"Der letzte Tango im All" mit den Satelliten Cluster

Die Cluster-Konstellation
20 September 2013

Seit 2000 nehmen die vier identischen Satelliten des Cluster-Quartetts dreidimensionale Messungen der Magnetosphäre der Erde vor. Diese Woche sind sich zwei von ihnen so nah gekommen wie nie zuvor und haben nur vier Kilometer voneinander entfernt genauere Daten denn je erfasst.

Derzeit werden die Umlaufbahnen der vier Satelliten neu konfiguriert, um die Laufzeit der Mission zu verlängern. Am 19. September näherten sich zwei Satelliten auf ihren Umlaufbahnen hoch über der Erde mit einer Geschwindigkeit von bis zu 23.000 km/h auf nur vier Kilometer Abstand voneinander an.

„Wir optimieren die Clusterbildung, sodass der Abstand zwischen Cluster 1 und den beiden Clustern 3 und 4 – die sich auf fast identischen Umlaufbahnen bewegen – weniger als 100 Kilometer beträgt, wenn die Formation den magnetischen Äquator der Erde überquert“, erklärt Dr. Detlef Sieg, Mitglied des Flugdynamik-Teams der Cluster-Mission am Europäischen Satellitenkontrollzentrum der ESA, ESOC, in Darmstadt.

Die Formation wird drei der vier Satelliten in geringerer Höhe eng zusammen halten und so das Spektrum wissenschaftlicher Beobachtungen optimieren.

Mission mit neuem Rekord

The Sun-Earth connection
Die Verbindung zwischen Sonne und Erde

„Nach der bislang engsten Annäherung am 30. August ist uns mit C1 und C3 gestern ein neuer Rekord der Mission gelungen. Die beiden bewegten sich um 09:12 GMT im Abstand von nur vier Kilometern“, sagt Dr. Jürgen Volpp, Spacecraft Operation Manager am ESOC.

Die größten Herausforderungen bei der Formationsbildung bestanden darin, jegliche Kollisionsrisiken auszuschließen und weitere Manöver zu vermeiden, die die Forschungsaktivitäten unterbrechen könnten.

„Wir können die Umlaufbahnen der Satelliten mit einer Genauigkeit von unter 100 Metern bestimmen“, sagt Detlef Sieg. „Daher wussten wir, dass der Sicherheitsabstand beim Bilden der Formation groß genug sein wird.“

Die neue Formation wird bis Anfang November beibehalten, bevor der Abstand auf über 1.000 Kilometer erhöht wird.

Bisher unerreichte Genauigkeit

„Als wir mit dem Cluster begannen, dachten wir, ein Abstand von 500 Kilometern sei der wissenschaftlich notwendige Mindestabstand. Dann stellte sich jedoch heraus, dass die physikalischen Vorgänge auf sehr kleinen Skalen äußerst wichtig sind. Daher haben wir uns entschieden, den Abstand auf weniger als ein Hundertstel, das heißt auf vier Kilometer, zu reduzieren. Auf die Weise können wir elektromagnetische Wellen in den Strahlungsgürteln mit bislang unerreichter Genauigkeit untersuchen,“erklärt Dr. Phillipe Escoubet, Wissenschaftler der Cluster-Mission der ESA.

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