„Vom Wasserwerk zur Sternwarte“ – über den Dächern von Stuttgart, auf der nur wenige hundert Meter südlich vom Hauptbahnhof gelegenen Uhlandshöhe, entstand 1921 neben dem 1893 dort errichteten Wasserwerk unter der Ägide des Astronomie-Vereins „Schwäbische Sternwarte e.V.“ ein kleines Observatorium für die Sternenfreunde. Seither finden die dort durchgeführten öffentlichen Führungen regen Zuspruch und großes Interesse.
Seit 2013 ist auch das Institut für Technische Physik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit einem Forschungsobservatorium zur Beobachtung von Weltraumschrott an der Sternwarte auf der Uhlandshöhe vertreten. Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker erproben dort gemeinsam verschiedene Instrumentarien zur lasergestützten Bahnbestimmung von Trümmerteilen im All. Die Nähe zum DLR-Standort Stuttgart ermöglicht es den Forschern bei guten Beobachtungsbedingungen kurzfristig und flexibel Messkampagnen und apparative Modifikationen durchzuführen.
Herzstück der Beobachtungsstation mit der 3,6 Meter großen Schalenkuppel ist ein 17-Zoll Dall-Kirkham-Spiegelteleskop, mit dem die DLR-Forscher die schnell fliegenden Objekte im Orbit beobachten. Herausfordernd sind dabei die für Teleskope geradezu rasanten Bewegungsabläufe, um die Nachführung des Sichtfeldes auf die Trümmerteile zu realisieren. Hochsensitive Kameratechnik ermöglicht die passiv optische Beobachtung der Objekte, wenn diese in der Dämmerungsphase von der Sonne angestrahlt werden und am noch oder bereits dunklen Himmel sichtbar werden. Von Stuttgart aus haben die DLR-Forscher so bislang bis zu zehn Zentimeter kleine Objekte in Satellitenumlaufbahnen erfolgreich detektiert.
In einer weiteren Ausbaustufe werden die DLR-Forscher für die Entfernungsmessung von Objekten im Weltall die aktive Beleuchtung mittels eines Pulslasers einsetzen. Aus der Laufzeit von Laserpulsen, die diese vom Laser zu einem Trümmerteil und wieder zurück zu einem Beobachtungsteleskop benötigen, lässt sich die Entfernung des Objekts bis auf wenige Meter genau bestimmen.
Aus mehreren Entfernungsmessungen und den zugehörigen Positionsbestimmungen am Himmel kann die exakte Umlaufbahn eines Schrottteilchens berechnet werden und somit frühzeitig mögliche Kollisionsgefahren mit anderen Objekten oder Satelliten vorhergesagt werden.