Quelle: ESA/Applications/ObservingTheEarth/Copernicus/Sentinel-6, 17. November 2025

Wie sein Vorgänger Sentinel-6 Michael Freilich verfügt auch Sentinel-6B über die neueste Radarmessungstechnologie, um die seit Anfang der 1990er Jahre begonnenen Aufzeichnungen der Meeresoberflächenhöhe weiter auszubauen. Diese Messungen helfen Wissenschaftlern, den Anstieg des Meeresspiegels zu verstehen – wichtige Informationen für die Gestaltung der Klimapolitik und den Schutz von Millionen von Menschen, die in Küstengebieten auf der ganzen Welt leben.

Sentinel-6B startete heute, am 17. November, um 06:21 Uhr MEZ an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien. Der Satellit wurde knapp eine Stunde nach dem Start in die Umlaufbahn gebracht, und um 07:54 Uhr MEZ empfing das Europäische Weltraumkontrollzentrum der ESA in Deutschland über die Bodenstation Inuvik in Kanada das wichtige Signal, das anzeigt, dass Sentinel-6B funktionsfähig ist.

Sentinel-6B soll das Erbe von Sentinel-6 Michael Freilich fortsetzen, der im November 2020 gestartet wurde. Die Sentinel-6-Mission dient als weltweit wichtigste Referenzmission für satellitengestützte Messungen der Meeresoberflächenhöhe.
Die kontinuierliche Aufzeichnung von Beobachtungen begann in den frühen 1990er Jahren mit dem französisch-amerikanischen Satelliten Topex-Poseidon und wurde mit der Jason-Serie von Satellitenmissionen fortgesetzt.
Da der Anstieg des Meeresspiegels ganz oben auf der globalen Agenda steht, haben zahlreiche Organisationen daran gearbeitet, Copernicus Sentinel-6 zur Referenzmission mit dem höchsten Standard für die Erweiterung der Aufzeichnungen von Messungen der Meeresoberflächenhöhe zu machen – mit Daten, die präziser sind als je zuvor.

Obwohl Sentinel-6 Teil der Copernicus-Missionen der Europäischen Union ist, ist es das Ergebnis einer außergewöhnlichen internationalen Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Kommission, der ESA, der NASA, Eumetsat und der NOAA, mit zusätzlicher Unterstützung durch die französische Weltraumagentur CNES.
Simonetta Cheli, Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme der ESA, sagte: „Die Zusammenarbeit zwischen den Partnern ist für eine Mission wie Sentinel-6 von entscheidender Bedeutung, und mein Dank gilt allen, die an der Entwicklung, dem Start und dem Betrieb dieses außergewöhnlichen Satelliten beteiligt sind, der in die Fußstapfen des ersten Sentinel-6, Michael Freilich, tritt.

„Diese Leistung zeigt, was erreicht werden kann, wenn internationale Behörden und Industrieunternehmen gemeinsam auf ein gemeinsames Ziel hinarbeiten. Sentinel-6B wird dafür sorgen, dass wir weiterhin die hochpräzisen Daten sammeln können, die wir benötigen, um unser sich wandelndes Klima zu verstehen, unsere Ozeane zu schützen und Entscheidungen zu unterstützen, die Küstengemeinden auf der ganzen Welt schützen.“
Copernicus Sentinel-6 kartiert nicht nur die Höhe der Meeresoberfläche, um langfristige Veränderungen zu verstehen, sondern liefert auch Daten für praktische „operative“ Anwendungen. So misst die Mission beispielsweise die signifikante Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit, Daten, die für nahezu Echtzeit-Ozeanvorhersagen verwendet werden.
Tatsächlich liefert die Satellitenaltimetrie die umfassendsten Messungen des Zustands der Ozeane, die derzeit verfügbar sind.
Die Sentinel-6-Satelliten sind mit einem Altimeter ausgestattet, der die Zeit misst, die Radarimpulse benötigen, um zur Erdoberfläche und wieder zurück zum Satelliten zu gelangen. In Kombination mit präzisen Satellitenortungsdaten liefern Altimetriemessungen die Höhe der Meeresoberfläche.

Das Instrumentenpaket der Satelliten umfasst auch ein fortschrittliches Mikrowellenradiometer der NASA. Wasserdampf in der Atmosphäre beeinflusst die Geschwindigkeit der Radarimpulse des Höhenmessers – und damit die Schätzungen der Höhe der Meeresoberfläche.
Das fortschrittliche Mikrowellenradiometer berücksichtigt diesen Wasserdampf, um die Genauigkeit der Messungen zu gewährleisten.
Sentinel-6B wird derzeit von der Missionskontrolle der ESA in Deutschland betreut, wo das Team den Satelliten durch die „Start- und frühe Umlaufbahnphase“ begleitet. Nach Abschluss dieser Phase wird die Kontrolle über den Satelliten an Eumetsat übergeben.

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• Sentinel-6B auf Falcon 9

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Quelle: Fraunhofer IAF 16. September 2024.

16. September 2024 – Das hochmoderne Mikrowellenradiometer an Bord des Satelliten enthält vier rauscharme Verstärker des Fraunhofer IAF mit weltweit führender InGaAs-mHEMT-Technologie. Auf der EuMW 2024 in Paris präsentiert das Freiburger Institut vom 24. bis zum 26. September Ausstellungsexemplare der im AWS verbauten Verstärker ebenso wie weitere Hochfrequenzelektronik aus den Anwendungsbereichen Satellitenkommunikation, Mobilfunk oder Tieftemperatur-Messtechnik.

Der Arctic Weather Satellite (AWS) der Europäischen Raumfahrtorganisation (European Space Agency, ESA) wurde am 16. August 2024 auf die Reise zu seiner polaren Umlaufbahn in 600 km Höhe über der Erde geschickt. Mit an Bord: Vier rauscharme Verstärker (low-noise amplifiers, LNAs) des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF aus Freiburg. Sie bilden wesentliche Bestandteile des passiven Mikrowellenradiometers, mit dem der AWS Temperatur und Feuchtigkeit in der Arktis so präzise wie nie zuvor misst. Dies soll dazu beitragen, sowohl die Arktis als auch den Klimawandel, der in ihr besonders sichtbar wird, besser zu verstehen. Ist die Mission erfolgreich, plant die ESA eine weltumspannende Konstellation aus baugleichen Kleinsatelliten in das Weltall zu bringen, um im globalen Maßstab präzisere und kurzfristigere Wettervorhersagen (›Nowcasting‹) sowie Klimabeobachtungen zu ermöglichen.

Die Aufgabe von LNAs in technischen Systemen besteht darin, die Qualität eingehender Signale zu verbessern. Wie ihr Name schon sagt, verstärken sie schwache Signale und verursachen dabei möglichst geringe störende Hintergrundgeräusche (Rauschen), damit Signale leichter erkannt und analysiert werden können. Auf diese Weise erhöhen LNAs die Empfindlichkeit von Systemen.

»Je leistungsfähiger ein rauscharmer Verstärker ist, desto genauer und zuverlässiger kann ein System Daten erheben. Bei der satellitenbasierten Erdbeobachtung spielen sie eine große Rolle, da die Mikrowellenstrahlung, die das Satellitenradiometer erreicht, sehr schwach ist«, erläutert Dr. Fabian Thome, Stellvertretender Geschäftsfeldleiter Hochfrequenzelektronik am Fraunhofer IAF. »Es ist eine großartige Bestätigung und Motivation, dass wir mit unseren LNAs zur besseren Erforschung der Arktis und ihrer Auswirkungen auf das Weltklima beitragen können.«

Fraunhofer IAF trägt LNAs für Frequenzbereiche um 54, 89 und 170 GHz zum AWS-Radiometer bei
Das Mikrowellenradiometer des AWS besteht aus einer Drehantenne, die die von der Erdoberfläche ausgehende natürliche Mikrowellenstrahlung aufnimmt und an vier Hornantennen sowie vier Empfänger weiterleitet. Antenne und Empfänger gehören jeweils zu einer von vier Gruppen aus insgesamt 19 Kanälen, die zusammen ein Frequenzspektrum von 50 bis 325 GHz abdecken: Acht Kanäle mit Frequenzen von 50 bis 58 GHz messen die Temperatur, ein Kanal mit 89 GHz erkennt Wolken, ein weiterer bei 165,5 GHz sowohl Wolken als auch Feuchtigkeit, fünf Kanäle zwischen 176 und 182 GHz sind nur für die Feuchtigkeit zuständig, während zuletzt vier Kanäle bei 325 GHz plus/minus 1,2 bis 6,6 GHz Feuchtigkeit messen sowie ebenfalls Wolken erfassen. Mit dieser technischen Ausstattung ist es dem Radiometer möglich, hochauflösende vertikale Feuchtigkeits- und Temperaturprofile unter allen Wetterbedingungen zu erstellen.

Das Fraunhofer IAF hat insgesamt vier LNAs für drei der vier Kanalgruppen bereitgestellt: ein Modul für den Frequenzbereich um 54 GHz, zwei identische Module für 89 GHz, die für eine größere Gesamtverstärkung in Reihe geschaltet wurden, und ein Modul für den 170-GHz-Bereich. Die Forschenden haben bewährte Technologien auf Basis des Verbindungshalbleiters Indiumgalliumarsenid (InGaAs) weiterentwickelt und auf ihrer Grundlage metamorphe Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (metamorphic high-electron-mobility transistors, mHEMTs) für monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen (monolithic microwave integrated circuits, MMICs) realisiert.

Weltweit führende InGaAs-mHEMT-Technologie für LNA-MMICs
»Bei der Entwicklung von Transistoren und Schaltungen für satellitengestützte Radiometrie-Systeme ist das Fraunhofer IAF weltweit führend. Unsere Module definieren in vielen Leistungsbereichen den aktuellen Stand der Technik«, betont Thome. Dies zeigt sich auch am Beispiel der Module für das AWS-Radiometer: In Tests hat der LNA für den Frequenzbereich um 54 GHz bei einer Verstärkung von 31 bis 28 dB eine Rauschzahl von 1,0 bis 1,2 dB erreicht und verbessert damit deutlich den Stand der Technik. Die anderen AWS-LNAs bewegen sich mit Rauschzahlen von 1,9–2,3 dB bei 23–25 dB Verstärkung (89 GHz) und 3,3–4,1 dB bei 25–30 dB Verstärkung genau im Bereich des aktuellen Stands der Technik (John et al. 2023).

Bei der Entwicklung der Module arbeiteten die Forschenden eng mit dem direkten Auftraggeber ACC Omnisys (AAC Clyde Space) aus Schweden zusammen, der das Radiometersystem für OHB Sweden und die ESA gebaut hat. Bei der Entwicklung und Fertigung der Module konnte das Fraunhofer IAF seine Forschungsinfrastruktur und das Know-how seiner Mitarbeitenden entlang der gesamten Wertschöpfungskette zum Einsatz bringen: Teams aus den Bereichen Mikroelektronik, Epitaxie, Technologie und Feinmechanik haben eng zusammengearbeitet und vom Schaltungsentwurf über Materialwachstum, -bearbeitung und -messung sowie Prozessierung, Vereinzelung, Aufbautechnik bis hin zum Modulbau und der -integration alle wesentlichen Schritte bis zum einsatzbereiten LNA-Module am Fraunhofer IAF durchgeführt. Eine erste Qualifikation der Module für den Einsatz im Weltall fand ebenfalls am Institut statt, bevor die Hardware für die Receiver-Integration übergeben wurde.

AWS und EPS-Sterna: Mit New Space zu präziseren Wettervorhersagen, Nowcasting und Klimabeobachtung
Die Mission des AWS besteht darin, erstmals genauere Wetterdaten für die Arktis zu ermitteln, die kurzfristige Vorhersagen für die Polarregion ermöglichen – bis hin zum sogenannten Nowcasting, das Vorhersagen für die nächsten Stunden bezeichnet. Da die Arktis das weltweite Wetter stark beeinflusst, ermöglichen die Daten auch bessere globale Wettervorhersagen. Das gilt auch für das Klima: Der Klimawandel schreitet in der Arktis schneller voran als in anderen Regionen der Welt. Zugleich wirken sich Veränderungen in der Arktis aufgrund von Rückkopplungseffekten auf das Weltklima aus.

Im Erfolgsfall soll eine ganze Konstellation von baugleichen Kleinsatelliten dem AWS folgen: das EUMETSAT Polar System – Sterna (EPS-Sterna). Geplant ist, immer sechs Satelliten zur gleichen Zeit auf drei verschiedenen Erdumlaufbahnen langfristige Wetterdaten der Polarregionen erheben zu lassen. Das Satellitenset wird dreimal erneuert, so dass insgesamt 18 Satelliten zum Einsatz kommen. Zwei Satelliten sind als Ersatz eingeplant. 2029 soll der erste von sechs EPS-Sterna-Satelliten starten.

Mit diesem Vorhaben verfolgt die ESA erstmals den New-Space-Ansatz, der sich dadurch auszeichnet, dass Projekte in kürzester Zeit mit deutlich geringerem Ressourceneinsatz durchgeführt werden. Im Fall des AWS, dessen Gesamtmasse nur 150 kg beträgt, vergingen vom Projekt- bis zum Raketenstart nur drei Jahre, in denen ein Bruchteil der Kosten verglichen mit früheren Projekten anfiel. Weitere Vorteile von New Space bestehen in der größeren Resilienz von Konstellationen – der Ausfall eines Satelliten im Verbund kann kompensiert bzw. schnell und günstig ersetzt werden – und in der Flexibilität von Missionen, die bei Bedarf ohne großen Ressourceneinsatz verlängert oder verkürzt werden können.

Fraunhofer IAF auf der EuMW 2024
Vom 24. bis zum 26. September 2024 präsentiert das Fraunhofer IAF Ausstellungsexemplare der im AWS-Radiometer verbauten LNA-Module ebenso wie weitere Hochfrequenzelektronik aus den Anwendungsbereichen Satellitenkommunikation, Mobilfunk oder Tieftemperatur-Messtechnik auf der diesjährigen European Microwave Week (EuMW) in Paris (Stand: 202K).

Forschende sind außerdem mit folgenden Themen im Konferenzprogramm vertreten:

Sonntag, 22.9., 8:30–12:20 Uhr, WS09 EuMC, Raum 725–726
Dr. Laurenz John: »THz circuit and front-end developments based on InGaAs-channel mHEMT devices«

Montag, 23.9., 8:30 Uhr, EuMIC03, Raum E04
Dr. Axel Tessmann: »High-Gain 664 GHz Low-Noise Amplifier Modules Based on Advanced InGaAs HEMT Technologies«

Montag, 23.9., 16:50 Uhr, EuMIC14-3, Raum E02
Dr. Philipp Neininger: »mm-Wave GaN Varactors and E-/W-Band Phase Shifter«

Am Mittwoch, den 25. September, können Studierende und Berufseinsteigende aus dem Fachbereich Mikrowellentechnologie das Fraunhofer IAF zudem beim Young Professionals’ Career Event kennenlernen, das von 12 bis 15 Uhr in Halle 7.3 der Paris Expo Porte de Versailles stattfindet. Die Teilnahme ist kostenlos. Ab 19 Uhr findet im Chalet du Lac (avenue Anna Politovskaïa, 75012 Paris) die dazugehörige Career Party statt. Tickets dafür erhalten Interessierte beim Nachmittagsevent.

Über das Fraunhofer IAF
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF ist eine der weltweit führenden Forschungseinrichtungen auf den Gebieten der III/V-Halbleiter und des synthetischen Diamanten. Auf Basis dieser Materialien entwickelt das Fraunhofer IAF Bauelemente für zukunftsweisende Technologien, wie elektronische Schaltungen für innovative Kommunikations- und Mobilitätslösungen, Lasersysteme für die spektroskopische Echtzeit-Sensorik, neuartige Hardware-Komponenten für Quantencomputer sowie Quantensensoren für industrielle Anwendungen. Mit seinen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten deckt das Freiburger Forschungsinstitut die gesamte Wertschöpfungskette ab – angefangen bei der Materialforschung über Design und Prozessierung bis hin zur Realisierung von Modulen, Systemen und Demonstratoren. https://www.iaf.fraunhofer.de

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• AWS – Arctic Weather Satellite

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Quelle: DLR 29. August 2024.

29. August 2024 – Deutschland wird heute ein hochmodernes Messinstrument, das Multispektralradiometer „METimage“ an die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten EUMETSAT und die Europäische Weltraumorganisation ESA ausliefern. Es misst insbesondere Wolken, Eisbedeckung, Oberflächentemperaturen von Land und Ozeanen, Vegetation und Bränden in einer bisher nicht möglichen Genauigkeit und trägt damit zu präziseren Klima- und Wettervorhersagen bei. Das erste Flugmodell hat einen Wert von rund 300 Millionen Euro. Es handelt sich dabei um den deutschen Beitrag zu einem internationalen Programm von EUMETSAT, das 2025 starten soll. Die Entwicklung und der Bau wurden von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemanagt und vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr zusammen mit EUMETSAT finanziert. Das Instrument wurde von Airbus in Friedrichshafen entwickelt und gefertigt. Zwei weitere Flugmodelle befinden sich noch im Bau.

„Mit METimage setzt Deutschland neue Maßstäbe in der Erdbeobachtung und Wettervorhersage. Dieses Instrument verkörpert deutsche Spitzentechnologie und wird einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Klimamodellen und Wettervorhersagen weltweit leisten. Damit können künftig extreme Wetterereignisse präziser erkannt und Menschen frühzeitig gewarnt werden. METimage ist ein Paradebeispiel dafür, wie Investitionen in Raumfahrttechnologie direkte Vorteile für unseren Alltag und unsere Zukunft bringen.“ – Dr. Volker Wissing, Bundesminister für Digitales und Verkehr

„Wir leben in einer Dekade zunehmender Starkwetterereignisse. In diesen turbulenten Zeiten des Klimawandels sind wir alle auf präzise Erdbeobachtungs- und Wetterinformationen angewiesen. Dabei spielen Satelliten eine Schlüsselrolle, denn unsere tägliche Wettervorhersage besteht zu rund 85 Prozent aus Satellitendaten. METimage wird in Zukunft entscheidend dazu beitragen, dass unsere Wettervorhersage noch präziser wird. Gleichzeitig wird METimage wichtige Daten für die globalen Klimamodelle liefern, um die richtigen Maßnahmen gegen die Auswirkungen des Klimawandels einzuleiten.“ – Dr. Walther Pelzer, Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR

Revolutionäre Technologie für präzise Messungen
METimage operiert aus 830 Kilometer Höhe und scannt alle 1,7 Sekunden einen 2.670 Kilometer breiten Bodenstreifen mit einer Auflösung von 500 Meter pro Bildpunkt. Dies wird durch einen rotierenden Spiegel ermöglicht, der die gesamte Erdoberfläche innerhalb eines Tages abtastet. Neben Detektoren, die im sichtbaren Spektralbereich arbeiten, sind Infrarotdetektoren verbaut, die bei Temperaturen unter minus 200 Grad Celsius betrieben werden. METimage nimmt hierdurch 20 verschiedene Spektralkanäle in einem Bereich von 443 Nanometern bis 13.345 Mikrometern auf. Sowohl in Bezug auf die Anzahl der spektralen Kanäle, als auch auf die geometrische Auflösung, stellt dies eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem US-amerikanischen Vorgängermodellen AVHRR („Advanced Very High Resolution Radiometer“) dar, die unter anderem auf den Satelliten Metop-A und Metop-B geflogen sind.

Dank dieser Technik kann METimage Wolken, Wasserdampf und Aerosole, Land- und Ozeanoberflächentemperaturen sowie Eisbedeckung, Vegetation und auch Brände hochgenau messen. Dank der hochwertigen METimage-Bilddaten wird es Expertinnen und Experten weltweit möglich sein, deutliche Verbesserungen für die Wetter- und Klimavorhersage zu erzielen.

Langfristiges Engagement für globale Wetterbeobachtung
METimage spielt eine zentrale Rolle auf den Satelliten Metop-SG (Second Generation), des Programms EUMETSAT Polar System – Second Generation (EPS-SG), wovon der erste 2025 starten soll. EPS-SG hat das Ziel, neue und bessere globale Wetter- und Klimadaten zu liefern. Hierzu werden die Metop-SG-Satelliten die Erde auf polaren Umlaufbahnen umkreisen. Diese Informationen sollen die Wettervorhersagen in Europa und weltweit bis zu zehn Tage im Voraus verbessern. Das Programm hat eine geplante Laufzeit von 24 Jahren und wird durch drei identische Satellitenpaare abgedeckt werden. METimage ist der deutsche Beitrag zum Programm. Das Instrument wird für alle drei Satellitengenerationen hergestellt und verbaut werden.

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• EUMETSAT

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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

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Quelle: DLR.

DLR, 21. Dezember 2022. Die Marsmission InSight ist Geschichte. Am 20. Dezember 2022 erklärte die NASA die Mission für beendet. Das Missionskontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien hatte zuvor zweimal erfolglos versucht den Lander über Relaissatelliten im Marsorbit zu erreichen. Dies bedeutet mit großer Wahrscheinlichkeit, dass InSights solarbetriebene Batterien nicht mehr genug Strom liefern, ein Zustand, den Ingenieure als „Dead Bus Mode“ bezeichnen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) war mit Messinstrumenten und einem Wissenschaftsteam an der Landemission beteiligt. InSight war die erste rein geophysikalische Marsmission. Der letzte Funkkontakt mit der Erde fand am 15. Dezember statt.

InSight nutzt Sonnenenergie zum Aufladen der Batterien, was aktuell aufgrund der verstaubten Solarpaneele nicht mehr ausreichend möglich ist. Falls der Wind die Solarpaneele reinigt und doch nochmals ein ausreichender Ladestand erreicht wird, würde sich InSight wieder hochfahren und zu kommunizieren versuchen. Dann wäre ein weiterer Kontakt möglich und sogar eine Wiederaufnahme des Betriebs. Wegen der zunehmenden Staubablagerung auf den Solarpanelen ist dies aber unwahrscheinlich.

„Es ist immer wieder bedauerlich, wenn eine Planetenmission, auf die man sich mehr als ein Jahrzehnt vorbereitet und dann Jahre lang betrieben hat, schließlich keine Messdaten mehr liefert“, blickt Prof. Dr. Heike Rauer, Direktorin des Berliner DLR-Instituts für Planetenforschung auf InSight zurück. „Auf der anderen Seite überwiegt absolut das Positive: Die wissenschaftlichen Früchte der Vorbereitung und Planung konnten geerntet werden. Wir haben so viel über den inneren Aufbau des Mars gelernt und nutzen dies auch für das Verständnis der anderen erdähnlichen Körper im Sonnensystem. Unsere Planetengeophysiker ziehen letztlich viele wichtige Erkenntnisse aus den Messungen.“

Das Missionsende zeichnete sich im Verlauf der letzten Monate ab und kam nicht überraschend. Mit mehr als vier Jahren übertraf die Missionsdauer die Erwartungen um das Doppelte. InSight (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) war seit 1976 die achte Landemission der NASA auf den Mars und die erste, die sich fast ausschließlich geophysikalischen Untersuchungen widmete. Die Solarpanele waren so dimensioniert, dass sie trotz Staubablagerung genug Energie für die ursprünglich geplante Lebensdauer von einem Marsjahr (zwei Erdenjahre) liefern würden. Am Ende reichte es sogar für die Verlängerung der Missionsdauer um ein zweites Marsjahr.

Das meiste, aber nicht alles gelang wie geplant

Im Vordergrund dieser besonderen Mission standen Messungen des Wärmehaushalts und der seismischen Aktivität im Inneren des Planeten, um wichtige Informationen über seinen Aufbau, den Fluss von Wärme von Kern und Mantel an die Oberfläche und davon abgeleitet über die thermische Entwicklung des Planeten zu gewinnen. Hauptinstrumente für diese Messungen waren das vom DLR beigestellte Wärmeflussexperiment HP3 (Heatflow and Physical Properties Package) und das von der französischen Weltraumorganisation CNES entwickelte Seismometer SEIS (Seismic Experiment for Interior Structures). Es ist die NASA-Marsmission mit dem mit Abstand bedeutendsten europäischen Beitrag bislang. NASA -Wissenschaftsdirektor Dr. Thomas Zurbuchen würdigte die Mission als großen Erfolg.

Roboterarm hilft Maulwurf unter die Oberfläche

Zwar lieferte der „Marsmaulwurf“ HP3 des DLR nicht vollständig die erwarteten Messungen (hier im Logbuch des Principal Investigators, Prof. Dr. Tilman Spohn, dem früheren Direktor des DLR-Instituts für Planetenforschung, nachzulesen), weil die Wärmeflusssonde nicht so tief wie erforderlich in den Boden vordringen konnte. Die Wärmeflusssonde HP3 mit dem „Mole“, dem „Marsmaulwurf“, hat das Team mehr als zwei Jahre lang in Atem gehalten. Ursprünglich sollte der Mole in eine Tiefe von fünf Metern vordringen und ein Messkabel mit Temperatursensoren hinter sich herziehen. „Damit hätten wir messen können, wie die Temperatur mit der Tiefe ansteigt. Mit Hilfe der beim Eindringen des Maulwurfs gemessenen Wärmeleitfähigkeit hätten wir direkt den Wärmestrom aus dem Inneren des Mars bestimmen können“, erläutert Prof. Tilman Spohn. „Diese Größe hätte uns geholfen, die Entwicklung des Mars von einem heißen Ursprung zu seinem heutigen, fast kalten Zustand einzuordnen.“

Der Marsmaulwurf, der als selbst hämmernde Sonde für den bekannten lockeren, sandigen Boden anderer Missionen entwickelt wurde, konnte in dem unerwartet harten Boden um InSight herum keinen Halt finden. Das Instrument war schließlich in der Lage, seine 40-Zentimeter-Sonde knapp unter der Oberfläche zu vergraben und dabei immerhin wertvolle Daten über die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Marsbodens zu sammeln. „Diese Daten werden sehr hilfreich für die zukünftige Erkundung des Mars durch Menschen oder Roboter sein, die versuchen, im Mars-Untergrund zu graben“, so Prof. Tilman Spohn weiter. Dass der Maulwurf sich schließlich eingraben konnte, ist einer Teamleistung der Ingenieure von JPL und DLR zu verdanken. Sie setzten den Roboterarm des Landers auf kreative Weise ein, um dem Mole zusätzlichen Halt zu geben. Der Arm und seine kleine Schaufel waren in erster Linie dazu gedacht, wissenschaftliche Instrumente auf der Marsoberfläche abzusetzen. Schließlich halfen diese aber sogar dabei, InSights Solarpaneele etwas vom Staub zu befreien, als die Energie abnahm.

Das Seismometer lieferte bahnbrechende Daten

Beim Experiment SEIS indes waren die Aufzeichnungen von sich durch die Marskruste ausbreitenden Bebenwellen von enormem wissenschaftlichem Wert. Es wurden zwischen Anfang 2019 bis Missionsende seismische Wellen von mehr als 1300 „Ereignissen“, also Erschütterungen des Marsbodens, aufgezeichnet. Darunter hauptsächlich von Marsbeben , die sich an unterschiedlichen Orten in der Marskruste bei der Entladung tektonischer Spannungen ereignet haben, aber auch von wenigen Bebenwellen, die durch den Einschlag von Asteroiden ausgelöst wurden: Dabei konnte sogar der Ort der Einschläge rekonstruiert und in mehreren Fällen durch Fotos des Mars Reconnaissance Orbiter bestätigt werden, wobei die beiden größten Krater mehr als 100 Meter Durchmesser hatten.

Vor allem die tektonisch verursachten Marsbeben lieferten wichtige Hinweise zum Aufbau des Roten Planeten . Durch Reflexionen von Wellen an der Grenze zwischen festem Gesteinsmantel und flüssigem Kern konnte die Größe des Marskerns endlich genau bestimmt werden. Sein Durchmesser beträgt zwischen 3600 und 3700 Kilometer, was am oberen Ende des vor der Mission geschätzten Größe liegt. Zum Vergleich: Der Gesamtdurchmesser des Mars beträgt knapp 6800 Kilometer. Durch den Kern hindurch gelaufene seismische Wellen geben Hinweise auf seine innere Struktur und Zusammensetzung. Auch die ergänzenden Hilfsinstrumente an Bord lieferten wichtige Daten, wie beispielsweise das zu HP3 gehörende DLR-Radiometer RAD, das den täglichen Verlauf der Oberflächentemperatur durch Messung der Infrarotabstrahlung aufzeichnete. Damit konnten wichtige Daten zur Charakterisierung der thermischen Eigenschaften des Marsbodens gesammelt werden.

Geduld gefragt: Beben nur im Marssommer

Nach Inbetriebnahme des Seismometers Anfang 2019 wurde zunächst einige Wochen lang kein einziges Marsbeben in den Aufzeichnungen entdeckt – sehr zur Beunruhigung des InSight-Teams. „Wir haben schon Berechnungen drüber angestellt, was es für unsere Theorien bedeuten würde, keine Beben zu registrieren“, erinnert sich Dr. Martin Knapmeyer, Seismologe im DLR-Institut für Planetenforschung und am SEIS-Experiment beteiligt, an eine „gewisse Nervosität“ in den ersten Missionswochen 2019. „Als es dann viel später doch noch losging, wurde klar, dass im lokalen Winter, in dem InSight landete, das Rauschen des Windes alle Signale von Marsbeben überdeckte. Wir konnten dann am DLR obendrein nachweisen, dass die Häufigkeit von Marsbeben im Winter tatsächlich geringer ist als im Sommer.“

Später, an ‚lauen‘ Frühlings- und Sommerabenden in der Landeregion Elysium Planum, herrschte fast Windstille, so dass vorwiegend zwischen Sonnenuntergang und Mitternacht ideale Messbedingungen gegeben waren und letztlich die mehr als 1300 Marsbeben registriert werden konnten. Viele davon fanden in der Region Cerberus Fossae statt, 1500 Kilometer von InSight entfernt. Das entspricht etwa der Entfernung zwischen Köln und dem Ätna auf Sizilien. Im Gebiet von Cerberus Fossae fanden die letzten vulkanischen Aktivitäten vor weniger als 200.000 Jahren statt, und die beobachteten Beben weisen Eigenschaften auf, wie man sie aus vulkanischen Regionen der Erde kennt, beispielsweise auch der Eifel. „Allerdings bedeutet dies nicht, dass hier in nächster Zeit mit einem neuen Vulkanausbruch zu rechnen ist“, ordnet Knapmeyer die Messungen ein.

Endlich Zahlenwerte für die Krustendicke des Mars

Aus der Untersuchung von Variationen im Schwerefeld des Mars, welche die Umlaufbahnen von Orbitern um Winzigkeiten in ihrer Flughöhe verändern, war lange bekannt, dass die Marskruste eine regional unterschiedliche Dicke aufweist. Seit Jahrzehnten wurde angestrebt, mit seismischen Messungen nicht nur die relative, sondern auch die absolute Dicke der Kruste zu messen. Mit InSight ist dies nun gelungen, zunächst nur für den Landeplatz selber. Durch die Registrierung von Oberflächenwellen von einigen der stärkeren Marsbeben wurde es aber auch möglich, die Krustendicke entlang des Weges dieser Wellen zu ermitteln. „Damit können an die ‚Höhenlinien‘ der Krustendicke nun endlich auch Zahlen drangeschrieben werden“, stellt Martin Knapmeyer ein weiteres wichtiges Ergebnis der Mission heraus. Die mittlere Dicke der Kruste liegt zwischen 24 und 72 Kilometern, womit diese etwas dünner ist als frühere, indirektere Untersuchungen ergeben haben.

Vielfältige Missionen am Mars

Aktuell sind auf der Marsoberfläche nun noch drei Missionen aktiv: Die NASA-Rover Curiosity (2012 gelandet) im Krater Gale und der 2021 im Krater Jezero angekommene Marsrover Perseverance, sowie die chinesische Mission Tianwen 1 mit Rover Zurong und Landestation. In der Marsumlaufbahn befinden sich die NASA-Sonde Mars 2001 Odyssey (seit 2001), der Orbiter Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA (seit 2003) mit der DLR-Stereokamera HRSC, der NASA-Mars-Reconnaissance-Orbiter (seit 2006), der NASA-Atmosphärenorbiter MAVEN (seit 2014), der ExoMars Trace Gas Orbiter der ESA (seit 2016) und der Orbiter der chinesischen Tianwen-1-Mission (seit 2021) sowie der Orbiter Al-Amal der Vereinigten Arabischen Emirate (seit 2021).

Über die Marsmission InSight

Die Mission InSight wurde vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Die Raumfahrtagentur im DLR hat mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert. Forschende des DLR sind an der Auswertung der SEIS-Daten beteiligt. Insbesondere hat das DLR das Experiment HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) mit dem „Marsmaulwurf“ beigesteuert, dessen Kommandierung durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln erfolgte.

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• InSight auf Atlas V 401

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Quelle: ESA.

3. August 2021 – Die vorliegende Karte enthält Daten des Radiometers für die Meeres- und Landoberflächentemperatur der Copernicus-Sentinel-3-Mission. Während Wettervorhersagen auf prognostizierte Lufttemperaturen zurückgreifen, misst der Satellit die tatsächliche Energiemenge, die von der Erde ausgeht – daher stellt diese Karte die tatsächliche Temperatur der Landoberfläche besser dar.

Auf der Karte ist die Temperatur der Landoberfläche am 2. August 2021 dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, dass in der Türkei und in Zypern die Oberflächentemperaturen erneut mehr als 50°C erreicht haben.

Eine am 2. Juli 2021 veröffentlichte Karte gibt nahezu die gleiche Situation wieder. Der Mittelmeerraum leidet seit einigen Wochen unter einer Hitzewelle, die zu zahlreichen Waldbränden geführt hat. In der Türkei zum Beispiel wird von den schlimmsten Bränden seit mindestens zehn Jahren berichtet.

Die Copernicus Sentinel-3-Satelliten verfügen zudem über kameraähnliche Instrumente, mit denen die Rauchschwaden der Brände in der Türkei am 30. Juli 2021 aufgenommen wurden.

Copernicus ist ein Gemeinschaftsvorhaben der Europäischen Kommission und der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Es stellt ein weitreichendes Programm zur Sammlung, Aufbereitung und gezielten Auswertung von Fernerkundungsdaten der Erde dar.

Ziel ist es, den aktuellen Zustand unseres blauen Planeten kontinuierlich zu erfassen und die Daten über Ozeane, Landoberflächen, die Atmosphäre und den Klimawandel zeitnah zur Verfügung zu stellen. Die sechs verschiedenen Sentinel-Missionen sind in sechs „Kerndienste“ gebündelt. Nachfolgend finden Sie weitere missionsbezogene Informationen.

Über die Europäische Weltraumorganisation

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.

Sie ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und weltweit zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied. Slowenien, Lettland und Litauen sind assoziierte Mitglieder

Die ESA arbeitet förmlich mit fünf anderen EU-Mitgliedstaaten zusammen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit Eumetsat bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

Mehr über die ESA erfahren Sie unter www.esa.int.

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

Zuletzt arbeitete das AMSR-E für „Advanced Microwave Scanning Radiometer – EOS“ genannte Instrument rund drei Jahre in einem Modus, bei dem der Teil des Instruments mit dem Antennenträger und der daran zuoberst angebrachten großen Reflektorschüssel mit einem Durchmesser von 1,6 Metern zwei Umdrehungen pro Minute absolvierte. Die Abschaltung des Instruments erfolgte am 4. Dezember 2015. Gegen 10:45 Uhr MEZ kam das Instrument zum Stillstand. Der Einsatz von Aqua indes geht weiter, das AMSR-E will man aber nicht mehr aktivieren.

Aqua gehört zu einer Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten mit der Bezeichnung EOS. EOS steht für „Earth Observing System“ und bedeutet schlicht System zur Erdbeobachtung.

Der Satellit war am 4. Mai 2002 von der Luftwaffenbasis Vandenberg (VAFB) an der Westküste der USA aus gestartet worden. Entsprechend seiner Namensgebung ist Aqua zur Untersuchung der Phänomene auf der Erde und in der Atmosphäre gedacht, bei denen Wasser eine Rolle spielt.

Um seinen Aufgaben gerecht zur werden, wurde der Satellit mit sechs hochentwickelten Instrumenten ausgestattet. Sie erlauben es, die Niederschlags- und Verdunstungsprozesse des globalen Wasserkreislaufs mit hoher Genauigkeit zu beobachten.

Von den mit Hilfe des Satelliten gewonnenen Daten verspricht man sich insbesondere Aufschluss darüber, ob die Geschwindigkeit des Wasserkreislaufs im Zuge des weltweiten Klimawandels ansteigt.

Das AMSR-E an Bord von Aqua ist eine Weiterentwicklung des Radiometers AMSR des Erdbeobachtungssatelliten Advanced Earth Observing Satellite-II (ADEOS-II). Das passive Mikrowellen-Radiometer mit einer Masse von rund 324 Kilogramm wurde von der Japanischen Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) entworfen und zur Verfügung gestellt. Die Herstellung des Instruments oblag der Mitsubishi Electric Corporation (MELCO).

Bei seinem Entwurf war dem Instrument eine Auslegungsbetriebsdauer von sechs Jahren zugedacht worden. Es war jedoch erheblich länger in der Lage, von der Erde oder der Atmosphäre abgestrahlte ausgesprochen schwache Radiowellen zu erfassen und versorgte nicht nur Klimaforscher mit nachgefragten Daten, sondern lieferte Informationen für eine ganze Reihe praktischer Anwendungsfelder.

Mit Informationen des Instruments arbeitet eine Anzahl von ozeanographischen Institutionen und Wetterbehörden rund um den Globus. Darunter sind die nationale US-amerikanische Wetterbehörde (US National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA), das europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (European Centre for Medium-range Weather Forecasts, ECMWF), der kanadische Eisinformationsdienst (Canadian Ice Service, CIS) und das Institut für Meereskunde der Universität Hamburg.

Daten vom AMSR-E ermöglichten es beispielsweise, die Genauigkeit von Wettervorhersagen der Japanischen Wetteragentur zu verbessern. Außerdem waren sie unter anderem bei der Bestimmung der Zentren von Wirbelstürmen nützlich. Bei der Erstellung eines täglichen Datensatzes mit globalen Informationen zu Oberflächentemperaturen der Weltmeere fanden die Messungen des AMSR-E ebenfalls Eingang,

Berichten aus Japan zufolge ermöglichten Daten des Instruments einen effizienteren Einsatz der Fischereiflotte, da diese über das Informationszentrum für die Fischereiindustrie rasch über sich verändernde Wetterbedingungen auf dem Meer unterrichtet werden konnte.

Am 3. Oktober 2011 hatte die Rotation des Antennenträgers des AMSR-E eine Grenze von 40 Umdrehungen pro Minute unterschritten. Weil Vibrationen auch eine Rotation in einem Modus mit vier Umdrehungen pro Minute nicht zuließen – der Betrieb der übrigen Beobachtungsinstrumente wäre über ein tolerierbares Maß hinaus gestört worden – wurde die Rotation schließlich vollständig eingestellt und das Instrument schaltete sich automatisch aus.

Prinzipiell ist es möglich, mit ausreichend hoher elektrische Leistung eine kontrollierte Rotation auch bei wegen Schmiermittelverlust gestiegenem Getriebewiderstand herzustellen. Eine Leistungserhöhung über eine bestimmte Grenze hinaus ließen die Satellitensysteme vernünftigerweise jedoch nicht zu, um den Satelliten als Ganzes nicht zu gefährden. Eine Gefahr wäre ein Zerleger des Getriebesatzes, in dessen Folge der Satellit zum Beispiel ins Taumeln gerät.

Spezialisten der JAXA entwickelten zusammen mit Ingenieuren der NASA einen Betriebsmodus für das AMSR-E, der bei langsamer Rotation einen wieder nutzbringenden Einsatz des Instruments ermöglichen sollte. Ab dem 4. Dezember 2012 lief das Instrument dann mit zwei Umdrehungen pro Minute.

Obschon es wegen der geringen Rotationsgeschwindigkeit nur möglich war, kleine Bereiche der Erde abzutasten, lohnte sich der Einsatz, weil er zusätzlich Möglichkeiten zur Datengewinnung für die Kalibrierung eines Radiometers an Bord eines anderen Satelliten erlaubte.

Das Radiometer AMSR2 an Bord des seit dem 18. Mai 2012 die Erde umkreisenden japanischen Erdbeobachtungssatelliten SHIZUKU alias GCOM-W setzt die Arbeit des AMSR-E fort. Die zusätzliche Kalibrierungsmöglichkeit sorgte für eine Verbesserung bei der Datenkonsistenz und -kontinuität. Unterschiede in den Daten, die die konstruktiv durchaus unterschiedlichen Instrumente mit abweichenden Sensoreigenschaften liefern bzw. lieferten, können jetzt einfacher korrigiert werden.

Am 4. Dezember 2015 konnte auch eine Mindestgeschwindigkeit von 2 Umdrehungen pro Minute nicht mehr eingehalten werden und erneut schaltete sich das AMSR-E automatisch ab.

Weil es gelungen war, das AMSR-E und das AMSR2 von SHIZUKU rund drei Jahre lang parallel einzusetzen, und auf jeden Fall genug Daten zur Abstimmung der Messergebnisse beider Instrumente gewonnen wurden, entschieden die Betreiber sich, den Einsatz des Instruments an Bord von Aqua offiziell endgültig zu beenden.

Aqua alias EOS-PM1 ist katalogisiert mit der NORAD-NR. 27.424 und als COSPAR-Objekt 2002-022A.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceFlightNow, Skyrocket. Vertont von Peter Rittinger.

Der Start erfolgte am 12. Oktober 2011 gegen 7:31 Uhr MESZ, 11:01 Uhr Ortszeit, vom indischen Startgelände bei Sriharikota aus. Rund 22 Minuten später wurde die etwa 1.000 kg schwere Hauptnutzlast, der indisch-französische Atmosphärenforschungssatellit Megha-Tropiques, ausgesetzt. Wenig später folgten ihm die Kleinsatelliten VesselSat 1, SRMSAT und Jugnu.

Megha-Tropiques soll tropische Stürme, den Monsun und andere Sturmsysteme über einen Zeitraum von wenigstens 3 Jahren verfolgen und Daten über deren Entstehung und Entwicklung sammeln. Dazu werden der Wasserdampfgehalt, Wolken, darin enthaltenes Wasser, Niederschläge und Verdunstung gemessen. Ebenso sollen Aufnahme und Abgabe von Strahlung in der oberen Atmosphäre bestimmt werden, um die Zyklen des konvektiven Systems besser verstehen und modellieren zu können.

Dazu stehen mehrere Messgeräte zur Verfügung: ein abbildendes Mikrowellenradar (MADRAS), ein 6-Kanal-Mikrowellen-Radiometer (SAPHIR) und ein weiteres Radiometer zur Ermittlung der aus der oberen Atmosphäre ins All abgegebenen Strahlung (SCARAB).

Die weiteren Nutzlasten sind ein erster von Luxspace in Luxemburg hergestellter Satellit zur Identifikation und Verfolgung von Schiffen auf den Weltmeeren mittels des internationalen Automatic Identification System, VesselSat 1, der an der Sri Ramaswamy Memorial University entwickelten und gebaute Kleinstsatellit SRMSAT zur Technologieerprobung und Überwachung von Treibhausgasen in der Atmosphäre sowie der am Indian Institute of Technology in Kanpur bereitgestellte Jugnu, der Daten für die Landwirtschaft und Katastrophenmanagement liefern soll. Dazu verfügt er unter anderem über eine miniaturisierte Infrarotkamera.

Der Start war der zwanzigste seit dem Jungfernflug der PSLV im Jahre 1993.

Raumcon:

• PSLV-C18 mit Megha-Tropiques und Orbcomm-AIS-Satellit

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Unter den zahlreichen Satelliten, die diese Woche eine spektakuläre Sonneneruption beobachteten, war auch Proba 2 von der Europäischen Weltraumagentur (ESA). Nach einer ganzen Anzahl von Jahren relativer Ruhe steigt die Aktivität der Sonne wieder an. Am Dienstag den 7. Juni 2011 erfolgte eine mit einem Schauer von Protonen verbundene Sonneneruption mittlerer Stärke (Klasse M2,5). Die Teilchen dieses koronalen Massenauswurfs erreichten die Erde am Donnerstag den 9. Juni, begleitet von starker Radiostrahlung.

Ein Radiometer an Bord von Proba 2 ist in der Lage die Energieniveaua der Sonnenstrahlung in vier verschiedenen Bändern im Bereich des Ultravioletten alle 50 Millisekunden aufzuzeichnen. Das LYRA für Large Yield Radiometer genannte Instrument protokollierte nach der Sonneneruption im Bereich seiner beiden kurzwelligeren Bänder jeweils ein Maximum.

Zum gleichen Zeitpunkt konnte ein Detektorsystem mit der Bezeichnung SWAP für Sun watcher using APS detectors and image processing die spektakuläre Erruption, bei der große Massen hochenergetischer Teilchen und superheisses Plasma von der Sonne aufsteigen, in Bildern festhalten. Das hoch geschleuderte Plasma war vergleichsweise kalt, weshalb es im Arbeitsbereich von SWAP im extremen Ultravioletten relativ dunkel erscheint.

Ein großer Teil des empor getragenen Materials fiel zurück auf die Sonne und wurde dabei möglicherweise an einigen Stellen wieder aufgeheizt, was angesichts der teilweise helleren Darstellung des Plasmas in der Nähe der Oberfläche plausibel erscheint. Insgesamt korreliert das zurückfallende Plasma mit einem zu diesem Zeitpunkt festgestellten Abfall der durch SWAP erfassten Intensität.

Neben LYRA und SWAP, die vom königlichen Observatorium in Belgien (ROB) betreut werden, befinden sich auf Proba 2 zwei aus Tschechien beigesteuerte Instrumente. Das Astronomische Institut und das Institut für Physik der Atmosphäre von der Tschechischen Akademie der Wissenschaften betreiben sie zur Untersuchung von Plasma in der unmittelbaren Umgebung des Satelliten und ob Auswirkungen von koronalen Masseauswürfen die elektrisch geladene Ionosphäre der Erde beeinflussen.

Am 2. November 2009 war Proba 2 zusammen mit dem Erdbeobachtungssatelliten SMOS in den Weltraum gebracht worden, als die Sonne sich gerade im Bereich der geringsten Aktivität im sich alle etwa 11 Jahre wiederholenden Sonnenzyklus befand. Jetzt steigt die Aktivität der Sonne an und wird ihr nächstes Maximum vermutlich im Jahr 2013 erreichen. Obwohl die Auslegungsbetriebsdauer von Proba 2 nur zwei Jahre beträgt, geht man fest davon aus, dass der kleine Satellit mit einem Volumen von weniger als einem Kubikmeter auch während des kommenden Aktivitätsmaximums Sonnenbeobachtungen durchführen können wird.

Proba 2 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 36037 bzw. als Objekt 2009-059B.

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Ein Beitrag von Thomas Hofstätter. Quelle: ESA.

SMOS wurde am 2. November 2009 gestartet und bis jetzt kalibriert. Während dieser Testphase wurde der Satellit auch die Betriebsfähigkeit geprüft. Dabei wurde festgestellt, dass alle Instrumente einwandfrei funktionieren. Offiziell in Betrieb genommen wurde SMOS diese Woche bei einer Konferenz im spanischen Ávila.

Ab sofort ist Susanne Mecklenburg Missionsmanagerin der Mission und für die wissenschaftliche Verwendung der gesammelten Daten verantwortlich. In einer Rede bedankte sich der für die Umsetzung der Mission verantwortliche Projektmanager Achim Hahne bei seinem Team und allen anderen Mitarbeitern der Mission.

Herzstück des Satelliten ist das interferometrische Radiometer, das Aufnahmen im Mikrowellenbereich macht. Mit diesen Aufnahmen werden alle drei Tage die Erdfeuchtigkeit und alle 30 Tage der Salzgehalt der Ozeane gemessen. Dadurch soll der Wasserkreislauf auf der Erde besser verstanden werden. Dieses Wissen wiederum soll in die Erstellung von Klimamodellen und die Planung der landwirtschaftlichen Nutzung fließen.

Bis jetzt läuft die Mission ausgezeichnet und den Wissenschaftlern konnten schon die ersten Daten übermittelt werden. Bis September sollen diese veröffentlicht und ausgewertet werden.

Innerhalb eines Jahres wurden mit GOCE (Gravitationsmessung), SMOS (Erdfeuchtigkeit, Salzgehalt) und CryoSat 2 (Eis) drei Erdbeobachtungssatelliten gestartet. Ergebnisse dieser Missionen sollen Ende Juni auf dem Living Planet Symposium im norwegischen Bergen präsentiert werden.

Verwandte Webseite:

• ESA Release

Raumcon:

• Rockot mit SMOS & Proba 2
• GOCE mit Rockot
• Dnepr mit Cryosat 2

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Thales Alenia Space.

Auf dem Proteus-Bus basierend soll Jason 3 unter anderem mit einem Poseidon 3B genannten Altimeter die Messungen von Jason 1 und Jason 2 fortsetzen. Außerdem an Bord: DORIS für die Bereitstellung exakter Bahndaten, ein weiterentwickeltes Mikrowellenradiometer mit der Bezeichnung AMR, eine GPS-Nutzlast mit der Bezeichnung GPSP und ein LRA genannter Reflektor für Laserlicht.

Jason 3 soll wie sein Vorgänger Jason 2 auf einer Bahn mit einer durchschnittlichen Flughöhe von 1.336 Kilometern über der Erde und 66 Grad Bahnneigung arbeiten. Der Start des Raumfahrzeuges mit einer Masse von 553 Kilogramm ist nach den derzeitigen Planungen für Mitte 2013 vorgesehen. Im All soll Jason 3 eine dreijährige Mission durchführen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA, DLR, CNES.

Bei der dreistufigen Rockot des Anbieters Eurockot handelt es sich um einen konvertierte Interkontinentalrakete (SS 19), die nun mit einer Oberstufe von Chrunitschew versehen als Satellitenträger verwendet wurde. Der Start erfolgte um 2:50:51 Uhr MEZ und aus einem auf der Startrampe LC133 aufgerichteten Startcontainer, der wenige Minuten vor dem Start von dem ihn zuvor umgebenden Serviceturm freigegeben wurde. Nach etwas mehr als zwei Minuten war die erste Stufe der Rakete ausgebrannt und wurde dann über der Barentssee abgetrennt. Etwa vier Sekunden nach dem Ausbrennen der ersten Stufe wurde die zweite Stufe gezündet, und anschließend die Nutzlastverkleidung abgeworfen. Die Orbitaleinheit mit der Breeze-KM-Oberstufe und den Satelliten wurde nach rund fünf Minuten und fünf Sekunden Flugzeit von der ausgebrannten zweiten Stufe abgetrennt.

Nach zwei Brennphasen der Oberstufe wurde SMOS eine Stunde, neun Minuten und rund dreiundfünfzig Sekunden nach dem Start ausgesetzt. Weitere zwei Brennphasen der Oberstufe folgten, bis auch Proba 2 zwei Stunden, neunundfünfzig Minuten und knapp fünfzehn Sekunden nach dem Start seinen selbständigen Flug aufnehmen konnte. Die Oberstufe führte anschließend weitere Manöver aus, um eine Bahn zu erreichen, die zu einem baldigen Wiedereintritt der Stufe führen soll.

SMOS, nach GOCE der zweite Satellite im Earth-Explorer-Mission-Programm der europäischen Weltraumagentur ESA ist ein Erdbeobachtungssatellit, der den Feuchtigkeitsgehalt der Landflächen und den Oberflächensalzgehalt der Ozeane messen soll. Die Bezeichnung SMOS orientiert sich an den Aufgaben des Satelliten und steht für Soil Moisture and Ocean Salinity.

Der Satellit besteht aus einem Servicemodul basierend auf dem Proteus-Bus von Thales Alenia Space mit einem Anteil von 319 Kilogramm an der Gesamtmasse, und der wissenschaftlichen Nutzlast mit 366 Kilogramm Anteil an der Gesamtmasse. Das Hauptinstrument der Wissenschaftsnutzlast ist in neuartiges Radiometer mit der Bezeichnung MIRAS (engl. für Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis). Es ist Ergebnis einer zehnjährigen Entwicklung und wurde in Spanien von EADS CASA gebaut. Die 69 einzelnen Empfangsantennen des Instruments sind zum Großteil auf drei entfaltbaren Auslegern untergebracht, um durch die so erreichten Abstände zwischen den Antennen eine möglichst große Empfindlichkeit zu erreichen. Die Spannweite der Antennenanlage beträgt 8 Meter. Das im 1,4-GHz-Bereich arbeitende Radiometer wird vom dreiachsenstabilisierten Raumfahrzeug zur Erde ausgerichtet und soll die von der Erdoberfläche ausgesandte Mikrowellenstrahlung erfassen. Es ist so empfindlich, dass es 0,1 Gramm Salz, das in einem Liter Wasser gelöst ist, feststellen könnte.

In rund sechs Monaten soll der zweieinhalbjährige wissenschaftliche Regelbetrieb von SMOS beginnen. Anschließende Missionsverlängerungen sind nicht ausgeschlossen. Die zu gewinnenden Daten sollen helfen, den Wasserkeislauf auf der Erde und Klimaveränderungen besser zu verstehen.

Proba 2, der zweite Satellit einer Serie von Technologieerprobungssatelliten der ESA, soll siebzehn neue Techniken im Weltraum erproben. Proba bedeutet soviel wie Projekt für Bordautonomie (engl. Project for On-Board Autonomy).

Getestet werden soll auf Proba 2 unter anderem eine hochentwickelte, miniaturisierte CCD-Kamera mit einem Blickwinkel von rund 120 Grad, ein digitaler Sonnensensor, ein hochgenaues Magnetometer, ein Zweifrequenz-GPS-Empfänger, ein neu entwickelter Prozessor zur Kontrolle der Raumfahrzeugs und ein elektrisches mit Xenon-Gas betriebenes Resistojet-Triebwerk. Wichtig für die Mission der ESA-Sonde BepiColombo zum Merkur ist der Test von für sie neuentwickelten Sternensensoren an Bord von Proba 2. Zur Stromerzeugung verwendet der Satellit eine experimentelle Solarzellenanlage namens ESP (engl. für Experimental Solar Panel), die von einem zusätzlichen Konzentrator für das Sonnenlicht unterstützt wird. Der Satellit hat außerdem vier Experimente zur Erforschung des Einflusses der Sonne auf das Weltraumwetter an Bord. Zwei davon kommen aus Belgien, zwei weitere aus Tschechien.

Die Lebenserwartung des Raumfahrzeugs mit einer Startmasse von 135 Kilogramm beträgt zwei Jahre. An der Mission beteiligte Techniker und Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass der Satellit länger erfolgreich betrieben werden kann und hoffen auf einen zehn Jahre andauernden Einsatz. In rund zwei Monaten soll Proba 2 den Regelbetrieb aufnehmen. Kontrolliert wird Proba 2 von einer ESA-Bodenstation bei Redu in Wallonien im Südteil von Belgien.

SMOS ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 36036 bzw. als Objekt 2009-059A, Proba 2 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 36037 bzw. als Objekt 2009-059B.

Raumcon:

• Rockot mit SMOS & Proba 2

Verwandte Website:

• X-CAM micro-camera for PROBA-2

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Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: ESA.

Die Ergebnisse werden auf Bildern veranschaulicht, auf dem die Gebiete hervorgehoben sind, in denen ein Energiegewinn beziehungsweise Energieverlust im Klimasystem der Erde abzusehen ist.

GERB (Geostationäres Experiment zur Bestimmung der Strahlungsbilanz der Erde) ist ein im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entwickeltes Forschungsinstrument. Es wird Fachleuten die Möglichkeit eröffnen, die Strahlungsbilanz der Erde und ihren potenziellen Einfluß auf das Klima zu untersuchen. Das auf dem geostationären Satelliten MSG-1 der Organisation Eumetsat mitgeführte Instrument wird kontinuierlich Messungen über die gesamte Erdhalbkugel vornehmen.

Nach den Worten von Eva Oriol-Pibernat, MSG-Missionsleiterin der ESA, „werden wir mit GERB Veränderungen wesentlicher Klimaparameter von einem festen Punkt im Orbit aus verfolgen können. Durch die Kombination dieser Ergebnisse mit Daten von den ESA-Satelliten Envisat und ERS-2 wird Europa in der Lage sein, in erheblichen Maße zur Beobachtung des Klimas und der Umwelt beizutragen.“ GERB ist ein abtastendes Radiometer mit zwei Breitband-Kanälen, von denen einer die gesamte von der Erde ausgehende Strahlung und der andere lediglich einen kurzen Wellenbereich erfaßt. Durch die Differenz der auf den beiden Kanälen ermittelten Werte kann die von der Erde in den Weltraum reflektierte Strahlung geschätzt und damit die das Klimasystem der Erde beeinflussende Energie gemessen werden. Das in Synergie mit dem Hauptbildgerät auf MSG-1, SEVIRI, verwendete GERB wird Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, die Rolle von Wolken oder Wasserdampf in der Strahlungsbilanz festzustellen, was unmittelbare Auswirkungen auf Klimamodelle haben wird.

Von wissenschaftlicher Seite wurde die Entwicklung des Instruments GERB von einem internationalen Team unter Leitung von Professor J. Harries vom Imperial College in London unterstützt. Finanziert wurde es von einem europäischen Konsortium unter Beteiligung des Vereinigten Königsreichs (Rutherford Appleton Laboratory, RAL, das die Führungsrolle hatte), Belgien (Royal Meteorological Institute of Belgium, RMI, und Advanced Mechanical and Optical Systems, AMOS) und Italien (Officine Galileo).

Auch die Satelliten MSG-2 und MSG-3 sollen von Eumetsat finanzierte GERB-Instrument mitführen.

Das MSG-Programm ist ein gemeinsames ESA-Eumetsat-Vorhaben und besteht aus drei fortschrittlichen Wettersatelliten. Die ESA hat den ersten Satelliten entwickelt und beschaft im Auftrag von Eumetsat die beiden anderen. Eumetsat legt die Nutzeranforderungen fest und ist für alle Starts, die Entwicklung des Bodensegments und für mindestens 12 Jahre für den Systembetrieb verantwortlich. Über die Bechaffung eines vierten Satelliten derselben Baureihe werden gegenwärtig Verhandlungen geführt.

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