Satellitenumlaufbahnen per Laser bestimmen

Die GFZ-Ausgründung DiGOS baut in den nächsten zwei Jahren eine Satelliten-Laser-Ranging (SLR) Station für die japanische Weltraumagentur JAXA am Weltraumzentrum in Tsukuba, Japan.

SLR steht dabei für die hochgenaue Messung der Entfernung zwischen einer Bodenstation und einem Satelliten mittels Laserpulsen. Aus den gewonnenen Daten werden die Umlaufbahnen von Satelliten bestimmt und auch vorhergesagt.

Das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ betreibt auf dem Potsdamer Telegrafenberg eine eigene SLR-Station und ist damit Teil eines Netzwerks von rund 35 Stationen weltweit, die überwiegend für die Geodäsie genutzt werden.

Für den Bau der neuen japanischen SLR-Station wird das GFZ seine Expertise einbringen, insbesondere bei Fragen zu Betrieb und Wartung und der Bewertung von Designentscheidungen. Der Leiter der SLR-Station des GFZ, Dr. Sven Bauer, wird das DiGOS-Team als Berater unterstützen, gerade auch, was die Anforderungen für den späteren täglichen Betrieb betrifft.

Herzstück der neuen Station ist ein 80-Zentimeter-Spiegelteleskop mit einem leistungsstarken Laser, der bis zu 1000 Laserpulse in einer Sekunde abfeuert. Reflektoren, die an der Hülle der Ziel-Satelliten angebracht sind, strahlen das Laserlicht zurück.

Der Detektor der SLR-Station ist so empfindlich, dass er sogar einzelne Lichtteilchen (Photonen) registrieren kann. Damit ist die SLR-Station in der Lage, die Entfernung zu Satelliten mit einer Präzision bis in den Millimeterbereich zu messen.

Neben der Umlaufbahnbestimmung dienen diese Daten einer ganzen Reihe von wissenschaftlichen Zwecken, zum Beispiel der Überwachung von Erdrotationsparametern (Polbewegung und Tageslänge), von Verformungen der festen Erde, der Messung des Erdschwerefeldes und nicht zuletzt der Eichung von GPS-Empfängern an Bord von Satelliten.

Die japanische Station wird auf Tag- und Nachtbetrieb ausgelegt werden. „Wir können sie später auch flexibel erweitern, um beispielsweise Weltraumschrott zu beobachten oder einen automatischen Betrieb zu gewährleisten“, sagt DiGOS-Chef André Kloth. Er fügt hinzu: „Als weiteren wissenschaftlichen Partner zusätzlich zum GFZ konnten wir das österreichische Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz gewinnen.“

Neben dem Projekt für JAXA entwickelt DiGOS derzeit auch eine weitere „Next Generation SLR“ Bodenstation für die europäische Weltraumagentur ESA auf Teneriffa. Auf beiden Stationen wird die DiGOS SCOPE-Betriebssoftware und Steuerungshardware verwendet. Diese ist bereits seit 2012 in der SLR-Station des GFZ im Einsatz und wurde mit den dort gesammelten Erfahrungen wesentlich weiterentwickelt. „Um die SLR-Software weiterentwickeln zu können, suchen wir derzeit neue Beschäftigte“, sagt Kloth – für Weltraum- oder Japan-Fans eine interessante Berufsperspektive.

Ansprechpartner André Kloth (andre.kloth@digos.eu)

http://www.digos.eu (Weitere Informationen zur Firma)