Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRDie zunehmende zivile und militärische Nutzung des Weltraums verlangt eine präzise Erfassung der Weltraumlage, um Kollisionen zu vermeiden, Wiedereintritte zu prognostizieren und Objekte zu charakterisieren. Netzwerke aus Phased-Array-Radaren können dabei die räumliche Abdeckung, Empfindlichkeit, Bahngenauigkeit und Klassifikation verbessern. Am Fraunhofer FHR werden dazu Konzepte, Betriebsmoden, Signalprozessierung und Ressourcen-Management entwickelt und durch Simulationen analysiert. Damit entstehen technologisch fundierte Lösungen, die den steigenden Anforderungen moderner Weltrauminfrastrukturen gerecht werden.
Mehr aktive Satelliten und mehr Weltraumtrümmer: Es wird voller im erdnahen Orbit. Eine genaue Kenntnis der Weltraumlage ist daher existenziell für eine sichere Infrastruktur im Weltraum. Das Fraunhofer FHR forscht an Technologien, die diese Herausforderungen aktuell und in Zukunft erfolgreich beantworten können. Ein wichtiger Baustein: Kooperative Netzwerke von Phased-Array-Radaren. Diese bieten die Möglichkeit einer Leistungssteigerung der Weltraumüberwachung bezüglich erdnaher Orbits in Hinsicht auf die räumliche Abdeckung, die Empfindlichkeit, die Genauigkeit der Bahnbestimmung und die Charakterisierung der Zielobjekte. Betreiber, Behörden und Industrie werden so bei der zuverlässigen Planung und dem sicheren Betrieb orbitaler Systeme unterstützt.
Vorteile von verschiedenen Netzwerktypen und dynamischem Ressourcenmanagement
Die Forschenden des Fraunhofer FHR entwickeln eine Vielzahl erforderlicher Konzepte, Methoden und Algorithmen für Betrieb und Signalverarbeitung und analysieren und optimieren diese anhand von Simulationen. Dabei werden verschiedene Geometrien betrachtet, von Netzwerken mit Abständen von einigen Metern bis Hunderten Kilometern zwischen den Stationen bis hin zu globalen Netzwerken. Die Forschungen liefern Lösungen für eine effektive Nutzung verschiedener Netzwerktypen und die sich ergebenden methodischen Herausforderungen. Dazu werden Algorithmen zur Entdeckung, Verfolgung, Katalogbildung, Datenfusion und Klassifikation der Zielobjekte auf dem neuesten Stand der Forschung entwickelt. Diese Entwicklungen ermöglichen es, Systeme flexibel an unterschiedliche Einsatzszenarien anzupassen und ihre Leistungsfähigkeit gezielt zu steigern.
Ein weiterer Aspekt ist die Entwicklung und Optimierung eines dynamischen Radar-Ressourcen-Managements, um eine effiziente Nutzung von Zeit, Energie und Rechenleistung zu gewährleisten. So wird nicht nur die technische Effizienz erhöht, sondern auch langfristig Betriebs- und Infrastrukturkosten reduziert.
Analysegrundlage für Ausbau nationaler und europäischer Fähigkeiten der Weltraumüberwachung
Die Ergebnisse der Arbeiten am Fraunhofer FHR unterstützen unter anderem politische und wissenschaftliche Entscheidungsträger bei operationellen und wirtschaftlichen Analysen zum weiteren Ausbau nationaler und europäischer Fähigkeiten der Weltraumüberwachung. Sie dienen als eine Bewertungsgrundlage und Nutzen-Abschätzungen für eine effiziente Vernetzung der Radar-Sensorik und ermöglichen den Vergleich mit der wirtschaftlichen Effizienz monolithischer Systeme zur Weltraumüberwachung. Damit liefert das Fraunhofer FHR belastbare Entscheidungsgrundlagen für Investitionen, Kooperationen und strategische Entwicklungsprogramme im europäischen Kontext.