Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
Weltraum: Lage von Objekten präzise erfassen
Nicht nur auf Straßen in Ballungsgebieten herrscht eine hohe Verkehrsdichte. Auch der erdnahe Weltraum ist sehr verkehrsreich und teilweise überfüllt: Er ist übersät mit aktiven Satelliten sowie Weltraumschrott – ihre Dichte nimmt rasant zu.
Diese Rushhour im All geht mit steigenden Gefahren einher: Bei Zusammenstößen können Satelliten zerstört und die für die Gesellschaft wichtige Infrastruktur (z. B. Navigations- oder Kommunikationssatelliten) beeinträchtigt werden. Es ist daher unabdingbar, Weltraumobjekte zu erfassen, zu überwachen und zu verfolgen: Hat man diese stets im Blick, können bei drohender Gefahr rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, wie Ausweichmanöver von Satelliten.
GESTRA und TIRA: Hand in Hand
Die Radaranlagen, die das Geschäftsfeld Weltraum des Fraunhofer FHR erforscht und entwickelt, sind für die Überwachung, die Beobachtung und die Identifikation von Objekten im erdnahen Weltraum bestens geeignet. Dabei ergänzen sich die beiden Radarsysteme TIRA und GESTRA optimal. Das Radarsystem GESTRA, das im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR entwickelt wurde, erlaubt eine kontinuierliche Überwachung im großen Raum – mit ihm lassen sich die Bahndaten von vielen Objekten gleichzeitig ermitteln. Zudem können über GESTRA die Höhe der Objekte sowie deren Inklination – den Grad zwischen Erdäquator und Umlaufbahn – bestimmt werden. Eine weitere Besonderheit: GESTRA vereint phasengesteuerte Array-Antennen, mechanische Beweglichkeit der Radareinheiten in drei Achsen sowie die Mobilität des gesamten Systems. GESTRA kann somit an jedem beliebigen Standort eingesetzt werden und ermöglicht ein Netzwerk von Radarsystemen für die Weltraumüberwachung.
Möchte man dagegen einen bestimmten Satelliten oder ein anderes Weltraumobjekt genauer erfassen, ist TIRA das System der Wahl. Mit ihm lassen sich die Satelliten deutlich präziser erfassen und abbilden – und zudem Aussagen zum Satellit selbst treffen. Funktioniert ein Satellit nicht, kann über TIRA beispielsweise geklärt werden, ob es vielleicht am Solarpaneel liegt, das nicht richtig entfaltet ist. Die Möglichkeit, mit TIRA Weltraumobjekte in großer Schärfe abbilden zu können, ist europaweit einmalig – das System hat daher bereits zahlreiche Missionen unterstützt.
Bis dato lag der Schwerpunkt des Geschäftsfelds Weltraum auf der Lageerfassung von Weltraumobjekten. Geplant ist, erdgestützte SSA-Sensoren um ein weltraumgestütztes Radar zu erweitern. Das Radarsystem, das die Weltraumobjekte beobachtet, steht dann nicht auf der Erde, sondern befindet sich selbst auf einem Satelliten im Orbit. Ebenso soll das Portfolio um andere Forschungsthemen wie aktive Antennentechnologien für Kommunikationssatelliten, SAR (Synthetic Aperture Radar)-Technologie für Erdbeobachtungssatelliten und satellitengestütztes Mikrowellenradiometer zur Klima- und Umweltforschung erweitert werden. Das Geschäftsfeld Weltraum wird also noch breiter aufgestellt – die großen Kompetenzen kommen dann auch anderen Weltraum-Forschungsfeldern zugute.