Die ersten beiden Satelliten für das europäische Navigationssystem Galileo kreisen seit dem 21. Oktober 2011 um die Erde – folgen nun die nächsten beiden: Am 12. Oktober 2012 um 20:15 Uhr Mitteleuropäischer Zeit startet eine Sojusrakete die Satelliten Nummer 3 und 4 ins All. In über 23.000 Kilometern Höhe werden dann vier Satelliten ihre Umlaufbahnen erreichen. Gesteuert werden die Satelliten aus dem Galileo-Kontrollzentrum am Standort Oberpfaffenhofen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Die Kompatibilität der beiden Satelliten, die nach den Namen zweier Kinder aus Tschechien und Dänemark David und Sif getauft wurden, mit dem Kontrollzentrum wurde bereits am Boden ausführlich getestet. Um für die nächste anspruchsvolle Phase des Satellitennavigationssystems gut vorbereitet zu sein, wurden in den letzten Wochen seine Mitarbeiter in Simulationen des Satellitenbetriebs mit künstlichen Fehlern auf die Probe gestellt. "Alle müssen dafür geschult sein, im Ernstfall schnell und sicher zu reagieren." Zusätzliche intensive Trainingsprogramme gehörten ebenfalls zur Arbeit der Crew im Kontrollraum.
Präzise Positionierung im Orbit
Rund vier Stunden wird es dauern, bis David und Sif an ihrem Bestimmungsort angekommen sind und von der Raketenoberstufe getrennt werden. Damit das Zusammenspiel der Galileo-Satelliten funktioniert, sind weltweit gleich mehrere Kontrollzentren an der Mission beteiligt. Den Start vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana führt das dortige Kontrollzentrum durch. Dann übernimmt das Kontrollzentrum der französischen Raumfahrtagentur CNES in Toulouse und stellt den ersten Kontakt zu den neuen Satelliten her. Nach 7 Tagen übernimmt das Team in Oberpfaffenhofen im Auftrag der Europäischen Kommission und der europäischen Weltraumorganisation ESA die Verantwortung für die beiden zusätzlichen Satelliten und positioniert sie zunächst auf der korrekten Umlaufbahn.
Atomuhren im All werden aus Oberpfaffenhofen gestartet
Anschließend werden die Navigationsgeräte in Betrieb genommen: Das Galileo-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen aktiviert die Atomuhren an Bord der Satelliten, die Signalgeneratoren und die Übertragungsgeräte zum Senden und Empfangen. In der anschließenden Betriebsphase überwacht das deutsche Kontrollzentrum den Zustand der Satelliten und der Instrumente an Bord sowie die Flugbahnen. Das Kontrollzentrum im italienischen Fucino ist für die Synchronisierung der Atomuhren und für die Produktion der Navigationsdaten zuständig, während der kommenden mehrmonatigen Testphase unterstütz eine Antennenstation im belgischen Redu das deutsche Galileo-Kontrollzentrum.
Erste Ortsbestimmung mit Galileo-Satelliten werden möglich
Für Walter Päffgen, Geschäftsführer der DLR Gesellschaft für Raumfahrtanwendungen (GfR) ein Highlight der Mission: "Mit den Signalen dieser vier Galileo-Satelliten können wir erstmals eine Ortsbestimmung auf der Erde durchführen." Voraussichtlich im Frühjahr 2013 können dann mit einem Galileo-Empfangsgerät Ortsbestimmungen durchgeführt werden. "Jedes Mal, wenn die vier Satelliten dann in Reichweite des Empfängers sind, ist es möglich, aus der Laufzeit des Signals und der Positionsdaten der Satelliten im Weltall den eigenen Standort auf dem Boden zu berechnen", erläutert Päffgen. Komplett wird das europäische Navigationssystem aber erst sein, wenn insgesamt 30 Satelliten auf drei Bahnen um die Erde kreisen.
Genauer als das GPS-System
Die Atomuhren an Bord der Satelliten, die auf die Milliardstel-Sekunde die Sendezeit der Signale liefern, sind dabei so genau, dass es innerhalb von einer Million Jahren lediglich zu einer Abweichung von einer Sekunde kommt. Als Referenzzeit dienen dabei unter anderem Atomuhren in den beiden Galileo-Kontrollzentren in Oberpfaffenhofen und Fucino. "Diese Präzision ist bisher unerreicht", betont Päffgen. "Das Galileo-Navigationssystem ist damit genauer als das amerikanische GPS-System."
Mit dem Verlauf der bisherigen Mission ist Päffgen zufrieden: Die Betriebsphase sei ohne ernsthafte Vorfälle erfolgt, die Satelliten seien sehr zuverlässig. Jeder Satellit sendet immerhin rund 20.000 Angaben über seinen Zustand zur Erde – Daten, die kontinuierlich im Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen analysiert werden. Der Arbeit mit zwei weiteren Satelliten sehen die Mitarbeiter im Galileo-Kontrollzentrum gelassen entgegen: "Wir haben mittlerweile Routine durch den Flug der beiden fast baugleichen ersten Satelliten."
