SMOS: Europas neuester Umweltsatellit

Europas neues Glanzstück der Umweltüberwachung, der Erderkundungsspäher SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity Mission) wurde mit der Konversionsrakete Rockot-KM vom nordrussischen Kosmodrom Plessezk auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 760 Kilometer Höhe gebracht.

SMOS mit innovativer Messtechnik

SMOS hatte eine Startmasse von 683 Kilogramm, eine Höhe von 2,4 Meter und einen Durchmesser von 2,3 Meter. Der mit einer Bahnneigung von 98,4 Grad operierende ESA-Späher wird alle drei Tage jeden Punkt der Erdoberfläche überfliegen. Als Missionsdauer sind zunächst drei Jahre vorgesehen, wobei optional eine zweijährige Verlängerung möglich ist.

Zu den innovativen Aspekten der SMOS-Mission gehört der Einsatz einer neuen Messtechnik (siehe Beitrag „Messtechnik: Technologischer Quantensprung“). Hierzu wurde ein völlig neuartiges Instrument mit Namen MIRAS entwickelt, das durch die bildliche Umsetzung der von der Erdoberfläche emittierten Mikrowellenstrahlung im Frequenzbereich von 1,4 GHz (L-Band) sowohl die Bodenfeuchtigkeit als auch den Salzgehalt der Ozeane messen kann.

Aufwändige Commissioning-Phase

Kern der SMOS-Mission bildet das dreiarmige Mikrowellenradiometer MIRAS, dessen Arme nach dem Start ausgefahren werden. Komplett entfaltet erreicht MIRAS eine Spannweite von acht Metern. Seine 69 Antennen (LICEF) erfassen das von der Erde im L-Band von 1400 bis 1427 MHz abgestrahlte „Rauschen des Wassers“. Um aus dem „Rauschen“ die richtigen Daten für die Bodenfeuchte und den Salzgehalt herausfiltern zu können, setzte nach dem Start eine aufwändige Commissioning-Phase ein, in der die Instrumente verschiedenen Eichungen unterzogen werden.

In dieser sechsmonatigen Testphase erfolgen weltweit Vergleiche zwischen Messungen und Bodenbeobachtungen, um die im späteren Routinebetrieb erzielten Daten aus dem Weltraum auch eindeutig interpretieren zu können. An dieser mühevollen Kalibrierung der Instrumente beteiligen sich 39 Forschergruppen in Australien, Brasilien, China, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Indien, Italien, Japan, Kanada, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Spanien, Uruguay und den USA.

Maßgebliche Beteiligung: Frankreich und Spanien

Als Trägerplattform für die Nutzlast kommt die Proteus-Plattform zum Einsatz (CNES/Alcatel), die bei der Altimetermission Jason 1 bereits die Feuertaufe bestanden hatte und nur noch angepasst werden musste. In der Plattform sind die Anlagen zur Steuerung des Satelliten untergebracht, darunter GPS-Empfänger, Sternenkamera, vier Triebwerke (je 1 N Schub) sowie vier Drallräder zur Lagestabilisierung.

Finanziert wird die 315 Millionen Euro teure SMOS-Mission aus Mitteln der ESA mit Beiträgen der französischen und spanischen Weltraumagenturen CNES und INTA, die maßgeblich an der Planung und Entwicklung mitwirkten. Industrieller Hauptauftragnehmer der SMOS-Nutzlast MIRAS ist EADS-CASA Espacio in Spanien.

Gesteuert wird SMOS vom Kontrollzentrum der französischen Raumfahrtagentur CNES in Toulouse, für den Transfer der wissenschaftlichen Daten ist das European Space Astronomy Centre (ESAC) in Villafranca (Spanien) zuständig. In das Bodensegment sind vier Bodenstationen eingebunden: Kiruna (Schweden), Svalbard (Norwegen), Aussaguel (Frankreich) und Kourou (Französisch-Guayana). Die Koordination und die Datenverteilung geschieht über das Erdbeobachtungszentrum der ESA ESRIN in Frascati bei Rom. Die Gesamtkoordination der Mission und des Bodensegments liegt in den Händen der ESA.