Vorbereitung am Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum
5. August 2019 | "Datenautobahn im All"
Vorbereitung am Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum
EDRS-Kontrollraum im GSOC
Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen ist für die Steuerung der Nutzlasten in EDRS, die Kontrolle des Satelliten EDRS-C und den Betrieb der Empfangsstationen verantwortlich.
Die beiden EDRS-Hauptantennen befinden sich auf der DLR-Bodenstation in Weilheim. Sie wurden 2015 speziell für das Projekt erbaut und werden exklusiv für EDRS genutzt. Eine der Antennen ist mit einem Sende- und Empfangssystem ausgestattet, die andere wird ausschließlich zum Datenempfang genutzt.
Die Grafik veranschaulicht das Prinzip der europäischen "Datenautobahn im All" und zeigt den EDRS-A-Knoten im geostationären Orbit oberhalb der Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten von Copernicus und der Internationalen Raumstation ISS.
In diesen Stunden laufen am Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) in Oberpfaffenhofen die letzten Vorbereitungen zum Start der Mission EDRS-C: Der Kommunikationssatellit soll am 6. August 2019 abheben und ist Kernbestandteil des Europäischen Datenrelais System (EDRS) - der "Datenautobahn im All". EDRS kann mithilfe von Satelliten-Laserterminals riesige Datenmengen innherhalb kürzester Zeit vom Weltraum zur Erde übertragen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist mit seinem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum für den Betrieb der EDRS-Satelliten, Nutzlasten und Empfangsstationen verantwortlich.
Rund 100 Mitarbeiter des GSOC sind für das EDRS-C-Bodensegment im Einsatz - von der Steuerung im Kontrollraum in Oberpfaffenhofen, über die Bereitstellung der IT-Infrastruktur, bis zur Betreuung der Empfangsstationen in Weilheim. Der Missionsbetrieb für das Gesamtsystem findet bei Auftraggeber Airbus Defence and Space in Ottobrunn statt.
Basis des Datenrelais-Systems sind zwei geostationäre Satelliten, die als Verteiler agieren und Daten von Erdbeobachtungssatelliten aus dem niedrigen Erdorbit zu den Bodenstationen in Europa übertragen. Damit sind Bandbreiten von bis zu 1,8 Gigabit möglich. Für die "Intersatellite Links", der Datenverbindung zwischen den Satelliten, nutzt das GSOC eine eigene Software:
"Besonders stolz sind wir auf die Entwicklung eines vollautomatisierten Systems, welches die geplanten Links annimmt, verarbeitet, optimiert und überwacht. Dadurch ist unsere Schicht in der Lage, pro Relay-Satellit bis zu 100 Verbindungen aufzubauen und parallel dazu Wartungen und gegebenenfalls Fehleranalysen durchzuführen", erklärt Prof. Felix Huber, Direktor des DLR-Raumflugbetriebs und Astronautentraining. So wurden mit dem 2016 gestarteten Verteilerknoten ERDS-A bereits mehr als 23.000 Intersatellite-Links mit einer Verfügbarkeit von mehr als 99,8 Prozent realisiert.
Datenlinks, Antennen und Bahnmanöver
Das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum betreut das sogenannte "Bodensegment". So betreiben die Oberpfaffenhofener das Satellitenkontrollzentrum für EDRS-C sowie die Nutzlasten für EDRS-C und -A. Die Nutzlast an Bord der Satelliten besteht aus den Laserkommunikationsterminals (LCTS) zum Empfang der Daten sowie Ka-Band Antennen zum Weiterleiten der Daten an die Empfangsantennen am Boden. Insgesamt umfasst das Empfangsnetzwerk vier Antennen, die vom GSOC beschafft und ferngesteuert betrieben werden: Die beiden EDRS-Hauptantennen befinden sich auf der DLR-Bodenstation in Weilheim, ergänzt durch je eine Antenne in Redu, Belgien und Harwell, England.
So haben die Betriebsspezialisten in den letzten Wochen und Monaten das Bodensystem eingerichtet, getestet und den Missionsbetrieb in verschiedenen Simulationen trainiert. In den nächsten Tagen wird das GSOC nun den neuen ERDS-C-Satelliten in Betrieb nehmen, gemeinsam mit einem Team aus Ingenieuren des Satellitenhersteller OHB System in Bremen, des Hauptauftragnehmers Airbus DS und ESA-Mitarbeitern als einer der Hauptkunden des Projekts.
"Nach dem Start der Ariane-5-Rakete und dem Aussetzen des Satelliten in einer GEO-Transferbahn gilt es zunächst, eine stabile Verbindung mit dem Satelliten zu bekommen. Dies ist am Anfang die größte Herausforderung, um einen sicheren Satellitenbetriebs zu etablieren", erklärt EDRS-Projektleiter Ralf Faller am GSOC. Nach dem ersten Kontakt und folgt eine intensive Testphase. Über mehrere Wochen führt das 12-köpfige Team im Kontrollraum auch verschiedene Bahnkorrekturmanöver durch, damit der Satellit seine finale Position im Orbit erreicht und seinen Dienst aufnehmen kann.
15 Jahre lang wird das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen den Satellitenbetrieb und den Datenrelais-Service bereitstellen. Auch den weiteren Aufbau der EDRS-Infrastruktur unterstützt das GSOC und wird die Datenautobahn für die eigenen Erdbeobachtungssatelliten nutzen.
EDRS-Bodensegment
Das "European Data Relay Satellite System" EDRS wird im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Firma Airbus Defence and Space betrieben. In den Aufbau des gesamten EDRS-Bodensegments und die Vorbereitungen des Betriebs investierte das DLR aus Forschungsmitteln 8,7 Millionen Euro. Das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie stellte 7,5 Millionen Euro zur Verfügung.
