Quelle: DLR 20. Juli 2022.

20. Juli 2022 – Mit dem Johannes Kepler Observatorium verfügt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) über eine einmalige Forschung- und Entwicklungsstation. Das Observatorium setzt auf modernste Lasertechnologie, um in Zukunft die Flugbahn und Beschaffenheit von Weltraumschrott in erdnahen Umlaufbahnen möglichst schnell, präzise und zuverlässig zu bestimmen. Diese Informationen helfen zum Beispiel dabei, aktive Satelliten vor Zusammenstößen mit Weltraumschrott zu schützen. Denn Ausweichmanöver können so effizienter geplant werden. Nach rund zwei Jahren für Bau und Inbetriebnahme hat das DLR am 20. Juli 2022 gemeinsam mit Gästen aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Wissenschaft das Observatorium feierlich eingeweiht. Es befindet sich auf dem Innovationscampus Empfingen rund 60 Kilometer südwestlich von Stuttgart. Dort befindet sich das DLR-Institut für Technische Physik, zu dessen zentralen Forschungsanlagen das Observatorium gehört.

Satelliten- und Raumfahrtmissionen auch in Zukunft ermöglichen – trotz Weltraumschrott
„Ob für Information, Kommunikation oder Navigation – Satellitentechnologien sind aus der modernen Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig wird es immer voller im All und Weltraumschrott zu einem zunehmenden Problem. Deshalb arbeitet das DLR schon heute an technologischen Lösungen für mehr Sicherheit im All. Das Johannes Kepler Observatorium des DLR wird dabei eine zentrale Rolle spielen“, erläuterte Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR.

„Raumfahrt ist Faszination, Entdeckerdrang und gleichzeitig Ursprung von Wissen, Innovation und Hightech, um das Leben auf der Erde besser zu machen. Die Möglichkeiten der Raumfahrt auch für zukünftige Generation zu erhalten, ist ein Auftrag, dem sich Deutschland gemeinsam mit Partnern in Europa und der Welt annimmt. Das Johannes Kepler Observatorium des DLR ist dabei ein wichtiger Baustein. Als einzigartige Forschungsplattform für die Beobachtung und Bewertung von Objekten im Erdorbit leistet es seinen Beitrag, um Satelliten auch in Zukunft sicher betreiben und robotische wie astronautische Missionen erfolgreich durchführen zu können“, fasste Dr. Anna Christmann, Koordinatorin der Bundesregierung für die Deutsche Luft- und Raumfahrt, zusammen.

DLR-Forschungsteleskop ist das größte seiner Art in Europa
Das Teleskop des Johannes Kepler Observatoriums ist das größte seiner Art in Europa für die Beobachtung und Charakterisierung von Objekten in der Erdumlaufbahn. Der Durchmesser des Primärspiegels beträgt 1,75 Meter. Das Teleskop ist in einem fast 15 Meter hohen Rundturm mit drehbarer Kuppel untergebracht. Bei der Kuppel handelt es sich um einen sogenannten Schlitzdom. Dieser dreht sich synchron mit dem Teleskop und öffnet sich jeweils nur für rund zwei Meter in die jeweilige Blickrichtung. Dazu ist die Kuppel auf Rollen gelagert und wird mit einem Motor angetrieben. Das Teleskop lässt sich mit bis zu sechs Grad pro Sekunde drehen. Diese hohe „Nachführgeschwindigkeit“ in Kombination mit dem großen Primärspiegel ist eine technologische Herausforderung. Beides zusammen ist aber notwendig, um einen möglichst großen Bereich des Himmels zu betrachten und Objekte, die bis zu zehn Zentimeter klein sind und sich mit 28.000 Kilometer pro Stunde bewegen, gleichzeitig erfassen, orten und bestimmen zu können.

Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Teams vom DLR-Institut für Technische Physik steht die hochgenaue Entfernungsmessung mit Hilfe spezieller Laser. Zudem wollen die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler bisher unbekannte orbitale Objekte ausfindig machen. Dazu führen sie Spektralanalysen durch, untersuchen also die farbliche Zusammensetzung des von den beobachten Objekten gestreuten Sonnenlichts. Auf diese Weise können sie zum Beispiel Rückschlüsse ziehen, um was für ein Objekt es sich handelt, aus welchem Material es besteht, wie groß es ist, wie es rotiert und in welcher Bahn es sich befindet.

Mitbegründer der modernen Astronomie als Namenspate
Johannes Kepler gilt als Mitbegründer der neuzeitlichen Astronomie und der modernen Naturwissenschaften. Er erklärte die Gesetzmäßigkeiten, wie sich Planeten um die Sonne bewegen: nämlich in einer elliptischen Bahn mit der Sonne in einem Brennpunkt der Ellipse. Seine Kindheit und Jugend verbrachte Johannes Kepler im Südwesten Deutschlands.

Die Investitionssumme von rund 2,5 Millionen Euro stammt aus Mitteln des DLR und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Die Forschungsarbeiten tragen zur sicheren Nutzung des Weltraums bei. Sie werden von der Programmkoordination Sicherheit im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) unterstützt.

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Quelle: DLR.

13. April 2022 – Das neue Forschungsobservatorium des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird den Namen Johannes Kepler Observatorium tragen. Aktuell laufen die Arbeiten, um die Anlage auf dem Innovationscampus Empfingen in Betrieb zu nehmen. Die offizielle Einweihung erfolgt im Sommer 2022. Das Observatorium ist eine zentrale Forschungsanlage für das DLR-Institut für Technische Physik. Mit seiner Hilfe sollen in Zukunft die Flugbahn und Beschaffenheit von Objekten in erdnahen Umlaufbahnen möglichst schnell, präzise und zuverlässig bestimmt werden. Diese Informationen tragen dazu bei, Zusammenstöße von Weltraumschrott mit Satelliten vermeiden.

Mitbegründer der modernen Astronomie als Namenspate
„Johannes Kepler gilt als Mitbegründer der neuzeitlichen Astronomie und der modernen Naturwissenschaften. Er erklärte die Gesetzmäßigkeiten, wie sich Planeten um die Sonne bewegen: nämlich in einer elliptischen Bahn mit der Sonne in einem Brennpunkt der Ellipse“, sagt Prof. Dr. Thomas Dekorsy, Direktor des DLR-Instituts für Technische Physik in Stuttgart. Seine Kindheit und Jugend verbrachte Johannes Kepler im Südwesten Deutschlands. Er wurde 1571 in Weil der Stadt nahe Stuttgart geboren und studierte in Tübingen. „Deshalb können wir uns keinen besseren Namenspaten für unser Observatorium vorstellen“, erläutert Dekorsy die Hintergründe der Namenswahl.

Einmalige Forschungs- und Entwicklungsstation für Detektion von Weltraumschrott
Das Teleskop des Johannes Kepler Observatoriums ist das größte seiner Art in Europa für die Beobachtung von Objekten im Orbit. Der Durchmesser des Primärspiegels beträgt 1,75 Meter. Das Teleskop ist in einem fast 15 Meter hohen Rundturm mit drehbarer Kuppel untergebracht. Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten steht die hochgenaue Bahnvermessung mit Hilfe spezieller Laser. Das Ziel der DLR-Wissenschaftlerinnen und DLR-Wissenschaftler ist es, Objekte, die bis zu zehn Zentimeter klein sind, zu erfassen, zu orten und so deren Flugbahn möglichst exakt zu bestimmen. Sie konzentrieren sich dabei vor allem auf Objekte, die zwischen 400 und 2.000 Kilometer von der Erde entfernt sind. In dieser niedrigen Umlaufbahn (Low Earth Orbit, kurz LEO) umkreisen immer mehr Satelliten die Erde. Deshalb stellt Weltraumschrott in diesen Höhen eine besondere Gefahr dar – für die unbemannte wie auch bemannte Raumfahrt. Denn auch die Internationale Raumstation ISS befindet sich in diesem Bereich.

Mit dem Johannes Kepler Observatorium führt das DLR die bisherigen Entwicklungsarbeiten fort: „In den letzten Jahren haben wir auf der Uhlandshöhe in Stuttgart schon ein kleineres Observatorium erfolgreich betrieben. Wir konnten so erste Forschungsergebnisse erzielen und wichtige Erfahrungen für die Planung und Umsetzung des Johannes Kepler Observatoriums sammeln“, beschreibt Wolfgang Riede, Leiter der Abteilung Aktive Optische Systeme am DLR-Institut für Technische Physik. „Das neue und wesentlich größere Teleskop ermöglicht uns, noch kleinere Objekte zu untersuchen und die Technologieentwicklung in diesem Bereich wesentlich voranzutreiben.“

Die Investitionssumme von rund 2,5 Millionen Euro stammt aus Mitteln des DLR und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Die Forschungsarbeiten tragen zur sicheren Nutzung des Weltraums bei. Sie werden von der Programmkoordination Sicherheit im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) unterstützt.

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Quelle: DLR.

Am 3. und 4. März 2021 sind die Bauarbeiten einen entscheidenden Schritt vorangekommen: Ein Spezialkran hob zunächst die Kuppel auf den zehn Meter hohen zylinderförmigen Rohbau. Die Kuppel ist fünf Meter hoch, hat einen Durchmesser von 7,5 Metern und wiegt rund fünf Tonnen. Sie wurde am Boden vormontiert, als Ganzes hochgehoben und befestigt. Dann folgte in zwei Etappen das Herzstück des Projektes: das eigens angefertigte Teleskop mit einem Gewicht von 6,5 Tonnen.

Präzision beim Bau und für zukünftige Messungen
„Für uns war heute ein sehr spannender Tag, live bei diesem wichtigen Schritt für den Aufbau des Forschungsobservatoriums dabei zu sein. Beim Anheben, Aufsetzen und Montieren von Kuppel und Teleskop haben unsere Partner punktgenaue Arbeit geleistet. So kann diese einmalige Hightech-Anlage bald dem Weltraumschrott auf die Spur gehen. Auch hier ist extreme Präzisionsarbeit gefragt“, betont Prof. Thomas Dekorsy, Direktor des DLR-Instituts für Technische Physik.

Einzigartige Forschungs- und Entwicklungsstation für Detektion von Weltraumschrott
Bei der Kuppel handelt es sich um einen sogenannten Schlitzdom. Dieser dreht sich synchron mit dem Teleskop und öffnet sich jeweils nur für rund zwei Meter in die jeweilige Blickrichtung. Dazu ist die Kuppel auf Rollen gelagert und wird mit einem Motor angetrieben. Das optische Großteleskop verfügt über drei Spiegel. Der größte davon hat einen Durchmesser von 1,75 Metern. Damit gehört das Forschungsteleskop zu den größten seiner Art in Europa. Zudem lässt es sich mit bis zu sechs Grad pro Sekunde drehen. Diese hohe „Nachführgeschwindigkeit“ in Kombination mit einem großen Primärspiegel ist technologisch nicht einfach zu realisieren. Beides zusammen ist aber notwendig, um einen möglichst großen Bereich des Himmels zu betrachten und Objekte, die bis zu zehn Zentimeter klein sind und sich mit 28.000 Kilometer pro Stunde bewegen, gleichzeitig erfassen, orten und bestimmen zu können.

Die Spezialfirma Astro Systeme Austria (ASA) hat als Generalunternehmer Teleskop und Gebäude geplant und gefertigt. Für die Kuppel unterstützte die italienische Baufirma Gambato, die auf astronomische Gebäude spezialisiert ist. Die Außenstruktur und das Teleskop haben jeweils ein eigenes Fundament und einen eigenen Sockel. So steht das Teleskop möglichst stabil, Vibrationen und Windlasten werden nicht übertragen. Im Inneren des Teleskop-Sockels befindet sich außerdem eine spezielle Röhre, ein sogenannter Coudé-Pfad. So kann das DLR-Team spezielle Laser in das System integrieren und mittels „Laser-Ranging“ die Entfernung von Objekten in erdnahen Umlaufbahnen sehr genau bestimmen.

Doch zunächst gilt es, in den nächsten Monaten das Observatorium Schritt für Schritt fertig zu stellen und in Betrieb zu nehmen. Das „erste Licht“ wird das Teleskop in den nächsten Wochen empfangen. Wichtiger ist aber für die DLR-Forschenden der sogenannte „Site Acceptance Test“: ein Abnahmetest, bei dem das Teleskop die volle Funktionsfähigkeit nachweisen muss. Dazu werden die Flugbahnen von zehn Objekten, wie Satelliten, im niedrigen Erdorbit mit möglichst hoher Präzision vermessen. Die offizielle Einweihung ist für den Herbst 2021 geplant. Die Investitionssumme von rund 2,5 Millionen Euro stammt aus Mitteln des DLR und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Verwandte Meldung bei Raumfahrer.net:

• DLR-Observatorium: Startschuss für Bau in Empfingen (20. Mai 2020)

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Quelle: DLR.

Mit einem neuen Forschungsobservatorium geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen weiteren Schritt, um die Flugbahn und Beschaffenheit von Objekten in erdnahen Umlaufbahnen möglichst schnell, präzise und zuverlässig zu bestimmen. Für die Zukunft der Raumfahrt ist das elementar. Nur so lassen sich Zusammenstöße, zum Beispiel von Weltraumschrott mit Satelliten, vermeiden.

Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des DLR-Instituts für Technische Physik steht die hochgenaue Entfernungsmessung mit Hilfe spezieller Laser. Zudem wollen die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler bisher unbekannte orbitale Objekte ausfindig machen und mit Spektralanalysen, bei denen sie die farbliche Zusammensetzung des Lichts der Objekte ermitteln, möglichst genau charakterisieren. Sie können auf diese Weise zum Beispiel herausfinden, um was es für ein Objekt es sich handelt, in welcher Bahn es sich befindet und wie es rotiert. „Mit dem Forschungsobservatorium am Innovationscampus in Empfingen führen wir unsere bisherigen Entwicklungsarbeiten zusammen. Das neue und wesentlich größere Teleskop ermöglicht es uns, noch kleinere Objekte zu untersuchen und die Technologieentwicklung in diesem Bereich wesentlich voranzutreiben. Unser Ziel ist es, Objekte, die bis zu zehn Zentimeter klein sind, zu erfassen, zu orten und zu bestimmen“, erklärt Prof. Thomas Dekorsy, Direktor des in Stuttgart ansässigen DLR-Instituts für Technische Physik.

15 Meter hoher Rundbau mit Kuppel beherbergt künftig Teleskop mit 1,75 Metern Durchmesser
Die Bauarbeiten für das optische Großteleskop mit dem Projektnamen MS-LART (Multi-Spectral Large Aperture Receiver Telescope, Multispektrales Empfangsteleskop) beginnen Ende Mai 2020 auf dem Innovationscampus Empfingen im Nordschwarzwald. In einem 15 Meter hohen Rundturm mit drehbarer Kuppel wird das Teleskop mit einem Primärspiegeldurchmesser von 1,75 Metern untergebracht sein. Der Innovationscampus ist für die DLR-Forschenden aus Stuttgart-Vaihingen schnell zu erreichen und bietet ideale Bedingungen für die Forschungsarbeiten. „Wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit mit dem dortigen Innovationscampus und der Gemeinde Empfingen und danken für die umfangreiche Unterstützung. Unser Team steht bereits in den Startblöcken, um loszulegen“, sagt Thomas Dekorsy.

Einweihung im Frühjahr 2021: Forschungsteleskop ist das größte seiner Art in Europa
Die Spezialfirma Astro Systeme Austria (ASA) fertig Teleskop und Gebäude. Im Dezember 2020 soll das Teleskop das „erste Licht“ empfangen. „First light“ bezeichnet in der Astronomie den Augenblick, in dem zum ersten Mal das Licht eines Gestirns auf den Spiegel oder die Linse eines neuen Teleskops fällt. Die offizielle Einweihung ist für das Frühjahr 2021 geplant. Das DLR-Forschungsteleskop ist dann das größte seiner Art in Europa. Die Investitionssumme von rund 2,5 Millionen Euro stammt aus Mitteln des DLR und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Gefahr für die Raumfahrt: Im niedrigen Erdorbit wird es voll
Im Fokus der Beobachtungen und Messungen der DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler stehen vor allem Objekte, die zwischen 400 und 2000 Kilometer von der Erde entfernt sind. In dieser niedrigen Umlaufbahn (Low Earth Orbit, kurz LEO) umkreisen immer mehr Satelliten die Erde – und damit langfristig auch Weltraumschrott. Er kann zur Gefahr für die bemannte wie unbemannte Raumfahrt werden. Schätzungen gehen davon aus, dass im niedrigen Erdorbit bis Ende der 2020er Jahre rund 70.000 Satelliten und mehr unterwegs sein könnten. Vor allem sogenannte Mega-Konstellationen, die aus tausenden Satelliten bestehen, werden erheblich zu dieser Entwicklung beitragen.

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