Bereich Radar zur Weltraumlageerfassung (RWL)

Mehrere Jahre hat er aus dem Orbit den Wind beobachtet – 2023 ließ die ESA den Satelliten kontrolliert in die Erdatmosphäre eintreten und verbleibende Trümmerteile gezielt abstürzen. Beobachtet wurde das Ereignis vom Weltraumbeobachtungsradar TIRA des Fraunhofer FHR. 

Es wird immer voller im erdnahen Orbit: Nicht nur ziehen dort zunehmend mehr Satelliten ihre Bahnen, auch steigt die Menge an Weltraumschrott. Weltraumbehörden gehen daher dazu über, Satelliten nach ihren Missionen kontrolliert wieder auf die Erde stürzen zu lassen. Zum größten Teil verglühen diese beim Wiedereintritt in die Atmosphäre, eventuelle Reste lässt man in den Ozean fallen, um niemanden zu gefährden. Mittlerweile werden die meisten der kürzlich und künftig gebauten Satelliten bereits bei der Konstruktion für einen solchen Wiedereintritt ausgelegt. Die European Space Agency ESA hat im Juli 2023 erstmals einen Satelliten kontrolliert in die Erdatmosphäre Wiedereintreten lassen, der in den späten 1990er Jahren entwickelt wurde und daher noch nicht für dieses Prozedere ausgelegt war: Den Satelliten Aeolus, der seit August 2018 globale Windprofile von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von 30 Kilometern ermittelte.

Daten des Radars TIRA unterstützten

Der kontrollierte Wiedereintritt forderte die Expertinnen und Experten der ESA: Mit dem restlichen Treibstoff des Satelliten führten sie eine Reihe von Zündungen durch, um Aeolus in die beste Position für den Wiedereintritt zu bringen. Unterstützung erhielten sie dabei vom Fraunhofer FHR, genauer gesagt vom Weltraumbeobachtungsradar TIRA mit seiner 34-Meter-großen Parabolantenne. Dieses sollte, so der Auftrag des Weltraumlagezentrums, das eng mit der ESA kooperiert, den Wiedereintritt von Aeolus verfolgen, wann immer der Satellit von Deutschland aus zu sehen war. Die erhobenen Daten wurden unmittelbar nach jeder Radarbeobachtung zum Weltraumlagezentrum und zur ESA geschickt: Hatten die durchgeführten Manöver den beabsichtigten Effekt? Eine elementare Information für die Ingenieure des Weltraumlagezentrums: Denn so konnten sie abschätzen, ob auch die nächsten Schritte wie gewünscht verlaufen würden. Die Informationen, die die Forschenden des Fraunhofer FHR bereitstellten, umfassten zudem Voraussagen zum Wiedereintritt des Satelliten, zeitlich ebenso wie örtlich. Anders gesagt: Wann würden die übrig gebliebenen Teile wo herunterkommen?

TIRA erstellte jedoch nicht nur Trackinginformationen, sondern auch Abbildungen des Satelliten: Wie ist der Status von Aeolus? Waren bereits vor dem Wiedereintritt Beschädigungen vorhanden? Dies schien nicht der Fall zu sein: Die Radardaten zeigte das große ALADIN Teleskop, also die Hauptnutzlast, ebenso wie die Solarpaneele. Ein weiteres Ergebnis: Der Satellit wies in den finalen Stationen des Wiedereintritts eine leichte intrinsische Rotation auf, er drehte sich also leicht.

Die Daten helfen der Forschung auf dem Gebiet des Satellitenwiedereintritts

Nach dem Wiedereintritt schicken die Forschenden einen ausführlichen Report an das Weltraumlagezentrum und die ESA. Schließlich sind die Daten, die TIRA gesammelt hat, nicht nur für den Wiedereintritt von Aeolus interessant, sondern ebenso für die Simulation und Modellierung künftiger Wiedereintritte – denn entsprechende Daten sind rar, das Forschungsfeld hingegen aktiv. Die Daten können Forschenden dabei helfen, Wiedereintritte von Satelliten besser zu verstehen, Unsicherheiten zu reduzieren und präzisere Prognosen zu erstellen. Bereits jetzt treten zahlreiche Satelliten an ihrem Lebensende wieder in die Erdatmosphäre ein, und durch die zunehmende Fülle im erdnahen Orbit wird dies in den kommenden Jahren sicherlich noch häufiger der Fall sein.