Quelle: Airbus Defence and Space.

Friedrichshafen, 3. Dezember 2021 – Airbus hat mit Sentinel-6B den zweiten Ozean-Satelliten des europäischen Copernicus-Programms fertiggestellt und ausgeliefert und testet ihn nun in den nächsten sechs Monaten aufwendig auf seine Einsatztauglichkeit für das Weltall.

Die „Copernicus Sentinel-6“-Mission liefert bereits mit dem ersten von zwei Satelliten, „Sentinel-6A“, der im November 2020 gestartet wurde, hochpräzise Messungen der Topografie der Meeresoberfläche. Die beiden Satelliten der Mission sind so gebaut, dass sie den Abstand zur Meeresoberfläche mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern messen und in einem 10-Tage-Rhythmus über eine Missionsdauer von bis zu sieben Jahren kartieren. Ihr Zweck ist es, Höhenänderungen der Meeresoberflächen und Schwankungen des Meeresspiegels aufzuzeichnen sowie Meeresströmungen zu analysieren und zu beobachten. Die genaue Beobachtung der Höhenänderungen der Meeresoberfläche liefert Informationen über den globalen Meeresspiegel, die Geschwindigkeit und Richtung der Meeresströmungen und die in den Ozeanen gespeicherte Wärme. Die Messungen aus 1.336 km Höhe sind entscheidend für die Modellierung der Ozeane und die Vorhersage des Meeresspiegelanstiegs.

Diese Informationen helfen Regierungen und Institutionen, einen wirksamen Schutz für Küstenregionen zu schaffen. Die Daten sind auch für Organisationen des Katastrophenschutzes und für Behörden, die Stadtplanung, Hochwasserschutzprogramme oder Deichbau betreiben, von großem Wert.

Infolge der Erderwärmung steigen die globalen Meeresspiegel derzeit um durchschnittlich 3,3 Millimeter jährlich – mit eventuell dramatischen Konsequenzen für Länder, deren Küsten dicht besiedelt sind.

Sentinel-6 ist Teil des europäischen Programms Copernicus und eine internationale Zusammenarbeit zwischen ESA, NASA, NOAA und Eumetsat.

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• Sentinel 6B

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Quelle: ESA.

Die Teams der ESA-Missionskontrolle bereiten sich darauf vor, sicherzustellen, dass eine neue Sentinel-Erdbeobachtungsmission heil in ihrer vorgesehenen Umlaufbahn eintrifft, von wo sie aus nach ihrem Start am 10. November den Anstieg des Meeresspiegels kartieren, messen und überwachen wird.

Das 1,5 Tonnen schwere Raumfahrzeug Copernicus Sentinel-6 „Michael Freilich“ wird mit einer Space X Falcon 9-Rakete von Vandenberg, Kalifornien, in den Vereinigten Staaten starten. Sobald es sich sicher im Orbit befindet, wird das ESOC-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt die Führung übernehmen.

In den folgenden drei Tagen wird das Missionskontrollteam von Sentinel-6 die noch junge Mission durch ihre kritische „Start- und frühe Orbitphase“ führen. Das bedeutet auch, dass die Solarpaneele ausgefahren und der Satellit akvitiert wird, um seine Kernfunktion zu testen. Anschließend wird dieser in die richtige Bahn manövriert. Dabei ist er gleichzeitig den Gefahren des Weltraums ausgesetzt.

Jason wird ersetzt
Sentinel-6 Michael Freilich ist das erste von zwei Raumfahrzeugen, die gestartet werden, um die „Kontinuität des Dienstes“ der Jason-Missionen zu gewährleisten, die derzeit Daten über die sich verändernden Ozeane der Erde liefern, aber das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Dies macht die ohnehin schon schwierigen Operationen noch komplizierter, da der neue Sentinel in Tandem mit dem Jason-3-Satelliten, den er ersetzen wird, fliegen muss, bis dieser in eine andere Umlaufbahn gebracht wird.

Die Zielumlaufbahn für die neue Mission ist eine polare Umlaufbahn, hoch über den Eispolen der Erde in etwa 1300 km Höhe. Das Timing ist hier äußerst wichtig, da Sentinel-6 mit einem Abstand von nur 30 Sekunden, also etwa 230 Kilometern, hinter dem Raumschiff Jason 3 in Position geht.

Die Teams im ESOC werden in den ersten Tagen zwei Umlaufbahnmanöver durchführen, um das Raumschiff näher an die vorgesehene Stelle zu bringen. Sobald Sentinel-6 die Nachfolge von Jason antritt, wird EUMETSAT, die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, nach dem dritten Tag das Satellitenkommando und die Kontrolle von der ESA übernehmen.

Sobald Sentinel-6 die kritische Frühphase durchlaufen hat und seine Zielumlaufbahn ansteuert, wird EUMETSAT die endgültige „Orbiterfassung“ abschließen und die Verantwortung für die Inbetriebnahme, den Routinebetrieb und die Verteilung der Vitaldaten der Mission innerhalb Europas übernehmen.

Den Erfolg während einer Pandemie simulieren
Kontrollteams sind es gewohnt, sich auf unerwartete Eventualitäten vorzubereiten. Tatsächlich besteht ein großer Teil der Aufgabe darin, Echtzeitsimulationen zu durchlaufen, in denen sie allen möglichen Problemen ausgesetzt werden – Angefangen von allen Arten von Raumfahrzeuganomalien bis hin zu Computerabstürzen und sogar der Vermeidung von Weltraumschrott.

Die Vorbereitungen inmitten der COVID-19-Pandemie gestalten sich allerdings als schwierig.

„Natürlich sind die Vorbereitungen für den Start von Sentinel-6 durch COVID-19 beeinträchtigt worden, und wir haben alle Maßnahmen ergriffen, um in dieser schwierigen Situation erfolgreich zu sein. Wir müssen immer einen Sicherheitsabstand voneinander einhalten, wir haben Plexiglaswände, die alle in den Kontrollräumen voneinander trennen, Masken, die ständig getragen werden, und die Anzahl der Personen vor Ort ist auf das zur Unterstützung der Operationen unbedingt erforderliche Maß beschränkt“, erklärt Massimo Romanazzo, der für die Mission zuständige Raumflugbetriebsleiter.

„Wir tun alles, was wir können, um die Gesundheit und Sicherheit unserer Teams zu gewährleisten, und glücklicherweise haben wir trotz aller Widrigkeiten keine Verzögerungen zu verzeichnen und liegen im Zeitplan für den Start am 10. November“.

Das Team hat noch zwei weitere „Notfallsimulationen“ vor sich, bei denen Probleme in die Startsequenz eingebracht werden und zwei abschließende „nominale Simulationen“, bei denen alles nach dem Zeitplan der „nominalen“ Operationen abläuft.

Wenige Tage vor dem Start werden sie dann die Generalprobe durchlaufen, während sie diesmal mit dem Sentinel-6-Satelliten in Vandenberg verbunden sind, der auf seiner Falcon 9 sitzt und Echtzeitdaten sendet.

Breite Unterstützung vom Boden aus
Sentinel-6 wird sich einer Flotte von Erdbeobachtungssatelliten in einer der verkehrsreichsten Umlaufbahnen im erdnahen Orbit anschließen. Das im ESOC angesiedelte Space Debris Office der ESA wird in den kritischen ersten Tagen deshalb präsent sein, um das Risiko von Kollisionen mit herumschwirrendem Weltraumschrott zu überwachen, zu berechnen und darüber zu beraten, wie die Mission am sichersten durchgeführt werden kann.

Die ESA-Bodenstation Kiruna wird die ersten Tage des Raumschiffs mitverfolgen, während die Nordpol-Satellitenstation in Alaska nach der Trennung von der Trägerrakete die ersten Signale aus dem Weltraum empfangen soll.

Obwohl Sentinel-6 zur Familie der Copernicus-Missionen der Europäischen Union gehört, ist seine Umsetzung das Ergebnis der einzigartigen Zusammenarbeit zwischen ESA, NASA, Eumetsat und NOAA, mit einem Beitrag der französischen Raumfahrtbehörde CNES.

„Die Sentinel-6-Mission vereint in perfekter Weise die besten Aspekte des Weltraumbetriebs: internationale Zusammenarbeit, Spitzentechnologie und den Wunsch, die Vorteile aus dem einzigartigen Blickwinkel der erdnahen Umlaufbahn auf die Erde zu bringen“, sagt Simon Plum, der neue Missionsleiter der ESA.

„Die Führung eines Raumfahrzeugs durch seine risikoreichste Anfangsphase zeigt, was die Teams im ESOC am besten können, wenn sie ihre jahrelange Ausbildung und Erfahrung in die Praxis umsetzen, und das alles unter zusätzlichen Einschränkungen aufgrund der COVID-19-Pandemie. Ich bin sehr stolz darauf, mich einem Team mit einer solchen Professionalität und einem solchen Engagement anzuschließen, und freue mich auf meinen ersten Start hier bei der ESA-Missionskontrolle“.

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• Sentinel 6A „Michael Freilich“ auf Falcon 9 (B1063.1) von Vandenberg

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Quelle: ESA.

So wie Schülerinnen und Schüler auf der ganzen Welt gerade auf ihre Prüfungsergebnisse warten, waren auch die internationalen Teams, die den Copernicus-Satelliten Sentinel-6 Michael Freilich einer Reihe von strengen Tests unterzogen hatten, ganz gespannt darauf, wie ihr Schützling abgeschnitten hat. Nun steht fest: Sentinel-6 hat mit Bravour bestanden und die Ingenieurinnen und Ingenieure können damit beginnen, den Satelliten für seine Reise in die USA vorzubereiten – wo er am 10. November mit einer SpaceX-Trägerrakete des Typs Falcon 9 ins All starten soll.

Benannt zu Ehren von Michael H. Freilich, der bei der NASA die Abteilung für Geowissenschaft geleitet hat, wird der Copernicus-Satellit Sentinel-6 Michael Freilich eine entscheidende Rolle bei der Vermessung des Meeresspiegels spielen, indem er Daten zur Fortsetzung der langjährigen Messaufzeichnungen des weltweiten Meeresspiegels aus dem Weltraum liefert.

Da Millionen von Menschen in küstennahen Gebieten leben, steht der Anstieg des Meeresspiegels ganz oben auf der Liste der größten Sorgen im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Die Überwachung der Meeresspiegel ist unerlässlich, um zu verstehen, welche Veränderungen stattfinden und um Entscheidungsträgern und Behörden Daten zur Verfügung zu stellen, auf deren Grundlage sie Maßnahmen verabschieden und umsetzen können, die zur Eindämmung des Klimawandels beitragen sowie gefährdete Bevölkerungsgruppen schützen.

In den vergangenen drei Jahrzehnten dienten die französisch-amerikanischen Missionen Topex-Poseidon und Jason als Referenzmissionen. In Kombination mit den früheren ERS- und Envisat-Satelliten der ESA sowie den derzeitigen Satelliten CryoSat und Copernicus Sentinel-3 haben diese gezeigt, wie der Meeresspiegel um etwa 3,2 mm pro Jahr ansteigt. Noch bedenklicher ist allerdings die Tatsache, dass dieser Anstieg in den letzten Jahren an Geschwindigkeit zugenommen hat. Derzeit steigt der Meeresspiegel um 4,8 mm jährlich.

Jetzt übernimmt die Mission Copernicus Sentinel-6 das Ruder und wird den Datensatz, der als „Goldstandard“ für Klimastudien gilt, fortsetzen. Mit dem positiven Ergebnis der technischen „Qualification Acceptance Review“, also dem Bestehen sämtlicher notwendiger Tests, kann der Satellit nun zum Startplatz verschickt werden.

Pierrik Vuilleumier, ESA-Projektmanager für Copernicus Sentinel-6, sagt: „Diese Prüfung war ein wichtiger Meilenstein. Wir planen, den Satelliten bis Ende des Monats zusammenzupacken und ihn dann vom IABG-Zentrum bei München zum Vandenberg-Startplatz in Kalifornien in den USA zu verschicken. Angesichts der COVID-19-Lage haben die Beteiligten alles gegeben, um den ursprünglichen Zeitplan einzuhalten.“

„Am 23. September soll der Satellit seine Reise nach Vandenberg antreten. Zuvor wird noch geprüft, ob auch der Startplatz und das Satellitenkontrollzentrum bereit sind.“

Die Mission, die aus zwei nacheinander gestarteten Satelliten besteht, ist für die internationale Zusammenarbeit beispielhaft, denn sie wurde gemeinsam von der ESA, NASA, EUMETSAT und NOAA und mit Unterstützung der CNES entwickelt.

Jeder Satellit ist mit einem Radarhöhenmesser ausgestattet, der vermisst, wie lange Radarimpulse brauchen, um zur Erdoberfläche und dann zurück zum Satelliten zu gelangen. In Kombination mit präzisen Satelliten-Standortdaten liefern die Altimetriemessungen Angaben zur Höhe der Meeresspiegel.

Darüber hinaus umfasst das Instrumentenpaket der Satelliten hochmoderne Mikrowellenradiometer, die die Menge des Wasserdampfes in der Atmosphäre messen, der wiederum die Geschwindigkeit der Altimeter-Radarimpulse beeinflusst.

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• Sentinel 6A „Michael Freilich“ auf Falcon 9 von Vandenberg

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