Erste Bilder vom ESA-Technologiesatelliten Proba

Der im Rahmen des ESA-Technologieprogramms in nur drei Jahren entwickelte Kleinsatellit Proba (PRoject for On Board Autonomy) wurde am 22. Oktober 2001 mit der indischen Trägerrakete PSLV-C3 in eine 590 km hohe sonnensynchrone Umlaufbahn befördert. Proba stellt eine Experimentierplattform dar, mit der die ESA neue europäische Verfahren und Systeme testen will, die zukünftige Satellitenmissionen wirtschaftlicher gestalten können. Entwickelt hat den Satelliten ein Konsortium von Firmen und Universitäten aus Europa und Kanada unter Leitung des belgischen Unternehmens Verhaert Design & Development. Gegenwärtig werden alle Bordsysteme überprüft. An die Testphase soll sich eine zweijährige Betriebsphase anschließen, in der die Fernerkundung der Erde mit bilderzeugenden Verfahren im Mittelpunkt steht.

Erste Schnappschüsse aus dem Orbit

Bereits die ersten Testbilder, die Proba mit seinem Hauptinstrument CHRIS von ausgewählten geographischen Regionen der Erde angefertigt hat – Brügge in Belgien, Volta-See in Ghana, Westküste von Kuba – erlauben eine detaillierte Umweltbeobachtung. Hinter CHRIS, dem Compact High Resolution Imaging Spectrometer, verbirgt sich ein 14 kg schweres hochauflösendes bilderzeugendes Spektrometer der britischen Firma Sira Electro-Optics. CHRIS erfasst die Erdoberfläche in 19 Spektralkanälen, vom sichtbaren bis in den nahen Infrarot-Bereich. Ein Bild mit einer Aufnahmefläche von 18,6 km² erreicht eine Bodenauflösung von 18 m.

„Wir sind mit der Leistungsfähigkeit von Proba äußerst zufrieden. Die Ergebnisse belegen, dass Plattform, Nutzlast und Boden-Segment in hervorragendem Zustand sind und optimal funktionieren. Die ersten Bilder von CHRIS sind die beste Demonstration für diese bahnbrechende Technologie“ erläutert Frederic Teston, PROBA Project Manager bei der ESA.

„Diese hervorragenden Ergebnisse sind erst der Anfang“, führt Frederic Teston weiter aus. „Die Testphase dieses außergewöhnlichen Satelliten geht weiter. Wir erwarten noch viele andere Bilder. Nach der Erprobung der fortschrittlichen Bordsysteme, der Plattform sowie der Instrumente wird PROBA noch in diesem Jahr für Routineaufgaben freigegeben“.

Weitere Bilddaten liefern zwei im sichtbaren Bereich operierende optische Kamerasysteme: eine Weitwinkelkamera Wide Angle Camera sowie eine hochauflösende Kamera HRC. Letztere soll in Kürze erste Schwarzweiß-Aufnahmen mit einer Bodenauflösung von 8 m liefern. PROBA kann durch ein ausgeklügeltes System das gleiche Zielobjekt unter verschiedenen Blickwinkeln aufnehmen und so 3D-Bilder erzeugen. Die gewonnenen Daten überträgt PROBA automatisch an das ESA-Kontrollzentrum in Redu. Dort können die Wissenschaftler anhand der Bilder aus dem All die Umwelt überwachen und so den jeweiligen „Gesundheitszustand“ des blauen Planeten erkennen. Es sollen auch neue Verfahren zur Kartierung von Waldgebieten, zur Ermittlung von Ernteprognosen und zur Erfassung ozeanografischer Charakteristika entwickelt werden.

High-Tech-Zwerg mit Zukunftspotenzial

Zentrales Motto der Mission ist Bordautonomie, also die Steuerung des Satelliten durch bordeigene Systeme. Ein Hochleistungsrechner an Bord von PROBA erlaubt es, eine Vielzahl von Routineoperationen zu automatisieren. PROBA kann also weitgehend auf sich selbst aufpassen. Das macht den Satelliten leistungsfähiger und senkt die Betriebsausgaben auf der Erde. Ein weiteres Stichwort der PROBA-Mission ist die Miniaturisierung der technischen Systeme bei gleichzeitig explodierender Leistungsfähigkeit der Hard- und Software. Der 94 kg schwere dreiachsenstabilisierte Raumflug-Quader mit den Abmessungen 80 x 60 x 60 cm steht für eine Generation neuer leistungsfähiger Satelliten, die kleiner und leichter sind als die herkömmlichen, oft tonnenschweren Giganten. Die High-Tech-Zwerge können zudem kostengünstig ins All transportiert und mit minimalem Personalaufwand betrieben werden. Zur wissenschaftlichen Nutzlast des Kleinsatelliten gehören auch zwei wichtige Mess-Systeme: der Strahlungsdetektor SREM (Standard Radiation Environment Monitor) zur Erfassung der kosmischen Strahlung sowie DEBIE (Debris In-Orbit Evaluator), ein Detektor zum Aufspüren von Weltraum-Müll und Staubpartikeln. Beide Detektoren beobachten die nähere Umgebung des Raumfahrzeugs und können bei künftigen Missionen als „Sinnesorgane“ autonom operierender Satelliten dienen. SREM kann eingesetzt werden, um bestimmte Systeme abzuschalten, wenn die gemessene kosmische Strahlung einen kritischen Wert überschreitet. Und DEBIE könnte beispielsweise einen Kurswechsel veranlassen, wenn der Satellit durch Mikrometeoriten bedroht ist.
Diese Aktivitäten werden unterstützt durch einen neuentwickelten Sternensensor und einen GPS-Empfänger, die zur Positionsbestimmung dienen.

„Satelliten dieser Art sind für die Wissenschaft eine spannende Entwicklung“ erklärt Jo Bermyn, Business Unit Manager für den Bereich Satelliten und Plattformen bei der belgischen Firma Verhaert Design & Development, die gemeinsam mit der ESA und einem internationalen Konsortium PROBA entwickelt haben. Die Arbeit hat sich gelohnt, denn „die Ergebnisse der Testphase geben bislang Anlass zur vollsten Zufriedenheit“.

Am PROBA-Projekt beteiligte Firmen und Einrichtungen

Verhaert	Belgien
Spacebel	Belgien
Space Applications Services	Belgien
Sherbrooke University/NGC	Kanada
SSF	Finnland
OG	Italie
TUD	Dänemark
SSTL	Grossbritannien
AEA Technology	Grossbritannien
OIP	Belgien
Astrium Ltd	Grossbritannien
SIRA Electro-Optics	Grossbritannien
Finnavitec	Finnland
Contraves	Schweiz