GPS, Galileo & Co: Bessere Positionsbestimmung durch niedrigere Satelliten

Die Europäische Weltraumagentur möchte die Präzision von GPS, Galileo & Co. durch eine neue Konstellation viel niedriger um die Erde kreisender Satelliten deutlich erhöhen. Dafür schlägt die ESA den Mitgliedsstaaten vor, eine Demonstration des Konzepts zu finanzieren. Viel näher um die Erde kreisende Navigationssatelliten könnten die Genauigkeit der Positionsangaben von der Meter- auf die Zentimeterskala verbessern, oder gar darüber hinaus, erklärt die Weltraumagentur. Außerdem könnten dank anderer Bandbreiten so auch Orte auf der Erdoberfläche erreicht werden, an denen aktuell keine Signale ankommen – beispielsweise in bestimmten Gebäuden.

Es wird immer voller im Orbit

Wie die ESA erklärt, basieren die gegenwärtigen Systeme wie Galileo, GPS und Glonass auf Satelliten in sogenanntem Medium Earth Orbit. Europas Galileo-Satelliten etwa kreisen über 23.000 km von der Erdoberfläche entfernt um unseren Planeten, GPS-Satelliten und die von Glonass etwas niedriger. Aufgrund der großen Entfernungen könnten die Satelliten nicht alle Anforderungen erfüllen, die in der Zukunft noch auf sie zukommen. Dabei könnten zusätzliche Satelliten in niedrigem Erdorbit (LEO) helfen, die ESA spricht von "LEO-PNT" (für "Positioning, Navigation and Timing"). Wie hoch die genau platziert werden sollen, sagt die ESA nicht, es ist lediglich die Rede von "wenigen hundert Kilometern". Die Internationale Raumstation ISS beispielsweise kreist in 400 km Höhe, Starlink-Satelliten etwa 150 km darüber.

Positionssignale aus der niedrigeren Höhe könnten stärker sein als bisherige. Damit könnten Interferenzen verringert werden. Signale in verschiedenen Bandbreiten könnten aus dieser Entfernung eine bessere Abdeckung schwieriger Umgebungen ermöglichen, außerdem könne die Robustheit und Präzision so erhöht werden. Wie viele Satelliten eine solche Konstellation dafür aufweisen müsste, schreibt die ESA nicht. Die plant derweil bereits weiter und spekuliert schon über ein Netz aus Satelliten in noch mehr Distanzen, einige sogar beim Mond. Damit könnte Satellitennavigation bis zum Mond möglich werden.

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Die ESA schlägt den Mitgliedsstaaten nun vor, für einen ersten Versuch "mindestens ein halbes Dutzend Satelliten" zu Testzwecken ins All zu schicken. Damit könnten verschiedene Aspekte einer funktionsfähigen Konstellation ausprobiert werden: "Ein Erfolg wird die europäische Industrie auf die Pole-Position für anschließende kommerzielle und staatliche Projekte setzen." Ein solcher Testsatellit würde demnach etwa 70 kg wiegen, während Galileo-Satelliten auf das Zehnfache kommen. Erst vor wenigen Tagen war bekannt geworden, dass es einem US-Forschungsteam gelungen ist, die Mega-Konstellation des Satelliteninternets Starlink ohne Hilfe des Hersteller SpaceX als – noch vergleichsweise unpräzise – GPS-Alternative zweckzuentfremden.

(mho)