Radar-Komponenten für Sentinel A1 fertiggestellt

Das Radarinstrument für den Umweltsatelliten Sentinel-1A ist nun bei Astrium fertiggestellt und wird zum Einbau in den Satelliten nach Rom zu Thales Alenia Space ausgeliefert. Sentinel-1A ist der erste einer ganzen Reihe von Sentinel ("Wächter")-Satelliten für das Europäische "Copernicus"-Programm. Zu ihm wird sich der Zwillingssatellit Sentinel-1B gesellen.

"Copernicus" ist ein Gemeinschaftsvorhaben der Europäischen Kommission, der europäischen Weltraumorganisation ESA und der europäischen Umweltagentur EEA. Mit "Copernicus" soll ein nachhaltiges europäisches Netzwerk zur Erfassung und Auswertung von Umweltdaten und für zivile Sicherheitsaufgaben geschaffen werden.

Expertise aus früheren Radar-Geräten für Erdüberwachung

"Mit den Instrumenten für die Sentinel-1-Satelliten schlagen wir ein neues Kapitel unserer Erfolgsgeschichte mit Radartechnologie für den Weltraum auf", sagte Eckard Settelmeyer, Leiter des Bereichs Erdbeobachtung, Navigation und Wissenschaft in Deutschland. "Astrium hatte die industrielle Verantwortung für europäischen Satelliten ERS-1/ERS-2 und Envisat inne und entwickelte und baute die Radar-Nutzlasten für AMI (ERS), ASAR (Envisat) und ASCAT (MetOp). Darüber hinaus hatte Astrium die übergreifende Verantwortung für die deutschen Radar-Satelliten-Projekte TerraSAR-X und TanDEM-X sowie für die geplanten Phased-Array-Satelliten des SARah-Programms – alles in Allem eine lange und erfolgreiche Reihe von Technologien und Produkten."

Sentinel-1 ist speziell für ein breites Aufgabenspektrum im Bereich Umwelt ausgelegt. Sentinel-1 dient folglich der Überwachung des maritimen Umfelds und der Beobachtung von Meereis, Ölteppichen, Erdrutschen sowie Überschwemmungen und hilft bei der Aufklärung und Einsatzunterstützung in Katastrophenfällen, in denen aktuelle Daten binnen kürzester Zeit verfügbar sein müssen.

Darüber hinaus können die Daten auch für die Auswertung von längerfristigen Vorgängen verwendet werden. So kann beispielsweise die Beobachtung der abschmelzenden Eismassen in Grönland wichtige Daten liefern, auf deren Grundlage Aussagen über die Höhe des Anstiegs des Meeresspiegels gemacht werden können.

Novum: Kontinuierliche Radar-Aufnahme durch Sentinel-A1

Der rund 2,3 Tonnen schwere Satellit wird ab 2014 die Erde in rund 700 Kilometern Höhe umrunden. Seine Umlaufbahn führt ihn bei jedem Umlauf über die Erdpole, so dass das Radarinstrument die Erde "streifenweise" abtasten kann, während diese sich unter ihm hindurch dreht. Neu ist, dass das Astrium-Radar ein kontinuierliches Aufnehmen – also rund um die Uhr – ermöglicht. Mindestens sieben Jahre lang soll Sentinel-1A die Erde aus dem Orbit beobachten.

Rund 18 Monate nach dem Start von Sentinel-1A mit einer Sojus-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou (Französisch-Guyana) soll mit Sentinel-1B ein Zwillings-Satellit gestartet werden, um die zeitliche Auflösung (d.h., die Erreichbarkeit jedes Punktes auf der Erde in kürzerer Zeit) zu verbessern. Dann kann die gesamte Landmasse in nur sechs Tagen (Sentinel-1A und -1B zusammen) kartiert werden.

Das von Astrium Friedrichshafen gebaute C-Band SAR-Instrument ist das Herzstück der Mission, dessen Basistechnologie wie die T/R-Module, die Front-End-Elektronik für die Antenne und das Datenmanagement und Übertragungssubsystem von Thales Alenia Space gebaut wurden. Auffälligstes "Merkmal" ist die 12,30 Meter mal 0,90 Meter große Hohlleiterantenne. Beim Synthetic Aperture Radar (SAR) wird durch die Flugbewegung des Satelliten eine wesentlich größere Antenne simuliert als tatsächlich vorhanden ist.

Bodenveränderungen im Millimeterbereich

Dadurch wird die Auflösung der Aufnahmen erheblich verbessert. Das Radar von Sentinel-1 operiert im C-Band-Wellenbereich. Der C-Band-Radarstrahl, der eine Wellenlänge von sechs Zentimetern hat, dringt durch Kulturpflanzen bis auf den Erdboden durch, Bewegungen/Veränderungen der Erdoberfläche werden mit seiner Hilfe im Millimeterbereich wahrgenommen.

Das Sentinel-1-SAR-Instrument ist mit einer aktiven Antenne ausgestattet, die aus 560 miteinander gekoppelten Einzelantennen besteht und die von Astrium in Friedrichshafen gebaut wurde. Die angeschlossene SAR-Elektronik stammt von Astrium aus Großbritannien (Portsmouth). Die aktive Antenne kann elektronisch auf ein Aufnahmegebiet gerichtet werden ohne dass sie hierzu bewegt werden muss. Mit Hilfe dieser Technik können beim Überflug mehrere nebeneinander liegende Streifen abgetastet und später zu einem größeren Gesamtbild zusammengesetzt werden.