Raumfahrt | 24. September 2014

Erfolgreiche Formationsänderung der Satelliten

Den Missionen TerraSAR-X und TanDEM-X standen wieder Tage der Veränderung ins Haus - und zwar die Änderung der Flugformation des Raumsegments. Der Grund dafür war der Übergang in eine neue Phase der Mission nachdem die Aufnahmen für das globale Höhenmodell Mitte September abgeschlossen wurden. Bis Ende 2015 werden mit der TanDEM-X-Mission neuartige Radartechniken und innovative Anwendungen erprobt.

Die veränderbare Fluggeometrie der beiden Satelliten bietet ein großes Spektrum an Möglichkeiten. Anstatt in einer Formation mit einem, aufgrund des Relativorbits, sehr geringen Mindestabstandes von 120 Metern zwischen TerraSAR-X und TanDEM-X, sollten die beiden nunmehr im Abstand von 76 Kilometern hintereinander fliegen - im sogenannten Pursuit Monostatic Mode. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Satelliten auf ihrer Bahn entspricht das einem zeitlichen Versatz von circa zehn Sekunden. Um TanDEM-X zu ermöglichen, die identische Szene auf der Erdoberfläche zu beobachten wie es der vor ihm befindliche TerraSAR-X getan hatte, muss die innerhalb der zehn Sekunden auftretende Drehung der Erdoberfläche kompensiert werden. Das wird durch eine seitliche Verschiebung der TanDEM-X-Bahn (Drehung des aufsteigenden Knotens) um etwa fünf Kilometer erreicht. Die Orbits beider Satelliten sind daher in der Form und Größe nahezu identisch (der TanDEM-X-Satellit fliegt weiterhin eine Helix), nicht jedoch hinsichtlich ihrer jeweiligen Lage im Raum. Insgesamt wurden von TanDEM-X 15 Bahnmanöver ausgeführt, um die neue Formation mit TerraSAR-X einzustellen.##markend##

Das Flugbetriebsteam des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums (GSOC) sowie beteiligte Wissenschaftler des Instituts für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme und des Earth Observation Center (EOC) bereiteten die Aktivitäten der sogenannten Wartungsphasen vor und führten sie wie geplant durch. Dabei war einiges zu beachten, denn die TerraSAR-X-Mission, die einzelne Bildaufnahmen der Erdoberfläche macht, musste kontrolliert unterbrochen und nach erfolgter Wartungsphase neu gestartet werden. Als die beiden Satelliten noch in enger Formation flogen galten sie aus Bodenstationssicht nur als ein Satellit. Das Bodenstationskonzept für zwei Satelliten, die hintereinander herfliegen musste daher angepasst werden. Auch die Dauer der notwendigen Orbitkontrollmanöver war ungewöhnlich, sodass einige Fragen geklärt werden mussten bevor das finale „Go“ für den Beginn der Wartungsphase gegeben werden konnte.

Dank der gewissenhaften Planung gab es während der Durchführung keine Überraschung. Alles verlief wie erwartet als das erste Manöver am Mittwoch, den 17. September 2014, TanDEM-X in eine sogenannte Drift brachte, er sich damit also von TerraSAR-X weg bewegte. Während dieser Driftphase fanden die zehn Manöver in orbitnormaler Richtung, das heißt senkrecht zur Bahnebene, statt. Am 20. September 2014 wurde der finale TanDEM-X-Orbit mittels dreier Orbitkontrollmanöver in tangentialer Richtung feineingestellt. Seit letztem Montag läuft eine Kalibrierungsphase auf TanDEM-X, mittels welcher nachgewiesen wird, dass der Satellit auch in der neuen Formation in der Lage ist, die TerraSAR-X-Mission durchzuführen. Parallel dazu wird der Pursuit Monostatic Mode sowie die dazu notwendige Prozessierungskette bis zum 25. September getestet.

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