In Zusammenarbeit mit Baader Planetarium, Planewave und Andor hat die Swedish Space Cooperation (SSC) in den letzten 1,5 Jahren eine Bodenstation für die Satellitenverfolgung entwickelt. Vor ein paar Tagen fand ein erster erfolgreicher Testlauf im Werk von Baader Planetarium statt.
Die Entwicklung ist Teil des SSC-Programms Space Situational Awareness (SSA), mit dem ein Beitrag zu einer sichereren und nachhaltigeren Nutzung des erdnahen Weltraums geleistet werden soll, da die Zahl der Objekte im Erdorbit in rasantem Tempo weiter zunimmt. Ziel der Tests war es, durch die Kombination der hochwertigsten Einzelkomponenten sicherzustellen, dass die Station so effizient wie möglich hochpräzise SSA-Daten erzeugt.
Als Schutzkonstruktion wurde ein 3,5 m großer Allsky Dome von Baader Planetarium gewählt. Diese Kuppelkonstruktion ist für Weltraum- und Satellitenanwendungen konzipiert. Sie ermöglicht eine vollständige Öffnung und damit einen Überblick über den gesamten Himmel ohne bewegliche Teile und damit minimalen Verschleiß. Für den geplanten Aufstellungsort in Australien ist dies die perfekte Konstruktion für die dortigen atmosphärischen Bedingungen. Sie ermöglicht es dem Teleskop, Satelliten auch in sehr niedrigen Umlaufbahnen kontinuierlich zu verfolgen. Es ist auch möglich, so genannten "Weltraumschrott" zu beobachten, also nicht steuerbare Raketenteile, Satellitentrümmer oder ausgediente Satelliten, die im Orbit kreisen und eine Gefahr für die Raumfahrt darstellen.
Je größer das Teleskop und je empfindlicher die Kamera, desto kleinere Satelliten oder Trümmerteile können in der Erdumlaufbahn beobachtet werden. Das große Planewave-Teleskop der Station, das optisch an die Anforderungen der SSC angepasst wurde, ermöglicht es in Verbindung mit der Andor-Kamera, selbst sehr schwache Reflexionen des Sonnenlichts von den Satelliten aufzunehmen. Durch die Schnelligkeit der Planewave L-Montierung, auf der diese Komponenten montiert sind, können selbst kleine Objekte im niedrigen Erdorbit in einer Nacht in großer Zahl vermessen werden. Damit diese Kombination von Technik verschiedener Hersteller harmoniert, muss die Steuerungssoftware alle Einzelkomponenten in einer Benutzeroberfläche vereinen, was die Programmierer des SSC geschafft haben.
Ob tatsächlich alles wie geplant funktioniert, sollte bei einem Test bei Baader Planetarium, wo die komplexe mechanisch-technische Integration stattfand, überprüft werden. Zu diesem Zweck verbrachte ein vierköpfiges Team des SSC unter der Leitung von Programmleiter Jacob Ask eine Woche im Werk in Mammendorf.
Erste Tests im Werk von Baader Planetarium
Am ersten Tag wurde die Kuppel überprüft, was sehr schnell und einfach vonstatten ging. Sie funktionierte einwandfrei und harmonierte mit dem Programm von SSC, mit dem die Kuppelsegmente über deren IT gesteuert wurden.
Da für Mittwoch die einzige klare Nacht bevorstand, bestand ein gewisser Zeitdruck, um zumindest die Hauptkomponenten (Montierung und Kamera) an einen leistungsstarken, von SSC vorprogrammierten Server anzuschließen und zum Laufen zu bringen. Nur zwei Stunden nachdem das System die Werkshalle zum ersten Mal verlassen hatte, wurden die ersten Photonen eines Sterns auf dem großen Sensor der Kamera registriert, so dass die Kamera fokussiert werden konnte. Es war bereits ersichtlich, dass alle Anpassungen sowie die Justierung der Optik korrekt waren. Mit zunehmender Dunkelheit tauchten immer mehr Sterne auf und es konnte eine so genannte Alignment-Prozedur eingeleitet werden, d.h. das Teleskop fotografiert viele verschiedene Himmelsfelder, analysiert die Sternmuster und eine Software ermittelt daraus seine Orientierung am Himmel sowie den Ausgleich der Erdrotation. Diese Prozedur war in weniger als einer Stunde abgeschlossen, und die Bilder der Sterne waren wie erwartet. Ermutigt durch diesen schnellen Erfolg wurden anschließend die Bahnelemente eines gerade vorbeiziehenden Satelliten in das TLE-Format eingegeben. Die SSC-Software berechnete seine Bewegung, übertrug die Daten an die Montierung, die dem Satelliten folgte, während die Andor-Kamera Bilder aufnahm. Bereits auf dem ersten Bild erschien der Satellit als sauber verfolgter Punkt, während die Sterne im Hintergrund durch die Bewegung der dem Satelliten folgenden L-Montierung zu Streifen verzerrt wurden. Danach wurden weitere Satelliten nachgeführt, und das Ergebnis war immer dasselbe.
Wir sind mit diesen Tests sehr zufrieden. Durch die Kombination von großartigen Ideen und Produkten, innovativem Code und zuverlässigen und visionären Partnern wird diese SSA-Station bald ihre Arbeit für eine sicherere Erdumlaufbahn aufnehmen, sagt Jacob Ask, SSA-Programmdirektor bei SSC.
Erster Satellit, der mit der Ausrüstung verfolgt wird
Testbild des Großen Orionnebels M42 mit 10s Belichtungszeit
Keiner der Beteiligten aus dem SCC und Baader Planetarium Team hatte mit einem so schnellen Erfolg gerechnet, und nach drei Stunden waren die Tests bereits abgeschlossen und der Final Acceptance Test (FAT) erfolgreich. In den folgenden Tagen wurde noch an der Programmierung der SSC-Software gefeilt, bevor die Geräte wieder abgebaut und für den Versand nach Australien vorbereitet wurden. Dank der Kombination aus großartigen Ideen und Produkten, innovativem Code und zuverlässigen und visionären Partnern wurde dieser SSA-Stationsentwurf geboren und wird schon bald seine Arbeit für eine sicherere Erdumlaufbahn aufnehmen.
Die Infrastruktur zur Space Situational Awareness wird jetzt in der neuen Satellitenverfolgungsstation des SSC im Western Australia Space Center, 400 Kilometer nordöstlich von Perth, installiert. Das große Planewave-Teleskop und die Hochgeschwindigkeitskamera Andor ermöglichen es, selbst sehr schwache Reflexionen des Sonnenlichts von den Satelliten aufzuzeichnen, so dass eine große Anzahl kleiner Objekte in der erdnahen Umlaufbahn in einer einzigen Nacht erfasst werden kann.
Der 3.5m Allsky Dome von Baader Planetarium funktioniert sehr gut mit den atmosphärischen Bedingungen an unserem geplanten Aufstellungsort in Australien. Die Infrastruktur ermöglicht es dem Teleskop, Satelliten und Weltraummüll auch in sehr niedrigen Umlaufbahnen kontinuierlich zu verfolgen", sagt Jacob Ask, SSA-Programmdirektor am SSC.
Über den Autor: Michael Risch
Seit er als kleines Kind die letzte Mondlandung gesehen hat, interessiert sich Michael für Astronomie und Raumfahrt.1981 wurde er Mitglied im Verein der Amateurastrononen des Saarlandes und hat als Vorstandsmitglied den Aufbau der Sternwarte Peterberg begleitet. Als Mitbegründer und erster Webmaster von www.astronomie.de hat er zahlreiche Ideen und Berichte zu astronomischen- und Raumfahrtthemen zum ersten deutschen Astronomieportal beigesteuert. In der Praxis hat er sich mit Planeten- und Kometen, Sonne, Deep Sky- sowie TWAN-Style Fotografie befasst, auch auf Fernreisen u.a. zu 7 totalen Sonnenfinsternissen. Als langjähriger wissenschaftlicher Lektor hat er "Nordlicht und Sterne" Reisen in den Polarkreis geleitet. Michael hat viele eigene Fotos und Artikel in Fachzeitschriften veröffentlicht und mit seinem Kollegen Martin Rietze für "Color Foto" Kapitel für die Bücher Fotoschule und Extremfotografie verfasst.
Bei Baader-Planetarium ist er im Sternwarten-Projektteam und wird im In- und Ausland für Vorträge gebucht. Ferner ist er Fachberater für Observatorien, Kuppeln, High End Montierungen, Teleskope und vieles mehr.
