16.10.2020

Schrottspäher startklar

Deutsches Weltraumradar Gestra soll Überblick über Weltraumschrott behalten.

Im Weltraum ist immer mehr los: mehrere tausend Satelliten, Raum­fahrzeuge und andere Objekte ziehen auf Orbits zwischen 300 und 3000 Kilometern Höhe ihre Bahnen. Nicht nur abgeschaltete Satelliten und Raketen­oberstufen befinden sich dort, sondern auch hundert­tausende kleiner Trümmer. Satelliten und andere Weltraum­infra­struktur wie zum Beispiel die Internationale Raumstation ISS müssen deshalb rund um die Uhr beobachtet werden, um Kollisionen zu vermeiden. Aktive Objekte können gesteuert werden und Ausweich­manöver fliegen, inaktiver Weltraum­schrott wie ausgediente Satelliten­teile oder auch Rückstände von Raketen stellen eine potenzielle Gefahr dar.

 

Abb.: Vorderseite der phasengesteuerten Antenne von Gestra (Bild: DLR)
Abb.: Vorderseite der phasengesteuerten Antenne von Gestra (Bild: DLR)

Das Weltraumradar Gestra (German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar) kann Weltraum­objekte im erdnahen Orbit rund um die Uhr überwachen. Es ist in seiner Komplexität – mit jeweils 256 einzeln elektronisch ansteuerbaren Sende- und Empfangs­einheiten – und seinem Aufbau – mobil mit zwei getrennten Containern für Sender und Empfänger – einzigartig.

Am 13. Oktober 2020 wurde Gestra an seinem finalen Standort auf dem Bundeswehrgelände Schmidtenhöhe bei Koblenz eingeweiht: „Von hier aus wird das Experimental­radar einen entscheidenden Beitrag zur Sicherung unserer Satelliten im erdnahen Weltraum leisten. Gestra besteht aus einer Sende- und einer Empfangs­einheit, die beide hier aufgebaut sind. Mit ihnen können wir Weltraum­objekte im niedrigen Erdorbit detektieren und ihre Bahn vermessen. Von hier aus werden die Messdaten an das deutsche Weltraum­lage­zentrum nach Uedem gesendet. Dort entsteht ein umfangreicher Katalog, der uns rund um die Uhr über die Lage im All und mögliche Gefahren informiert“, erläutert Walther Pelzer, Vorstand des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), zuständig für das Raumfahrt­management. Pelzer ergänzt: „Wenn Gestra nach Abschluss aller Tests voraussichtlich Anfang 2021 seinen operativen Betrieb aufnimmt, erhält Deutschland erstmals unabhängig Daten für die Erstellung eines eigenen Katalogs von Objekten im niedrigen Erdorbit.“

Gestra ist das erste deutsche Weltraumradar: Das DLR Raumfahrt­management in Bonn hat Gestra mit Mitteln des Bundes­ministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) vom Fraunhofer Institut für Hoch­frequenz­physik und Radartechnik (FHR) in Wachtberg bei Bonn in den vergangenen fünf Jahren entwickeln und bauen lassen. In den letzten Monaten ist Gestra an seinem finalen Standort auf der Schmidtenhöhe bei Koblenz installiert worden. Die Daten des deutschen Experimental­radars werden im gemeinsam vom DLR Raumfahrt­management und der Luftwaffe in Uedem (Niederrhein) betriebenen Weltraum­lage­zentrum verarbeitet. Bereits vor einem Jahr, am 27. November 2019, hatte Gestra im Rahmen von Tests beim FHR in Wachtberg erste Signale von Weltraumobjekten empfangen. Die Finanzierung des Gestra-Betriebs erfolgt durch das Bundes­ministerium der Verteidigung.

Thomas Jarzombek (MdB), Koordinator der Bundes­regierung für die Luft- und Raumfahrt, stellt das neue Weltraum­radar in einen gesamtstaatlichen Kontext: „Satelliten sind längst unverzichtbar für Staat, Wirtschaft und Gesellschaft, Stichworte sind hier Navigations- und Kommunikations­dienste oder auch Erd­beobachtungs­daten. Wir erleben derzeit ein nahezu exponentielles Wachstum der Weltraumnutzung: Nach neuesten Zahlen kreisen heute mehr als 3000 aktive Satelliten um die Erde. Und in Zukunft werden es noch deutlich mehr werden.“
Angesichts dessen werde ein Weltraumlagebild immer wichtiger für den Schutz und die Nachhaltigkeit von Weltraum­aktivitäten. „Wir müssen genau wissen, wo sich die Satelliten und zehntausende Weltraum­schrott-Objekte zu einem gegebenen Zeitpunkt befinden, um katastrophale Kollisionen verhindern zu können“, so Jarzombek weiter.

Gestra ist auch auf europäischer Ebene im Rahmen des Projekts EUSST (European Space Surveillance and Tracking) eingebunden. Deutschland hat hier die Aufgabe, die Messdaten der zu EUSST beitragenden Sensoren zu einem europäischen Bahndatenkatalog zu verarbeiten. Aufgrund der hohen Geschwindig­keiten kann ein Satellit bei einer Kollision im Orbit vollständig zerstört werden. Die dabei entstehenden Trümmer erhöhen die Gefahr von Ketten­reaktionen und weiteren Kollisionen. Im Jahr 2009 gab es eine schwere Kollision: Damals stießen der amerikanische Satellit Iridium-33 und der inaktive russische Kosmos-2251 zusammen. Allein dieser Unfall verursachte mehr als 3000 messbare Schrottobjekte. Viele davon stellen bis heute eine Gefahr für Satelliten dar, die deshalb regelmäßig Ausweich­manöver fliegen müssen.

DLR / DE

 

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