21.03.2024

Startschuss für zwei neue europäische Navigations-Missionen

Ziel ist ein terrestrischer Referenzrahmen mit einer Genauigkeit von einem Millimeter und einer Langzeitstabilität von einem Zehntel Millimeter pro Jahr.

Die europäische Raumfahrtbehörde Esa hat mit mehreren europäischen Unternehmen Verträge im Gesamtwert von 233 Millionen Euro für die Entwicklung von Genesis und ein LEO-PNT unterzeichnet, zwei neuen Missionen im Rahmen des FutureNAV-Programms, die Europa weltweit an der Spitze der Satelliten-Navigation halten wird. „Mit Genesis und LEO-PNT reagieren wir auf den schnell wachsenden Bedarf an einer widerstandsfähigeren und präziseren Navigation und stellen sicher, dass Europa in der globalen Satelliten-Navigation, dem größten nachgelagerten Raumfahrtmarkt, führend ist. Ich freue mich, dass unsere wettbewerbsfähige Industrie diese beiden Missionen zum Leben erweckt", sagt Javier Benedicto, Esa-Direktor für Navigation.

Abb.: Ein Satellit der LEO-PNT-Konstellation im Erdorbit (künstlerische...
Abb.: Ein Satellit der LEO-PNT-Konstellation im Erdorbit (künstlerische Darstellung).
Quelle: Esa

Die Missionen wurden auf der ESA-Ministerratstagung 2022 im Rahmen des FutureNAV-Programms im ESA-Direktorat für Navigation genehmigt. FutureNAV ermöglicht es der ESA, auf Trends und Bedürfnisse im Bereich der Ortung, Navigation und Zeitmessung zu reagieren, und Europa, auf dem neuesten Stand der Satelliten-Navigations-Technologie zu halten.

Genesis wird zu einem hochgradig verbesserten internationalen terrestrischen Referenzrahmen, kurz IRTF, der Erde mit einer Genauigkeit von einem Millimeter und einer Langzeitstabilität von einem Zehntel Millimeter pro Jahr beitragen und ein Koordinatensystem für die strengsten Navigationsanwendungen auf unserem Planeten liefern.

Das ITRF dient als Referenz für alle Weltraum- und bodengestützten Beobachtungen für die Navigation und die Geowissenschaften. Ein aktualisierter ITRF wird unmittelbare Vorteile für satellitenbasierte Systeme haben und sich auf galileofähige Anwendungen in Bereichen wie Luftfahrt, Verkehrsmanagement, autonome Fahrzeuge, Ortung und Navigation auswirken.

Darüber hinaus wird ein verbessertes ITRF unzähligen anderen Bereichen zugutekommen: Meteorologie, Vorhersage von Naturgefahren, Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels, Landbewirtschaftung und Vermessung, Untersuchung von Gravitations- und nicht-Gravitationskräften, um nur ein paar Beispiele zu nennen.

Die extreme Genauigkeit von Genesis wird durch die gemeinsame Anwendung der wichtigsten geodätischen Techniken erreicht: Satelliten-Navigation, VLBI, Laser-Ranging per Satellit. Das ermöglicht, Verzerrungen zu bestimmen und sie für eine überragende Präzision zu korrigieren. Synchronisiert werden die Instrumente durch einen ultra-stabilen Oszillator.

LEO-PNT, die Abkürzung steht für Low Earth Orbit Positioning Navigation and Timing, ist eine kleine Konstellation von Demonstrationssatelliten, die in der Nähe der Erde fliegen und die Nutzung neuartiger Signale und Frequenzbänder testen wird, wodurch eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit, Genauigkeit und Geschwindigkeit in der Navigation erreicht wird, die potenziell eine lange Liste neuer Anwendungen und Dienste ermöglichen wird.

Die Konstellation wird die Vorteile der Zusammenarbeit mit Galileo und anderen globalen Navigationssatellitensystemen in einem mehrschichtigen Ansatz demonstrieren. LEO-PNT wird Signale sicherstellen, die die Robustheit der bestehenden GNSS in der mittleren Erdumlaufbahn verbessern, etwa gegenüber Naturphänomenen und Interferenzen, und Dienste an Orten bereitstellen, die von den heutigen Satelliten-Navigationssystemen nicht erreicht werden können, wie tiefe Stadtgebiete und sogar Innenräume. Diese Mission wird auch die Fähigkeit einer LEO-Navigationskonstellation demonstrieren, um eine Überwachungsfunktion für Galileo- und EGNOS-Signale aus dem Weltraum zu bieten.

Ein weiteres Ziel der Mission ist es, die Interoperabilität von PNT mit offenen Kommunikationsstandards, einschließlich 5G/6G, zu demonstrieren und so die Tür zu neuen Anwendungen für Internet der Dinge, Notfalldienste und Daten mit geringer Latenz für Ortung und Zeitmessung zu öffnen.

Die Anwendungen, die eine Navigationskonstellation in der erdnahen Umlaufbahn zusammen mit den bestehenden GNSS ermöglichen kann, reichen vom Verkehr, einschließlich Automobilen, autonomen Fahrzeugen, Bahn und maritimer und digitaler Mobilität im Allgemeinen, über kritische Infrastruktur und mobilen Geräten bis zur Verfolgung von Vermögenswerten selbst in Innenräumen.

Der Start des Genesis-Satelliten ist für 2028 geplant, gefolgt von einer jahrelangen wissenschaftlichen Nutzung. Die gesamte LEO-PNT- Konstellation soll bis 2027 in der Umlaufbahn sein.

Esa / RK

Weitere Infos

ESA – European Space Agency



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