Das CryoSat-Kontrollzentrum

Mitglieder des CryoSat-Flugkontrollteams

Jeder Satellit muss während der Dauer seines aktiven Dienstes gesteuert und überwacht werden. Für die ESA-Missionen ist meist das Europäische Satellitenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt zuständig, so auch für CryoSat.

Kurz nach dem Start des Satelliten übernehmen zwei ESA-Einrichtungen die Verantwortung für die Inbetriebnahme und den anschließenden Missionsbetrieb: zum einen das ESOC in Darmstadt, zum anderen das European Space Research Institute ESRIN im italienischen Frascati, das ESA-Zentrum für Erdbeobachtungen. Während das ESOC für die gesamte Flugführung und -kontrolle zuständig ist, werden vom ESRIN aus die wissenschaftlichen Messungen während des Missionsbetriebs koordiniert und geplant. Diese Phase beginnt etwa sechs Monate nach dem Start. In Abstimmung mit den Missionswissenschaftlern erfolgt die Verarbeitung und Weiterleitung der empfangenen Daten an die auswertenden Institutionen und Forscherteams von der ESA Bodenstation im schwedischen Kiruna.

Der Satellit wird geweckt

Besonderes Augenmerk nach dem Start eines Satelliten müssen die Flugkontrolleure auf LEOP richten, die Launch and Early Orbit Phase. Dieser von den Flugbetriebsexperten als kritischste Phase einer Mission betrachtete Teil beginnt mit dem Start und reicht über den Eintritt in die Umlaufbahn bis hin zur Aktivierung und Erprobung aller Bordsysteme. Die Flugkontrolleure sind erst zufrieden, wenn alle Grundfunktionen eines Satelliten aktiv sind und die vorgegebenen Werte eingehalten werden. Dazu zählen vor allem die Energieversorgung, die Wärmeregulierung von Satellit und Instrumenten und die Lageregelung. Nach der Inbetriebnahme folgt die so genannte Commissioning-Phase zur Überprüfung und Kalibrierung der wissenschaftlichen Instrumente. Danach kann der Routinebetrieb aufgenommen werden.

Eisige Bodenstationen in Polnähe

Im Norden der Antarktis befindet sich die Station TrollSat

Während der drei Betriebsphasen – LEOP, Commissioning und Routinebetrieb – müssen ständig Daten zwischen CryoSat und dem Kontrollzentrum ausgetauscht werden. Dabei handelt es sich um Telemetriedaten, Messwerte der Forschungsinstrumente und Kommandos an den Satelliten. In Abhängigkeit von der Flugbahn um die Erde sind entsprechende Sende- und Empfangsstationen an den geografisch relevanten Stellen zu etablieren.
Für Fernerkundungsmissionen hat sich seit Jahren der polare Erdorbit bewährt. Diese spezielle Umlaufbahn hat eine Bahnneigung von 98 Grad gegenüber dem Äquator und führt damit fast genau über die beiden Pole der Erde. CryoSat wird sogar einen Erdorbit mit 92 Grad Bahnneigung haben, um die Polregionen noch genauer zu erfassen. Damit bieten sich für die Bodenstationen Standorte in der Nähe von Nord- und Südpol an.

Das Pol-zum-Pol-Konzept

Kiruna station in Sweden is part of ESA's Estrack ground station network
Die ESA-Bodenstation Kiruna

Die ESA verfügt mit Kiruna über eine Bodenstation im Norden von Schweden (67,85° nördl. Breite und 20,96° östl. Länge), die derzeit für die ESA-Missionen ERS-2, ENVISAT und GOCE genutzt wird. Sie soll auch als Hauptstation für den Datenempfang des SIRAL-Radars an Bord von CryoSat-2 zur Verfügung stehen.
Kiruna erhält für diese Mission aber noch Unterstützung durch zwei weitere Stationen, die näher an den Polen stationiert sind: SvalSat und TrollSat. Die erste Station befindet sich auf Svalbard (Spitzbergen), die zweite in der Antarktis bei der norwegischen Forschungsstation Troll im Königin-Maud-Land. Beide Einrichtungen werden von dem norwegischen Unternehmen Kongsberg Satellite Services (KSAT) betrieben und gehören zum Pol-zum-Pol-Konzept dieser Firma.

Das Stations-System ermöglicht das Herunterladen von Umweltdaten polarer Satelliten sowohl über der Arktis wie auch der Antarktis und das bei jedem Erdorbit eines außerirdischen Umweltforschers. Ein Vorteil bei den großen Datenmengen, die sowohl bei optischen als auch Radarsystemen anfallen. Allein bei CryoSat werden täglich rund 50 Gigabyte Daten erzeugt.
Gleichzeitig erweitern sich die Zugriffsmöglichkeiten bei Problemen an Bord der Eismission, die hoffentlich nie auftreten werden.

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