Airbus & ESA: Datensatellit EDRS-C sendet aus dem All

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Der zweite Satellit der Konstellation des Europäischen Datenrelaissatellitensystems (EDRS) wurde am 06. August um 21.30 CEST (19:30 UTC) Uhr von Arianespace an Bord einer Ariane 5 ECA erfolgreich ins All gestartet.

EDRS kann eine Erdüberwachung in Quasi-Echtzeit bereitstellen, was eine schnellere Reaktion bei Notfällen ermöglicht und die Entwicklung neuer Dienste und Produkte zur Schaffung von Arbeitsplätzen und mehr Wohlstand vorantreibt. Das EDRS, das vom privaten Betreiber Airbus als satellitengestützte Datenautobahn bezeichnet wird, macht sich eine innovative Lasertechnologie zunutze, mit der die von Erdbeobachtungssatelliten für den Transfer von Informationen zum Boden benötigte Zeit drastisch verringert wird.

Perspektive der Satelliten vergrößert

Der jüngste Satellit, EDRS-C, wird den Satelliten EDRS-A ergänzen und in der geostationären Umlaufbahn auf 31 Grad östlicher Länge gemeinsam mit diesem Daten in einer Geschwindigkeit von bis zu 1,8 Gbit/s zur Erde transportieren. Herzstück sind die wesentlich in Deutschland entwickelten und gebauten Laserkommunikationsterminals (LCT).

Durch die geostationäre Position, die höher ist als diejenige klassischer Erdbeobachtungssatelliten in der erdnahen Umlaufbahn, ist die Konstellation in der Lage, eine fast konstante Verbindung mit den niedriger fliegenden Erdbeobachtungssatelliten zu halten, die ansonsten ihre Informationen lediglich während des Sichtkontakts mit ihren Bodenstationen weitergeben können, was mit einer zeitlichen Verzögerung von bis zu 90 Minuten verbunden ist.

Kontakt zur ISS und Instrument für Ka-Band zu Afrika

Anschließend senden die EDRS-Satelliten die Informationen in Quasi-Echtzeit zur Erde. Das EDRS überträgt seit Ende 2016 täglich Aufnahmen der vier Sentinel-Satelliten des Copernicus-Programms zur Erde und wird zudem Informationen von der Internationalen Raumstation weiterleiten, sobald an der Außenseite des europäischen Columbus-Labors eine neue Antenne installiert sein wird.

Gebaut wurde EDRS-C von der OHB System AG auf der Grundlage einer SmallGEO-Plattform. An Bord des Satelliten befindet sich auch die Nutzlast HYLAS-3 von Avanti Communications, mit der satellitengestützte Telekommunikationsdienste im Ka-Band über Afrika und dem Nahen Osten bereitgestellt werden sollen.

Bei dem neuen, unabhängigen europäischen Satellitensystem EDRS handelt es sich um eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen der ESA und Airbus im Rahmen der Bestrebungen der ESA, sich bei Großprogrammen mit der Industrie zusammenzuschließen und Technologieentwicklungen mit wirtschaftlichem Nutzen zu fördern. Die HYLAS 3 Ka-Band-Nutzlast wurde von der ESA im Auftrag von Avanti Communications als kundeneigenes Gerät an die OHB System AG geliefert.

EDRS-C meldet sich nach dem Start

Der Telekommunikationssatellit EDRS-C, der den zweiten Knotenpunkt des SpaceDataHighways (auch bekannt als European Data Relay System (EDRS)) darstellt, hob am 06.08.2019 planmäßig um 21:30 Uhr MESZ vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana ab. Der vom Raumfahrtsystemhaus OHB System AG entwickelte und gefertigte 3,2 Tonnen schwere SmallGEO-Satellit löste sich nach etwa 30 Minuten planmäßig von der Ariane 5. Wenige Minuten später funkte EDRS-C erste “Lebenszeichen” aus dem All auf dem Weg in seinen geostationären Zielorbit etwa 36.000 Kilometer über der Erde. Die Separation des Satelliten von der Trägerrakete erfolgte 33 Minuten nach dem Start um 22:03 MESZ, der erste Kontakt zu EDRS-C folgte um 22:07 Uhr MESZ.

“Ich danke Airbus und ESA für das in OHB gesetzte Vertrauen und allen Beteiligten bei OHB sowie unseren vielen Unterauftragnehmern für die gute Zusammenarbeit. Ich freue mich auf den Tag, an dem unser zweiter SmallGEO-Satellit seine Arbeit aufnimmt und den SpaceDataHighway ergänzt”, so Guy Perez, CTO und Vorstand Telekommunikation bei der OHB System AG.

Europas laserbasiertes Datenrelais-System wird in einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und Airbus realisiert. Eine Konstellation geostationärer Satelliten wird über einem Netzwerk von Bodenstationen fixiert werden und mittels innovativer Laserkommunikationstechnologie Daten von Erdbeobachtungssatelliten aus niedrigeren Orbits empfangen und in Breitbandqualität an Bodenstationen in Europa weiterleiten – in nahezu Echtzeit und mit einer Rate von 1,8 Gbit/s. Der von OHB auf Basis der SmallGEO-Plattform entwickelte, gefertigte und getestete Satellit EDRS-C bildet den zweiten Knotenpunkt des Systems und wurde gezielt für die optische Kommunikation ausgelegt. Das Europäische Datenrelais-Satellitensystem EDRS setzt damit einen ganz neuen Standard bei der schnellen Übertragung von großen Datenmengen aus dem Weltraum zur Erde.

Digitalisierung, Raumfahrt, Big Data

Mit dem Bilderbuchstart des ersten eigenen Kommunikationssatelliten EDRS-C am 06. August ist für das EDRS-System ein Meilenstein erreicht: der Grundstock für ein weltweit einzigartiges Netzwerk von geostationären Relais-Satelliten, das mithilfe von Laserterminals Datenvolumen von bis zu 1,8 Gigabit pro Sekunde zur Erde transportieren kann, ist gelegt. Mit einer Beteiligung von rund 235 Mio. Euro (61 Prozent) trägt Deutschland den Hauptanteil im entsprechenden ESA-Programm.

Das Raumfahrtmanagement im DLR steuert im Auftrag der Bundesregierung mit Mitteln des BMWi diese Beiträge. Der Satellit EDRS-C wurde in Deutschland entworfen, gebaut und getestet. Er soll eine geplante Lebensdauer von 15 Jahren erreichen. Die Steuerung der Nutzlasten sowie die Kontrolle des EDRS-C-Satelliten hat das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum des DLR in Oberpfaffenhofen im Auftrag von Airbus übernommen.

Wie die Vernetzung mit Seekabeln

Das Relaisystem ist ein bedeutender Schritt der Datenübertragung, die vergelichbar ist mit der erstmaligen Installation von Seekabeln zur Vernetzung der Kontinente im 19. Jahrhundert. Die Satelliten können nun quasi ununterbrochen die Daten, die sie laufend über die Erde sammeln, weitersenden. “In der Vergangenheit waren Satelliten nur jeweils einzeln an eine oder mehrere Bodenstationen angebunden. Mit dem Aufbau von EDRS vollziehen wir einen Paradigmenwechsel hin zu einer optisch vernetzten Satelliteninfrastruktur – mit höherer Sicherheit und Bandbreite ermöglicht EDRS die Datenübertragung der aufgenommenen Bilder und Daten in nahezu Echtzeit”, sagt Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstand für das Raumfahrtmanagement, und ergänzt: “EDRS-C steckt voller Hochtechnologie aus Deutschland.”

Erdbeobachtungssatelliten vermittelten ein immer genaueres Bild über unseren Planeten, unsere Umwelt und unser Klima. Sie produzierten damit aber auch immer mehr Daten in kürzerer Zeit. Gleichzeitig müssten diese Daten sehr schnell zur Verfügung gestellt werden, damit sie Entscheidungsprozesse optimal vorbereiten und begleiten können.

Umweltschutz konkret verbessert

Bei einer Live-Vorführung am 10. Juli 2019 in Brüssel hatte die europäische “Datenautobahn im All” ihre Funktionsweise schon demonstriert: Innerhalb weniger Minuten wurden Daten des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-1 via Laser zum Boden übertragen, um Schiffe und mögliche Ölleckagen zu verfolgen. Normalerweise würde die Übertragung mehrere Stunden dauern.

Der erste Verteilerknoten des Programms, EDRS-A, war bereits am 29. Januar 2016 gestartet und bietet seine Relais-Dienste seitdem für die Datenweitergabe von vier Sentinel-Satelliten des EU-Erdbeobachtungsprogramms Copernicus an. Die Satelliten nutzen EDRS-A-Dienste täglich und bislang sind mehr als 23.000 Intersatellite-Links erfolgreich zur Erde gesendet worden. EDRS-C wird diese Kapazität nun verdoppeln.

Nach einer Test- und Validierungsphase soll das System mit EDRS-C Ende 2019 voll operationell sein. Parallel zu Bau und Start der bisherigen EDRS-Satelliten geht die technologische Entwicklung weiter: Innerhalb des “ARTES ScyLight”-Programmes der ESA unterstützt Deutschland die Fortentwicklung der LCT-Technologie. So soll unter anderem die Datenrate des Terminals von 1,8 auf 3,6 Gigabit pro Sekunde erweitert und die mögliche Entfernung für die Verbindung von 40.000 Kilometer auf 80.000 Kilometer vergrößert werden.