Quelle: RUAG Space.

Zürich – 10. April 2019: Für einen neuen Klimaschutzsatelliten, der 2022 starten soll, bestellt die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA einen Navigationsempfänger von RUAG Space. Die Klimamission PACE der NASA beobachtet mit Hilfe von Satellitentechnik Veränderungen der globalen Meeresbiologie, Aerosolen (kleine Partikel, die in der Atmosphäre schweben) und Wolken. „Die zentimetergenaue Position des Satelliten wird mit Hilfe des Navigationsempfängers bestimmt“, sagt Peter Guggenbach, CEO RUAG Space. „Insgesamt befinden sich 20 Navigationsempfänger von RUAG Space im Orbit und funktionieren einwandfrei.“

Das Unternehmen liefert im kommenden Jahr an die NASA den Navigationsempfänger zusammen mit einer Antenne. Der Auftrag kam direkt von der NASA. Der Satellit wird vom Entwicklungsteam der NASA im Goddard Space Flight Center gebaut.

PACE steht für „Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem“. Die Mission befindet sich derzeit in der Designphase und soll 2022 starten. Die PACE-Klimamission erweitert die über 20-jährige Erfahrung der NASA mit Satellitenbeobachtungen der globalen Meeresbiologie, Aerosolen (winzige Partikel, die in der Atmosphäre schweben) und Wolken.
PACE wird die Bewertung der Meeresgesundheit vorantreiben, indem es die Verteilung von Phytoplankton misst. Phytoplankton besteht aus winzigen Pflanzen und Algen, die das marine Nahrungsnetz unterstützen. Die Klimamission PACE wird auch Aufzeichnungen über wichtige atmosphärische Variablen im Zusammenhang mit der Luftqualität und dem Weltklima führen.

RUAG Space: Europas führender Zulieferer für Raumfahrt
RUAG Space ist der führende Zulieferer für die Raumfahrt in Europa mit einer wachsenden Präsenz in den USA. Rund 1300 Mitarbeitende in sechs Ländern entwickeln und produzieren Produkte für Satelliten und Trägerraketen – dadurch spielt RUAG Space eine zentrale Rolle sowohl im institutionellen ebenso wie im kommerziellen Raumfahrtmarkt. RUAG Space ist Teil des internationalen Technologieunternehmens RUAG mit Sitz in der Schweiz.

Weiterführende Informationen:

• Mehr über die Klimamission PACE der NASA
• Mehr über Navigationsempfänger von RUAG Space
• Videoanimation PACE (Credit: NASA)

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Eine fortschrittliche Modulationstechnik sorgte während der Tests für gegen Interferenzen und Mehrwegempfang unempfindliche, robuste Signale.

Mit den erfolgreichen Übertragungen der Mustersignale wurde demonstriert, dass das europäische und das US-amerikanische Satellitennavigationssystem in Zukunft nebeneinander betrieben werden können, ohne dass Interferenzen, d.h. gegenseitige Beeinflussungen, zu fürchten sind.

Bei der Erzeugung der Mustersignale richtete man sich nach einem Multiplexed Binary Offset Carrier (MBOC) genannten Verfahren, das zusammen mit den Vereinigten Staaten von Amerika zur Sicherstellung der Zusammenarbeit der beiden Satellitennavigationssysteme festgelegt worden war. Konkret wurden ein breitbandiges (BOC(6,1)) und ein schmalbandiges Signal (BOC(1,1)) gleichzeitig so übertragen (gemultiplext), dass im Schnitt 1/11 der Leistung für die höherfrequente Komponente zur Verfügung stand. Das Resultat war ein CBOC-moduliertes Galileo-E1-Signal (CBOC steht für Composite Binary Offset Carrier).

Künftige Navigationsempfänger können so ausgelegt werden, dass sie in schwierigem Gelände wie Stadtzentren oder abgelegenen gebirgigen Regionen durch die Nutzung der sogenannten MBOC-Signale in der Lage sind, mit höherer Genauigkeit zu arbeiten, als aktuelle Geräte es bisher konnten.

Insbesondere zivile Nutzer werden einmal auf dem gesamten Erdball von einer gestiegenen Verfügbarkeit und einer verbesserten Abdeckung durch neue Signale von den beiden Navigationssatellitenflotten profitieren.

Die neuen Signale sollen von den europäischen Navigationssatelliten im Rahmen des als Galileo Open Service bezeichneten Dienstes gesendet werden. Den Dienst werden die Galileo-FOC-Seriensatelliten (FOC für Full Operational Capability) bereitstellen, die laut Plan beginnend ab 2013 ins All gelangen. Zusätzlich können die Satelliten der Galileo-IOV-Testkonstellation (IOV für in orbit verification) als vollwertige Bestandteile der europäischen Flotte die Signale des Galileo Open Service ebenfalls ausstrahlen.

US-amerikanische Satelliten liefern die neuen Signale künftig im Rahmen des speziell der zivilen Nutzung gewidmeten Dienstes New Civilian L1 (L1C). L1C werden die neuen Satelliten des Typs GPS IIIA bieten. Ein erstes solches US-amerikanisches Raumfahrzeug könnte nach aktuellem Planungsstand im Jahr 2014 eine Umlaufbahn um die Erde erreichen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Inside GNSS, Space News.

Ein Regierungsprogramm zum Test der Interaktion zwischen dem von LightSquared geplanten Netz von terrestrischen, im L-Band arbeitenden Mobilfunkstationen und der Funktionsfähigkeit von GPS-Empfangsgeräten zeigte wiederholt, dass in der Nähe von entsprechend ausgerüsteten Mobilfunkmasten GPS-Signale nur noch mit verminderter Signalstärke oder im schlimmsten Fall gar nicht mehr empfangen werden können. Für Rettungsdienste und Betreiber von Verkehrsflugzeugen beispielsweise wäre es inakzeptabel, landesweit regelmäßig mit Empfangsstörungen oder Unterbrechungen rechnen zu müssen.

Die Schuld für das Problem lastet vermutlich auf den Schultern vieler: Zahlreiche GPS-Empfangsgeräte sind auch für Signale außerhalb der Frequenzbereiche, die GPS unmittelbar verwendet, empfindlich und hören beim Empfang fremder Signale auf, einwandfrei zu arbeiten. LightSquareds Mobilfunkmasten sollen mit Sendeleistungen im L-Band arbeiten, die zuvor im terrestrischen Bereich nicht verwendet wurden. Die zuständige US-amerikanische Regulierungsbehörde FCC ist möglicherweise nicht im erforderlichen Maße tätig geworden und ließ Veränderungen der Nutzung des elektromagnetischen Spektrums zu, nachdem sich die Hersteller von GPS-Hardware auf ein bestimmtes Umfeld eingestellt hatten.

LightSquared stellt sich vor, dass GPS-Empfänger mit geeigneten Filtern versehen können. Die Anpassung aller GPS-Empfänger in Flugzeugen würde vielleicht sieben bis zehn Jahre dauern und einen unbekannten erheblichen finanziellen Aufwand bedeuten. Für einen Großteil der bereits verkauften und im Einsatz befindlichen übrigen Geräte wird eine derartige Modifikation jedoch gar nicht möglich sein. Und hinsichtlich ihrer technischen Sinnhaftigkeit bestehen Zweifel. LightSquareds Signale interferieren mit den Signalen, die GPS-Empfänger benötigen, um unter Ausnützung des Doppler-Effekts Positionsbestimmungen mit besonderer Genauigkeit errechnen zu können. Wahrscheinlich würden Filter die erfolgreiche Nutzung des Effekts verhindern.

Ob es LightSquared letztendlich gestattet wird, im L-Band in Nachbarschaft zum durch GPS genutzten Frequenzband L1 mit hoher Leistung zu senden, bleibt abzuwarten. Im oberen Bereich des Frequenzbandes zwischen 1.525 und 1.559 MHz würden in Flugzeugen verwendete GPS-Empfänger beispielsweise ziemlich sicher massiv gestört werden. Konkrete Untersuchungen mit dem am schlechtesten arbeitenden GPS-Empfänger für den Flugzeugeinsatz sagen voraus, dass Flugzeuge in den Vereinigten Staaten über der Hauptstadt Washington, in den meisten Gegenden Virginias und Marylands sowie wichtigen Teilen von Pennsylvania und New Jersey in einer Flughöhe von 3.040 Metern oder darunter GPS nicht mehr zur Navigation nutzen können würden, ginge LightSquareds terrestrisches Funknetz unverändert in Betrieb.

In seine Netzinfrastruktur hat LightSquared zwischenzeitlich rund 1 Milliarde Dollar investiert. Um sie wie geplant fertigzustellen, benötigt LightSquared weitere Milliarden. Unter den gegebenen Umständen ist es möglicherweise nicht einfach, das erforderliche Kapital aufzutreiben.

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Ein Beitrag von Lorenz Zistler. Quelle: ESA.

Ein neues Navigationsgerät, welches blinden Menschen helfen soll auf den Straßen einer Stadt ihren Weg zu finden wird in kürze unter ESA Aufsicht getestet. Das tragbare Gerät vereinigt die neue Satelliten Navigations Technologie der ESA, EGNOS und SISNET, mit dem persönlichen Navigator für blinde Menschen, welcher erst kürzlich von GMV Sistemas und ONCE, der nationalen Organisation Spaniens für Blinde, entwickelt wurde. Zum heutigen Zeitpunkt ist die auf GPS basierende Satelliten Navigation ohne das nutzen von trägen Systemen, besonders in Städten, nicht genau genug um Fußgänger zu führen.

Wenn sich nur wenige GPS Satelliten empfangen lassen, weil sich zum Beispiel große Gebäude im Sichtfeld befinden, kann die Positionsbestimmung nicht genauer als auf 30 bis 40 Meter geschehen. Das EGNOS System der ESA verbessert jedoch die Genauigkeit der GPS Position auf einige wenige Meter, was es empfindlich genug macht um Hindernisse auf den Straßen zu lokalisieren. EGNOS bewerkstelligt dies durch das senden von Informationen die von geostationären Satelliten stammen, was Empfänger auf der Erde in die Lage versetzt Fehler im GPS Signal zu korrigieren. Bei einem Fußgänger in einer Stadt mit großen Gebäuden jedoch ist es noch unwahrscheinlicher, dass er in direkter Sichtlinie zu einem EGNOS Satelliten steht, als zu einem GPS Satelliten. Deshalb hat die ESA eine ergänzende Technologie entwickelt, SISNET, welche die Übertragung des EGNOS Signals in Echtzeit über das Internet ermöglicht.

GMV passt währenddessen TORMES, der Name steht für den persönlichen Navigator für blinde Menschen, an, um die Signale von EGNOS über das Internet und schnurlose Netzwerke in Echtzeit zu empfangen. TORMES beinhaltet bereits einen GPS Empfänger, so dass das verbesserte Model in der Lage sein wird die Position des Benutzers mit einer viel höheren Genauigkeit zu bestimmen. Basierend auf der Sonobraille Plattform, welche eine Tastatur für Blinde und eine Spracherkennung beinhaltet, versorgt TORMES Benutzer nicht nur mit ihrer Position, sondern auch mit Lotsen- und Führerdiensten.

Von TORMES wird erwartet, dass es für Test bis Anfang Februar zur Verfügung steht. Durch die Verbesserung der Genauigkeit des GPS Signals demonstriert EGNOS neue Gerbrauchsmöglichkeiten für Satellitennavigation. Jedoch sind die Möglichkeiten noch viel größer, wenn in ein paar Jahren Galileo, ein von Europa selbständig entwickeltes Satellitennavigationssystem, zum Einsatz kommen wird. Bestehend aus 30 Satelliten im mittleren Erdorbit, plus einem mit ihnen in Verbindung stehendem Netzwerk an Bodenstationen, wird Galileo die Auslieferung eines unabhängigen und Zivil kontrolliertem weltweiten Positionsservices mit einer Genauigkeit im Meterbereich garantieren.

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Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: ESA.

Wer die Nase vorn haben will, bringt Materialien und Bauelemente „made in space“ unter die Haube der Flitzer. Und der Trend setzt sich fort. Das Technologie-Transfer-Programm der ESA will diese Entwicklung sogar noch beschleunigen. Dem spezifischen Technologieaustausch ist deshalb ein Kolloquium am 6.November 2002 am European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt gewidmet, in dem Vertreter der Automobilindustrie gezielt über verfügbare Produkte und Technologien aus der Raumfahrt informiert werden.

Heutige Autos sind längst nicht mehr die simplen Gebilde, wie sie noch in den sechziger und siebziger Jahren vom Band liefen. Hightech vom Dach bis zu den Reifen sorgt für mehr Sicherheit und bietet den Insassen zunehmende Annehmlichkeiten. Etliche Innovationen wurden dabei aus der Raumfahrttechnik abgeleitet. Modernste Fertigungsverfahren machen die Hochtechnologie-Gefährten auch für den Normalbürger erschwinglich.

Raketentechnik für die Straßenflitzer
In punkto Raumfahrtanwendung fällt dem Nutzer eines PKW meist nur das Satelliten-Navigationssystem ein, das eine zunehmende Zahl von Kraftfahrzeugen bereits an Bord hat. Doch das ist nur die Spitze des Weltraumtechnik-Eisbergs. Dämpfungssysteme, ursprünglich zum Schutz empfindlicher Weltraum-Optiken vor den Vibrationen beim Start einer Rakete entwickelt, ermöglichen heute das ruhige Fahren eines PKW beziehungswise die gewichtssparende Optimierung der Karosserie. Der Auslösesensor der Airbags wurde ebenfalls auf der Basis von Raumfahrttechnologien entwickelt. Spezielle hitzebeständige faserverstärkte Keramiken, die eigentlich den Space Shuttle beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre schützen, finden zunehmend Anwendung als Material für hochbelastbare Bremsscheiben.

Weitere Hochtechnologie stehen an der Schwelle zur Anwendung in künftigen Fahrzeug-Großserien. Verbundmaterialien, die extrem fest und zugleich leicht sind, werden den Karosseriebau revolutionieren und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöhen. Ihre Tauglichkeit stellen die heute noch sehr teueren Materialien in Formel-1-Rennwagen unter Beweis. Zur Schonung der Umwelt sind immer effektivere Antriebstechnologien gefragt. So soll in einigen Jahren die Antriebsenergie von Brennstoffzellen geliefert werden, die mit Wasserstoff oder Methanol arbeiten. Ihre Premiere hatte diese innovative Energieerzeugung bereits in den sechziger Jahren an Bord bemannter amerikanischer Raumkapseln.

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Autor: Karl Urban

Hintergründe
Die Endeavour, der neuste der vier NASA-Orbiter, ist nach dem ersten Schiff des britischen Entdeckers James Cook benannt. Auf der Jungfernfahrt der Endeavour im August 1768 segelte Cook in den Südpazifik. Er beobachtete den seltenen Flug der Venus über die Sonnenscheibe und zeichnete ihn auf. Die Bestimmung der Dauer des Venus-Vorbeiflugs sollte dabei helfen, die Entfernung zwischen Erde und Sonne zu errechnen, eine der wichtigsten Größen zur Erklärung kosmologischer Fragen. 1769 kartographierte Cook als erster ganz Neuseeland und erkundete die Ostküste Australiens. Daraufhin durchfuhr er das Great Barrier Reef und segelte nach Hawaii.

Cooks Reise begründete den Nutzen von wissenschaftlichen Expeditionen. Während der Reise entdeckten die mit Cook segelnden Naturforscher Joseph Banks und Carl Solander zahlreiche neue Tier- und Pflanzenarten. Die Endeavour und ihre Crew vollzogen außerdem die erste weite Seereise, auf der kein Besatzungsmitglied an Vitamin C-Mangel ums Leben kam. Cook wird angerechnet, dass er als erster Kapitän erkannte, dass die Verabreichung von Kresse, Sauerkraut und Orangenextrakt eine Heilung von Skorbut zur Folge hat und ihr vorbeugt.

Die Endeavour war mit 368 Tonnen eher klein. Sie war 100 Fuß (ca. 30 Meter) lang und 20 Fuß (ca. 6 Meter) breit. Die Endeavour endete auf einem Riff nahe von Rhode Island.

Zu Beginn erdachten Grund- und Oberstufenschüler in einer landesweiten Aktion den Namen des neuen NASA-Orbiters. 1989 gab Präsident George Bush den Namen offiziell bekannt. Der Space Shuttle Orbiter Endeavour wurde im Mai 1991 zum Kennedy Space Center transportiert. Auf seiner ersten Mission im Mai 1992 wurde in einer dramatischen Rettungsaktion ein gestrandeter Kommunikationssatellit geborgen. In den heutigen Tagen der Shuttle-Operationen gibt man den Orbitern einen etwas prosaischeren Namen. Die Endeavour wird üblicherweise als OV-105 bezeichnet, was für „Orbiter Vehicle – 105“ steht. Das Leergewicht des Shuttles betrug kurz vor der Fertigstellung 151.205 Pfund (ca. 68,2 Tonnen), und mit eingebauten Haupttriebwerken 172.000 Pfund (ca. 78 Tonnen).

Erweiterungen und Merkmale
Zu den Merkmalen der Endeavour gehören neue Hardwareentwürfe und eine verbesserte Leistungsfähigkeit des Orbiters. Der größte Teil der neuen Ausstattung der Endeavour wurde in späteren Reparaturphasen auch in die anderen drei Orbiter integriert. Zu den wichtigsten Neuerungen gehören:

Ein Bremsfallschirm mit ca. 12 Metern Durchmesser, der die Ausrollstrecke des Orbiters nach der Landung von etwa 600 Meter auf etwa 300 Meter senkt.

Modifikationen, die dem Orbiter einen maximal 28-Tage-Aufenthalt im All erlauben.

Verbesserte Bordelektronik, dazu gehören neue Vielzweckcomputer, verbesserte Trägheits-Messgeräte, ein taktisches Luft-Navigationssystem und weitere Hightech-Elektronik.

Eine verbesserte Version der Hilfsstromversorgung, die die Funktion der Hydrauliksysteme im Shuttle sichert.

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