Der Tan­DEM-X-Sa­tel­lit

Der Satellit
Der Sa­tel­lit
Credit: DLR

Der Satellit

Die Sa­tel­li­tenab­bil­dung gilt für Ter­ra­SAR-X und Tan­DEM-X. Bei­de Sa­tel­li­ten sind na­he­zu bau­gleich.

Der TanDEM-X-Satellit ist im Wesentlichen ein Nachbau des TerraSAR-X-Satelliten. Die Idee zur TanDEM-X-Mission entstand während der Entwicklung des TerraSAR-X-Satelliten. Um sie zu verwirklichen, musste die Konstruktion des Synthetic-Aperture-Radars auf TerraSAR-X geringfügig angepasst werden, um einen Betrieb mit zwei synchron arbeitenden Radargeräten zu ermöglichen. Im Bussystem waren die Änderungen bei TerraSAR-X auf die Software beschränkt, während bei TanDEM-X auch die Hardware in begrenztem Maß erweitert wurde, um den Formationsflug der beiden Satelliten zu ermöglichen.

Der Satellit misst fünf Meter in der Länge und 2,4 Meter im Durchmesser. Sein sechseckiger Querschnitt passt genau unter die Nutzlastverkleidung der DNEPR-Rakete. Die 80 Zentimeter breite SAR-Antenne ist rechts zur Satellitenbahn auf die Erde ausgerichtet. Auf Grund der sonnensynchronen Kreisbahn kann die Energieversorgung über ein an der linken Seite des Satelliten fest installiertes Solarpanel erfolgen. Die SAR-Messdaten werden in demselben Frequenzband an die Bodenstationen übermittelt, das auch vom Radar verwendet wird. Um gegenseitige Störungen zu vermeiden, ist die Datenübertragungsantenne an einem Mast montiert, der kurz nach dem Start im Orbit ausgeklappt wird.

Der Satellit TanDEM-X verfügt über ein zusätzliches Antriebssystem, das mit Hochdruck-Stickstoffgas arbeitet. Dieses Kaltgassystem liefert schwächere Impulse als der Hydrazin-Antrieb, den die beiden Satelliten für Bahnkorrekturen verwenden und unterstützt den Formationsflug durch feine Bahnkorrekturen des TanDEM-X-Satelliten. Über einen zusätzlichen Empfänger erhält TanDEM-X Informationen zur TerraSAR-X-Position und -Geschwindigkeit. Mit diesen Daten und Algorithmen des DLR werden auf TanDEM-X Versuche zum TAFF (TanDEM-X Autonomous Formation Flying) durchgeführt.

Der Helix-Orbit

Die Umlaufbahnen von TerraSAR-X und TanDEM-X sind wie die Stränge einer Doppelhelix gegeneinander verdreht. Sie liegen so im Raum, dass sie über dem Äquator horizontal und über den Polen vertikal versetzt sind. Dadurch kreuzen sich die Bahnen niemals und die Satelliten können beliebig in Flugrichtung gegeneinander verschoben werden. Die schrauben- oder helixförmige Bewegung der Satelliten ermöglicht so einen sicheren Betrieb ohne die Notwendigkeit einer autonomen Kontrolle.

Der Helix-Orbit
Der Helix-Orbit
Die Umlaufbahnen von TerraSAR-X und TanDEM-X sind wie die Stränge einer Doppelhelix gegeneinander verdreht. Sie liegen so im Raum, dass sie über dem Äquator horizontal und über den Polen vertikal versetzt sind. Dadurch kreuzen sich die Bahnen niemals und die Satelliten können beliebig in Flugrichtung gegeneinander verschoben werden.
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Die Abstände der beiden Satelliten zueinander bewegen sich in Flugrichtung zwischen null und 1.000 Metern und quer zwischen 200 und 500 Metern. Je nach Anwendung lässt sich der Abstand in Flugrichtung für eine bestimmte geografische Breite optimieren. Aus den beiden Umlaufbahnen erklären sich auch die beiden etablierten Messverfahren Across-track- und Along-track-Interferometrie. Die beiden Satelliten fliegen schräg versetzt zueinander. Wählt man als Basis des Interferometers die Verbindungslinie der beiden Instrumente senkrecht zur Flugrichtung, so arbeitet man im Across-track-Modus. Beim Alongtrack-Modus ist die Verbindungslinie in Flugrichtung maßgebend.

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