Meilenstein für europäisches Satellitennavigationssystem Galileo

[UPATE] Arianespace hat den Soyuz-Start VS09 mit den beiden FOC-Satelliten für Galileo an Bord wegen sich verschlechternder Wetterbedingungen auf unbestimmte Zeit verschoben. [/UPATE]

Sonnig, wenig Wind, kein Niederschlag: Die Wetteraussichten sind günstig für einen Raketenstart auf dem Weltraumbahnhof Kourou im französischen Übersee-Département Französisch-Guayana an der südamerikanischen Atlantikküste. Am Donnerstag um kurz nach halb zehn Ortszeit (14:31 Uhr MESZ) soll dort eine vierstufige Trägerrakete vom Typ "Soyuz-ST-B Fregat-MT" ins All starten. An Bord: die ersten beiden FOC-Satelliten (Full Operational Capability) für das europäische "Global Navigation Satellite System" (GNSS) Galileo.

Die beiden Satelliten, die von der Bremer OHB-System AG und dem britischen Unternehmen Surrey Satellite Technology (SSTL) gebaut wurden, ergänzen vier sogenannte IOV-Satelliten (In Orbit Validation), die bereits seit Oktober 2011 (GSAT0101 und GSAT0102) beziehungsweise Oktober 2012 (GSAT0103 und GSAT0104) im All sind. Ziel der IOV-Phase beim Aufbau des Galileo-Systems war vor allem, eine stabile Signalqualität in den drei vorgesehenen Frequenzbändern zu etablieren und das Zusammenspiel zwischen den Satelliten und der Galileo-Bodeninfrastruktur ausgiebig zu testen.

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Satellitennavigationssystem Galileo (4 Bilder)

Galileo-Satellit

Allerdings gab es bereits einen Ausfall: Der noch von Astrium und Thales Alenia Space hergestellte IOV-Satellit GSAT0104 steht nach nur eineinhalb Jahren im All seit Mai 2014 nicht mehr für Navigationszwecke zur Verfügung. Laut einer letzten Statusinformation des "European GNSS Service Centre" vom 25. Juli 2014 ist GSAT0104 "bis auf weiteres nicht verfügbar". Offenbar kam es Ende Mai zu einem plötzlichen Leistungsabfall an Bord des Satelliten, was dazu führte, dass auf zwei Kanälen kein Signal mehr abgestrahlt wurde; die Bodenkontrolle schaltete den Satelliten daraufhin ab.

Bahnebenen

Die beiden FOC-Satelliten von OHB und SSTL, die man nach einem europaweiten Malwettbewerb für Kinder auf die Namen "Doresa" und "Milena" getauft hatte, wurden vor gut einem Vierteljahr nach Kourou gebracht. Nach einem "mechanischen Fit-Check", einer finalen Überprüfung der Flugparameter und der Satellitenbetankung wurden "Doresa" und "Milena" vor einer Woche in die Fregat-Oberstufe der Soyuz-Rakete eingebaut. Verläuft alles nach Plan, wird die Oberstufe knapp zehn Minuten nach dem Start abgekoppelt und in eine ballistische Flugbahn gelenkt. Drei Stunden später erfolgt ein weiterer Triebwerksschub, der die Fregat-Stufe in einen Orbit rund 23.500 Kilometer über der Erde bringt.

Dort angekommen, trennen sich die beiden Satelliten und es wird eine automatisch ablaufende Programmsequenz gestartet: Einschalten der System-Hardware, Booten der Onboard-Software, Ausklappen der beiden Solarsegel, Ausrichten der Satelliten zur Sonne hin. In dieser sogenannten "Launch and Early Operations Phase" (LEOP) betreuen Mitarbeiter der ESA und der französischen Raumfahrtagentur CNES die Satelliten vom ESA-Kontrollzentrum in Darmstadt aus. Nach etwa einer Woche übernehmen dann die Kollegen vom Galileo-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen. Funktionstests der Atomuhren und Signalgeneratoren an Bord der Satelliten werden zunächst über die ESA-Bodenstation in Redu (Belgien) abgewickelt.

Die OHB-System AG hat von der EU-Kommission den Auftrag zum Bau von insgesamt 22 des später einmal 30 Satelliten umfassenden Galileo-Systems erhalten. Derzeit wird an zehn Satelliten gleichzeitig gearbeitet, die vor einem Transfer nach Kourou zunächst noch in einem Testzentrum der ESA im niederländischen Noordwijk unter Weltraumbedingungen getestet werden. Während OHB als Generalauftragnehmer vor allem für den Bau der Satelliten-Infrastruktur zuständig ist, steuert SSTL die aus Atomuhren, Signalgeneratoren, Verstärkern und Antennen bestehende Navigations-"Payload" bei.

Für Galileo sind drei Bahnebenen mit jeweils neun Satelliten (plus drei in Reserve) vorgesehen, die eine globale Abdeckung ermöglichen. Geplant sind verschiedene Navigationsdienste: Auf einen offenen Dienst (Open Service/OS) soll jeder mit einem entsprechenden Receiver kostenlos zugreifen können. Ein verschlüsselter kommerzieller Dienst (Commercial Service/CS) mit höherer Navigationsgenauigkeit wird hingegen nur gegen Gebühr verfügbar sein. Der ebenfalls verschlüsselte Public Regulated Service (PRS) ist ausschließlich für Sicherheitsbehörden gedacht und soll eine erhöhte Integrität sowie einen größeren Schutz vor Störsendern bieten. Darüber hinaus wird ein internationaler Such- und Rettungsdienst unterstützt.

Kein Goldesel

Komplettiert werden soll das Weltraumsegment von Galileo künftig über mehrere Raketenstarts pro Jahr von Kourou aus. Dabei werden sowohl Soyuz- als auch Ariane-Trägerraketen eingesetzt. Zur Galileo-Bodeninfrastruktur gehören unter anderem zwei Hauptkontrollzentren (Oberpfaffenhofen und Fucino/Italien), vier Satelliten-Kontrollstationen, dreißig Signalkontroll-Empfangsstationen und neun Uplink-Stationen zur Aktualisierung der ausgestrahlten Navigationssignale. Die Lebensdauer der Satelliten im All ist auf zwölf Jahre angelegt, danach ist ein Transfer in einen sogenannten Friedhofsorbit vorgesehen. Dieser liegt mehrere Hundert Kilometer über dem regulären Orbit und wird mit dem restlichen Treibstoff an Bord erreicht.

War einst von einer Fertigstellung des Galileo-Systems bis zum Jahr 2008 die Rede, hofft man heute, Galileo bis zum Jahr 2020 voll einsatzbereit zu haben. Gründe für die jahrelangen Verzögerungen waren vor allem Streitigkeiten um Zuständigkeiten und Kosten. 2007 hatte die EU-Kommission dann beschlossen, den Aufbau nicht mehr von einem Industriekonsortium durchführen zu lassen, sondern der öffentlichen Hand zu übertragen. Klar ist inzwischen, dass Galileo keineswegs der Goldesel ist, den man sich Anfang des Jahrtausends noch von einem eigenen europäischen Satellitennavigationssystem erhofft hatte. Allein die Betriebskosten von 800 Millionen Euro pro Jahr übertreffen das von der "European Global Navigation Agency" prognostizierte EU-Marktpotenzial für satellitennavigationsbasierte Anwendungen deutlich. (pmz)