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50 Jahre DLR Satellitenbodenstation Weilheim: 1967-2017

Einstieg der Bundesrepublik in die Raumfahrt und Auftrag für die DVL

Nachdem die Bundesrepublik Deutschland in den 1960er Jahren beschlossen hatte, aktiv in der Raumfahrtforschung mitzuwirken und auch ein nationales Raumfahrtprogramm auflegte, sollte eine eigene zentrale Bodenstation in Deutschland gebaut werden. Das Bundesministerium für wissenschaftliche Forschung beauftragte mit Schreiben vom 28. Oktober 1966 die DVL – die Deutsche Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt – mit der Projektierung, dem Aufbau und dem Betrieb der Z-DBS, der Zentralstation des Deutschen Bodenstationssystems. Außerdem sollte die DVL an der Planung und Errichtung von drei Echtzeit-Telemetrie-Stationen in polaren Regionen mitwirken. Für diese Aufgaben gab es eine feste Terminvorgabe – nämlich den Start des ersten deutschen Forschungssatelliten AZUR, der den Strahlungsgürtel der Erde vermessen sollte. Dieser war für den Herbst 1968 geplant, verschob sich allerdings später um ein Jahr.

Projekt Z-DBS - Zentralstation des Deutschen Bodenstationssystems

In der DVL gab es zu diesem Zeitpunkt in Oberpfaffenhofen am Institut für Flugfunk und Mikrowellen bereits eine Projektgruppe unter Leitung von Dr. Werner Fogy, die sich mit Aufgaben der Elektronik in der Luft- und Raumfahrt beschäftigte und bereits Erfahrungen mit Nachrichten- und Signalübertragung im Hochfrequenzbereich, Bahnvermessung von Flugkörpern sowie Antennenbau hatte. Daher wurde sie mit dem „Projekt Z-DBS“ beauftragt. Gestützt auf bereits vorliegende eigene Studien sowie auf NASA- und ESRO-Unterlagen wurden unter Hochdruck drei Ausbaustufen spezifiziert, die von Anfang an auch weitere Satelliten-Missionen berücksichtigten. Die erste Stufe deckte die für den Start von AZUR nötigen Bereiche Telemetrie, Telekommando und Datenüberwachung ab: In Weilheim mit Antennen für Realtime-Telemetrie, Telekommando und einem Betriebsgebäude mit Datenzentrum – an den polaren deutschen Bodenstationen (P-DBS) in Kevo / Finnland, Ft. Churchill / Kanada und Reykjavik / Island je eine Realtime-Empfangsantenne.

Die Standortwahl fiel auf die Lichtenau - ein abgelegenes Hochplateau etwa 5 km nordwestlich von Weilheim. Dieses Gelände erwies sich für das Vorhaben als besonders geeignet, da es nur dünn besiedelt war und in seiner näheren Umgebung größere Industriebetriebe weder vorhanden noch geplant waren. Auch hatte der Boden mit einer bis zu 15 m dicken Steinlehmschicht den Vorteil einer enorm hohen Belastbarkeit. Für den Erwerb der ausgewählten Fläche mussten – teilweise sehr schwierige und langwierige – Verhandlungen mit 15 Grundeigentümern geführt werden. Letztlich gelang es dem Ingenieur Ludwig Walk, dem Sonderbeauftragten der DVL, 17 Waldparzellen und eine Wiese als geschlossene Fläche zu erwerben. Dank der Unterstützung von diversen Ministerien, Ämtern und Verbänden konnte der sehr enge Terminplan eingehalten werden und die Bauarbeiten an der Satellitenbodenstation begannen am 2.11.1967. Bereits am 20.11. konnte der Grundstein von dem Bundesfinanzminister Franz-Josef Strauß im Beisein vieler Gäste gelegt werden. Für Strauß war dieses das Symbol für den Eintritt der Bundesrepublik in das Zeitalter der Weltraumfahrt und -forschung.

links: Rodungsarbeiten auf dem Gelände in der Lichtenau rechts: Bundesminister Dr. Franz-Josef Strauß bei der Grundsteinlegung des Stationsgebäudes für die Zentralstation des Deutschen Bodenstationssystems (Z-DBS). Hinter dem Minister von links nach rechts: Direktor Dr. Stock, Professor Dr. Quick (Vorstandsvorsitzender der DVL), Architekt Dipl.-Ing. Hammer und ein Rundfunkreporter.

Auftrag für ein Satellitenkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen - Start des ersten deutschen Satelliten

Ursprünglich war vorgesehen, dass die Echtzeit-Satellitenkontrolle sowie Koordination und Integration des Bodenstationssystems komplett von der Z-DBS durchgeführt werden sollten. Im Fortgang der Projektarbeiten stellte sich aber heraus, dass dafür die Ressourcen absolut unzureichend waren. So wurde beschlossen, zusätzlich das Deutsche Satellitenkontrollzentrum (GCC) in Oberpfaffenhofen zu errichten. Alle nötigen Arbeiten und Tests konnten bis zum Start von AZUR zwei Jahre später am 8.11.1969 erfolgreich abgeschlossen werden. In den ersten acht Tagen lag die Missions­führung beim Goddard Space Flight Center der NASA Hier waren Mitarbeiter des GCC aus Oberpfaffenhofen gemeinsam mit den Experten der NASA tätig. Am 15.11. übernahm das GCC die volle Betriebsverantwortung. Die Bodenstation in Weilheim nahm bereits mit dem Start von AZUR den Betrieb auf. Im Verlauf der Mission konnte das deutsche Bodenbetriebssystem seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen, wofür es im In- und Ausland große Anerkennung fand.

Links: Aufbau der Aufbau der Sendeantenne (Telekommando), rechts: Die Gestelle und die Telemetrie-Konsole im Hauptbetriebs­raum waren schon aufgebaut, hatten aber noch etliche „Lücken“, die gefüllt werden mussten.

Innenaufnahme des Hauptbetriebsraums der neu errichteten Zentralstation des Deutschen Boden­stations­­systems (Z-DBS) mit der Antennensteuerkonsole und den Sende- und Empfangsanlagen; Personen von links nach rechts: Wilhelm Krämer, Siegfried Kempf, Ludwig Kolbeck, Ferdinand Feierabend

In Oberpfaffenhofen wurden im Institut für Flugfunk und Mikrowellen die Programme für die Steuerungsaufgaben in der Programmiersprache FORTRAN geschrieben und auf Lochkarten gestanzt. Da das Testen nur in der Station möglich war, waren regelmäßig und häufig Fahrten nach Weilheim erforderlich – immer mit sperrigen Kästen voller Lochkarten.

Umstrukturierung - das GSOC (German Space Operations Center) entsteht

Im Sinne eines modernen Managements wurden 1970 mit einer Umstrukturierung alle zum Betrieb von Satelliten und Sonden erforderlichen Bodenanlagen organisatorisch in der neu gegründeten Zentralabteilung Satellitenbetrieb (GSOC) zusammengefasst. Dazu gehörten neben der Station in Weilheim das GCC in Oberpfaffenhofen und die bis dahin von der GfW betreuten polaren deutschen Bodenstationen. Die Projektgruppe aus dem Institut für Flugfunk und Mikrowellen wurde diesem Institut wieder eingegliedert und erhielt in Folge die Aufträge für den weiteren Ausbau der Z-DBS vom GSOC.

Nach fünf Jahren erfolgreich in allen Bereichen: von der Erdbeobachtung bis zu Deep Space

Nach dem erfolgreichen Abschluss von AZUR ging es unter starkem Termindruck und mit hohem Einsatz aller Beteiligten weiter, um die Station für die nächsten Missionen auszubauen – unter dem Aspekt, sie möglichst projektunabhängig und vielseitig einsetzen zu können. Dabei wurde der automatisierte Betrieb weiter vervollkommnet. Neben Erweiterungen und Modifikationen der Ausbaustufe I wurden auch die polaren Stationen ausgebaut und weitgehend automatisiert. Sie erhielten mobile Container mit Telekommando-Anlagen. In der Ausbaustufe II wurde ein hochpräzises 136/138-MHz-Interferometer mit drei schwenkbaren Antennen zur Bahnvermessung von Satelliten gebaut – eine bis dahin weltweit einmalige Konzeption in diesem Frequenzbereich. Diese Anlage kam 1974 erstmals zum Einsatz für den deutsch-französischen Nachrichtensatelliten SYMPHONIE A. Für die Ausbaustufe III stand die Sonnensonden-Mission HELIOS – eine Kooperation mit der NASA – im Fokus. Dafür wurde eine 30 m-Antenne mit einem eigenen Betriebsgebäude errichtet.

Mit Errichtung und Inbetriebnahme der HELIOS-Kommandostation mit der 30-m-Antenne und dem Betriebsgebäude 2 ist die Ausbaustufe III abgeschlossen. Im Hintergrund (Mitte) die Rhomben der Interferometer-Anlage zur Bahnvermessung von Satelliten. Hinten rechts die VHF-Antennen für Telemetrie und Telekommando.

Mit diesen Missionen hatte das GSOC nach fünf Jahren Betrieb die ganze Bandbreite von Raumfahrtprojekten in schneller Folge erfolgreich durchgeführt: Forschungssatelliten im erdnahen Orbit, Nachrichtensatelliten im geostationären Orbit und Raumsonden in den Tiefen des Alls. In der Folge wurde kontinuierlich erweitert, umgebaut und modernisiert und so konnte die Bodenstation bis heute mehr als 170 Missionen erfolgreich unterstützen.