in Europa sowie aus Kanada, den USA und Japan beteiligt. Und dank dieser harten Arbeit haben wir einen Satelliten, der die Klimamodelle verbessern wird.

„Dies ist auch ein großer Erfolg für die Kollegen von drei verschiedenen Airbus-Standorten und für die mehr als 40 Zulieferer, die daran beteiligt waren.“

Walther Pelzer (*), Generaldirektor der deutschen Raumfahrtagentur, sagte: „Der EarthCARE-Satellit wurde in Deutschland gebaut. Außerdem sind viele deutsche Unternehmen und wissenschaftliche Einrichtungen an der Mission beteiligt. EarthCARE unterstreicht Deutschlands führende Position in der internationalen Erdbeobachtungslandschaft.“

(*) Anmerkung der Raumfahrer.net Redaktion:
Aus formalen Gründen weisen wir darauf hin das der Originalartikel hier ungenau ist.
Dort wird Dr. Walter Pelzer als Generaldirektor der „German Space Agency, DLR,“ angeführt.
Dr. Walter Pelzer ist Generaldirektor der deutschen Raumfahrtagentur, aber nicht des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt).

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• EarthCARE (ESA Earth Explorer 6) auf Falcon 9

Der Beitrag Die Wolkenmission der ESA im Rampenlicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 1. Februar 2024.

1. Februar 2024 – Ob Dürre und Hitze in Südeuropa oder extreme Starkregenereignisse in Deutschland – die Sonneneinstrahlung ist die maßgebliche Größe für das Klimageschehen und die Wetterdynamik auf unserer Erde, denn sie treibt die Zirkulation in der Atmosphäre an. Diese Strahlung ist in der Lufthülle allerdings sehr unterschiedlich verteilt und tritt dort zudem noch in Wechselwirkung mit Wolken, Spurengasen und Aerosolen – Schwebeteilchen aus kleinsten festen und flüssigen Partikeln. Um in naher Zukunft noch genauere Vorhersagen machen zu können, müssen wir die bisher noch nicht so gut bestimmbaren Parameter zu Aerosolen und Wolken global besser kennen und deren Wechselwirkungen in der Erdatmosphäre entschlüsseln. Dadurch und mit der Messung der Strahlungsdichte kennen wir den Strahlungshaushalt unseres Heimatplaneten wesentlich genauer, als wir das heute tun. Die Europäische Weltraumorganisation ESA will daher gemeinsam mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA voraussichtlich im Mai 2024 ihre bislang größte und komplexeste Earth-Explorer-Erdbeobachtungsmission starten. Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist wesentlich in die EarthCARE-Mission (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer) eingebunden – einer Mission im Rahmen des ESA Erdbeobachtungsprogramms FutureEO, in dem Deutschland von Beginn an Programmführer ist und sich bis heute mit mehreren hundert Millionen Euro beteiligt. Zusätzlich werden mehrere Millionen Euro aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm bereitgestellt, um die Nutzung der EarthCARE-Daten während des Betriebs durch deutsche Forscherinnen und Forscher und ein Projektbüro vorzubereiten und den Betrieb durch deutsche Forschungseinrichtungen und Universitäten zu unterstützen. Letztere leisten einen der wesentlichsten Beiträge in Europa zur Validierung und werden durch eine Flugkampagne, mit dem deutschen Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) substantiell unterstützt. Diese Kampagne wird vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und dem Max-Planck-Institut für Meteorologie koordiniert.

„Die europäisch-japanische Erdbeobachtungsmission EarthCARE wird unser Verständnis zu Klima- und Wetterphänomenen maßgeblich vorantreiben. Dass dieser größte und komplexeste Earth-Explorer-Satellit im Erdbeobachtungsprogramm der ESA in Deutschland gebaut wurde und deutsche Firmen und Wissenschaftseinrichtungen zudem weitere wichtige Bestandteile dieser Mission beisteuern können, zeigt die Spitzenposition, die Deutschland in der internationalen Erdbeobachtung inne hat“, betont Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, am 1. Februar 2024 anlässlich des Verabschiedungsevents beim deutschen Hauptauftragnehmer Airbus in Friedrichshafen. Der 17,2 Meter lange (inklusive 11 Meter Solarpanele), 2,5 Meter breite, 3,5 Meter hohe und rund 2.200 Kilogramm schwere EarthCARE-Satellit geht nun via Flugzeug auf die Reise nach Vandenberg (Kalifornien, USA), wo er an Bord einer Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtkonzerns SpaceX in seinen Zielorbit in 393 Kilometer Höhe gebracht werden soll.

Vier Instrumente liefern ein einzigartiges Bild zu den Vorgängen in der Erdatmosphäre
Auf EarthCARE sind vier sich gegenseitig ergänzende Instrumente untergebracht. Durch die Aussendung von Lichtimpulsen eines Lasers und die Analyse der reflektierten Signale wird mit dem Atmosphären-Lidar ATLID, an dem auch das deutsche Unternehmen Tesat aus Backnang beteiligt ist, ein vertikales Profil in der Erdatmosphäre von Aerosolen und Wolken einschließlich ihrer Eigenschaften wie Höhe, Dichte und Aerosoltyp erstellt. Die bisher nie erreichte Genauigkeit dieser Information wird entscheidend die Verbesserung der Vorhersagen aus Klimamodellen voranbringen und das Verständnis der Rolle von Aerosolen und Wolken in der Energiebilanz unserer Erde vertiefen. Mit dem von der JAXA bereitgestellten Wolkenprofilradar CPR (Cloud Profiling Radar) kann EarthCARE das „Innenleben“ von Wolken beobachten und detaillierte Einblicke in deren vertikale Struktur und Geschwindigkeit, Partikelgrößenverteilung und Wassergehalt liefern, um zum Beispiel der Bildung und Auflösung von Wolken auf die Spur zu kommen. Während das Atmosphären-Lidar und das Wolkenradar Profile der Atmosphäre in einem eher dünnen „Vorhang“ direkt unter dem Satelliten erstellen, misst der Multi-Spektral-Imager MSI von EarthCARE in einem viel größeren Sichtfeld. Das Instrument nimmt hochauflösende Bilder in mehreren Spektralbändern des sichtbaren und infraroten Lichtspektrums auf. So können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zwischen verschiedenen Arten von Wolken, Aerosolen und der Erdoberfläche unterscheiden und zudem zusätzliche Informationen über die optischen Eigenschaften von Wolken und Aerosolen erhalten, um mehr über ihre Zusammensetzung und Verteilung zu erfahren.

Durch die Zusammenführung der Lidar-, Radar- und Multispektraldaten werden dreidimensionale Informationen über Wolken und Aerosole verfügbar sein. Das vierte Instrument an Bord ist das Breitbandradiometer BBR (Broad-Band Radiometer), das die reflektierte Strahlung in der Atmosphäre aus drei Richtungen vermisst. „So kann die Menge der reflektierten Sonnenstrahlung und der von der Erde ausgehenden Wärmestrahlung bestimmt werden. Diese Messungen werden mit der aus den kombinierten Beobachtungen der anderen Instrumente berechneten Strahlung kombiniert und damit unser derzeitiges Verständnis der Wechselwirkung zwischen Aerosolen, Wolken und Energiebilanz unseres Planeten entscheidend verbessern“, erklärt Dr. Albrecht von Bargen, der die EarthCARE-Mission bei der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR betreut.

Deutsches Forschungsflugzeug HALO übernimmt Validierungskampagne
Zusammen bieten diese vier leistungsstarken Instrumente einen noch nie dagewesenen Einblick in das „Innenleben“ unserer Erdatmosphäre. „Doch EarthCARE ist nur dann leistungsstark, wenn die Instrumente richtig eingestellt sind. Dafür müssen die Messergebnisse im Weltraum immer wieder mit weiteren Messdaten aus der Luft und vom Boden verglichen werden. Das machen wir unter anderem in einer dreigeteilten Validierungskampagne, für die wir das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) mit vier Instrumenten bestückt haben, die mit denen von EarthCARE vergleichbar sind“, erklärt Dr. Silke Groß, die im DLR-Institut für Physik in der Atmosphäre diese Kampagnen leitet. Im August 2024 beginnen die Messflüge, koordiniert vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und dem Max-Plack-Institut für Meteorologie zusammen mit dem Leipziger Institut für Meteorologie sowie den Universitäten Hamburg, Köln und München von den Kapverden aus. Dort wird die Validierung durch Bodenmessungen des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) unterstützt. Im September geht es für HALO weiter nach Barbados, wo das Max-Planck-Institut für Meteorologie die Messflügen durch Bodenmessungen begleitet. Anschließend kehrt HALO zum DLR nach Oberpfaffenhofen zurück, wo im Herbst nochmal umfangreiche Flüge über Europa, dem extratropischem Nordatlantik und über die Alpen bis zum Mittelmeer unternommen werden sollen.

Mit den drei Flugzielen verfolgen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedliche Ziele: „Über den Kapverden haben wir eine komplexe Situation unterschiedlicher Aerosole und Wolken, von flacher zu hochreichender Bewölkung, und können besonders gut die Wechselwirkung dieser Schwebeteilchen untersuchen. Bei den Flügen rund um Barbados erwarten wir eine geänderte Wolken- und Aerosolstruktur. Und mit den Flügen von Oberpfaffenhofen aus, untersuchen wir bei Flügen aus den Extratropen, über die Alpen bis in den Mittelmeerraum Aerosole und Wolken, die sich noch einmal deutlich von denen der anderen Flugziele unterscheiden. Dadurch haben wir ein möglichst großes Spektrum abgedeckt“, erklärt Dr. Silke Groß. Bei vielen dieser Flüge wird HALO genau unter dem EarthCARE-Satelliten fliegen, so dass die Messungen vom Satelliten, vom Forschungsflugzeug und von den Bodenstationen exakt vergleichbar sind. An der Flugkampagne sind die Ludwig-Maximilian-Universität München, die Universitäten Köln, Leipzig und Hamburg, das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und das Max-Planck-Institut für Meteorologie beteiligt sein. Koordiniert werden die Validierungsflüge mit Validierungsaktivitäten der Deutschen Forschungsgemeinschaft, unter anderem vom TROPOS, der Freien Universität Berlin, dem Forschungszentrum Jülich sowie dem Deutsche Wetterdienst. Betrieben wird HALO von der DLR-Einrichtung Flugexperimente.

Algorithmen aus Deutschland sollen „Datengold“ heben
Die vier Instrumente liefern gemeinsam Informationen für insgesamt 40 verschiedene Datenprodukte – zum Beispiel zur Wolkenbildung und -klassifizierung, zur Zusammensetzung der Aerosolschicht, zum Strahlungshaushalt der Atmosphäre aber auch zu Regen- und Schneeeigenschaften wie der genauen Tropfen- und Flockengröße. Rund die Hälfte der geophysikalischen Parameter aus den Datenprodukten werden direkt aus den Messungen eines einzelnen der vier Instrumente abgeleitet. Bei der anderen Hälfte werden diese Datenprodukte in weiterführenden Algorithmen genutzt, um synergetische geophysikalische Größen abzuleiten. Die Entwicklung dieser Rechenprozesse wurde von der ESA unter anderem mit maßgeblichen Anteilen an das TROPOS und die FU Berlin vergeben und findet damit auch in Deutschland statt. „Die Algorithmenentwicklung ist aus der Erdbeobachtung schon seit Jahren nicht wegzudenken. Sie erlaubt es aus Rohdaten kalibrierte Information bereitzustellen und daraus wiederum geophysikalische Größen mit Hilfe von Rechenvorschriften anhand von physikalischen Zusammenhängen abzuleiten. Ohne Algorithmen ist auch die EarthCARE-Mission nicht vorstellbar. Sie helfen den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern dabei, das Optimum an Information aus den eigentlichen Messungen herauszuholen wie zum Beispiel die von TROPOS zur Verfügung gestellten Algorithmen zur Berechnung der Wolkenobergrenze und Aerosolparametern aus ATLID-Messdaten. Künftig werden wir wie bei anderen Erdbeobachtungsmissionen auch erwarten können, dass KI-basierte Ansätze – natürlich streng anhand der Geophysik evaluiert – verfolgt werden, um vertiefte weiterführende Auswertungen durchzuführen“, erklärt Dr. Albrecht von Bargen. Um diesen Datenschatz und deren Nutzung allen interessierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und einem erweiterten Kreis in Deutschland weitergehend zu erläutern und zugängig zu machen, wurde bei der Ludwigs-Maximilians-Universität in München ein Projektbüro eingerichtet, dass die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm fördert.

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• EarthCARE (ESA Earth Explorer 6) auf Falcon 9

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