Zwei neue ESA-Satelliten erfolgreich in die Umlaufbahn eingebracht

Die Erde und SMOS
2 November 2009

Der zweite Erdforschungssatellit der ESA - die Mission zur Untersuchung der Bodenfeuchtigkeit und des Salzgehalts der Ozeane (SMOS) - und der zweite Demonstrationssatellit des ESA-Projekts für Bordautonomie (PROBA-2) wurden vergangene Nacht in Nordrussland gestartet.

SMOS wird bei der weltweiten Überwachung des Klimawandels eine entscheidende Rolle übernehmen und ist der erste Satellit, der sowohl für die Kartierung des Salzgehalts an der Oberfläche der Ozeane als auch für die weltweite Überwachung der Bodenfeuchtigkeit entwickelt wurde. Er verfügt über ein einzigartiges interferometrisches Radiometer, das die passive Überwachung des Wasserkreislaufs zwischen Ozeanen, Atmosphäre und Festland ermöglicht.

Der beim Start von SMOS als Huckepacknutzlast auf den Weg gebrachte Satellit PROBA-2 ist der Nachfolger des 2001 gestarteten äußerst erfolgreichen Satelliten PROBA-1. Er wird die orbitale Demonstration von 17 fortschrittlichen Satellitentechnologien wie Miniatursensoren für künftige ESA-Raumsonden und eine hochmoderne CCD-Kamera mit einem Betrachtungswinkel von ca. 120° durchführen und verfügt zudem über vier Forschungsinstrumente zur Beobachtung der Sonne und Untersuchung der Plasmaumgebung in der Umlaufbahn.

Zwei Satelliten auf zwei verschiedenen Umlaufbahnen

Die Satelliten wurden am Montag, den 2. November um 2.50 Uhr MEZ an Bord eines von der Eurockot GmbH bereitgestellten Rockot-Trägers vom Kosmodrom Plessezk in Nordrussland gestartet. Ca. 70 Minuten nach dem Start wurde SMOS erfolgreich von der Breeze-KM-Oberstufe des Trägers abgetrennt. Kurz darauf empfing die südafrikanische Bodenstation Hartebeesthoek in der Nähe von Johannesburg die ersten Signale des Satelliten. Im Anschluss absolvierte die Oberstufe weitere Manöver zur Erreichung einer etwas niedrigeren Umlaufbahn, woraufhin PROBA-2 nach einer Flugzeit von etwa drei Stunden ebenfalls abgekoppelt wurde.

Derzeit umkreisen beide Satelliten die Erde auf ihrer jeweiligen sonnensynchronen Umlaufbahn in einer Höhe von 760 km (SMOS) bzw. 725 km (PROBA-2). Das vom Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) im französischen Toulouse betriebene PROTEUS-Missionskontrollzentrum übernimmt im Auftrag der ESA die Flugkontrolle von SMOS, während das PROBA-Kontrollzentrum in der Bahnverfolgungsstation der ESA im belgischen Redu für die Flugkontrolle von PROBA-2 zuständig ist.

Der Anfangsbetrieb in der Umlaufbahn wurde bereits eingeleitet, um die Satelliten zu überprüfen, bevor sie für den eigentlichen Betrieb freigegeben werden. PROBA-2 soll in zwei Monaten betriebsbereit sein, während die äußerst innovative Nutzlast an Bord von SMOS länger geprüft und kalibriert werden muss und der Satellit deshalb erst in sechs Monaten voll betriebsbereit sein wird.

„Auf diesen erfolgreichen Doppelstart, dank dem Europa über neue Werkzeuge für ein besseres Verständnis unseres Planeten und des Klimawandels verfügt, sind wir besonders stolz. Die zu erwartenden technologischen Durchbrüche werden zudem die internationale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie verbessern und somit zur Weltwirtschaft beitragen“, so ESA-Generaldirektor Jean-Jacques Dordain beim Start in Plessezk.

Auf den Spuren des Wasseraustauschs

Der 658 kg schwere Satellit SMOS wurde von der ESA in Zusammenarbeit mit dem französischen CNES und dem spanischen Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) entwickelt. Er basiert auf der von Thales Alenia Space entworfenen und gebauten PROTEUS-Plattform für einen kleinen Satelliten und seine Nutzlast besteht aus einem einzigen Instrument, dem von EADS CASA Espacio entwickelten abbildenden Mikrowellenradiometer mit Apertursynthese (MIRAS). MIRAS ist ein Interferometer, das 69 auf drei Schwenkarmen montierte Empfänger zur Messung der Temperatur der Reflexionen der Erdoberfläche im Mikrowellenbereich miteinander verbindet. Diese Temperatur hängt mit der Temperatur der Erdoberfläche und ihren leitenden Eigenschaften zusammen, die wiederum mit der Bodenfeuchtigkeit der Landoberfläche bzw. dem Salzgehalt der Meeresoberfläche verknüpft sind.

„Die von SMOS gesammelten Daten werden bereits am Boden und im Meer durchgeführte Messungen ergänzen und somit eine weltweite Überwachung des Wasseraustauschs ermöglichen. Da dieser Austausch, der zu einem Großteil in abgelegenen Gebieten vonstatten geht, sich direkt auf das Wetter auswirkt, ist er für Meteorologen von höchster Bedeutung“, sagte der ESA-Direktor für Erdbeobachtungsprogramme, Volker Liebig. „Zudem ist der Salzgehalt einer der Motoren der thermohalinen Zirkulation, dem großen Netz aus Meeresströmungen, das für den Wärmeaustausch zwischen den Weltmeeren verantwortlich ist. Auf die Möglichkeit der Überwachung dieses Phänomens warten Klimatologen, die versuchen, die langfristigen Auswirkungen des derzeitigen Klimawandels vorherzusagen, schon lange”, so Liebig beim Start im Kosmodrom Plessezk weiter.

SMOS ist nach der Mission zur Bestimmung des Schwerefelds und der stationären Ozeanzirkulation (GOCE), die im März 2009 ebenfalls an Bord eines Rockot-Trägers auf den Weg gebracht worden war, der zweite Satellit, der im Rahmen des von der ESA durchgeführten Erdforschungsprogramms zur Sammlung neuer Umweltdaten für die Wissenschaft gestartet wurde. Weitere Erdforschungssatelliten befinden sich derzeit in der Vorbereitung. Cryosat-2, der die Dicke des schwimmenden Meereises erfassen wird, soll im Februar 2010 gestartet werden. 2011 werden die Missionen ADM-Aeolus zur Untersuchung der Atmosphärendynamik und SWARM zur Überwachung der Schwächung des Magnetfelds der Erde folgen; für 2013 ist die Mission EarthCARE zur Erforschung von Wolken und Aerosolen geplant.

Zukunftsweisende Technologien

Mit einer Startmasse von 135 kg ist PROBA-2 ein sehr kleiner Satellit, „aber wie sein Vorgänger PROBA-1 soll er die Demonstration einer großen Bandbreite an Technologien für künftige Satelliten und weltraumwissenschaftliche Instrumente durchführen. Dazu gehört unter anderem das Demonstrationsmodell eines für die ESA-Mission BepiColombo zum Merkur entwickelten miniaturisierten Startrackers und der künftige Sonnenorbiter“, erklärte Michel Courtois, ESA-Direktor für Technisches und Qualitätsmanagement, in Plessezk.

Weitere zu demonstrierende Technologien umfassen einen digitalen Sonnensensor, eine miniaturisierte Weitwinkelkamera, Fasersensoren, einen Hochpräzisionsmagnetometer, einen Doppelfrequenz-GPS-Weltraumempfänger, einen xenonbetriebenen Resistojetantrieb, einen Kaltgasgenerator und viele mehr.

Des Weiteren hat PROBA-2 zwei belgische Solarphysikinstrumente und zwei tschechische Plasmaphysikexperimente an Bord.

Zwei weitere PROBA-Missionen befinden sich bereits in der Entwurfs- und Entwicklungsphase. PROBA V wird einen Multispektralsensor zur Überwachung der Pflanzendecke mit sich führen und PROBA-3 soll der Demonstration von Formationsflügen dienen.

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