19. Juni 2023 | Aus der Reihe: Highlights von TerraSAR-X und TanDEM-X
Radioteleskope aus dem All
Chinesisches Teleskop FAST
Der Satellit TerraSAR-X hat die gezeigte Aufnahme des FAST-Teleskops am 11. März 2023 im hochauflösenden Staring-Spotlight-Mode gemacht. Sehr gut zu erkennen sind die sechs Türme und die Drahtseile, mit denen die Empfängerplattform über dem Spiegel gehalten wird. Der Spiegel selbst ist nur als schwarzes Loch zu erahnen, da seine metallische Oberfläche die schräg einfallenden Radarsignale vom Satelliten in die entgegengesetzte Richtung vom Satelliten wegreflektiert statt zu diesem zurück.
Das Bild links zeigt eine Staring-Spotlight-Aufnahme des TerraSAR-X-Satelliten vom 4. August 2016. Zu diesem Zeitpunkt war der Reflektor des Arecibo-Observatoriums noch intakt und das Teleskop noch in Betrieb. Die Aufnahme rechts dagegen entstand am 21. März 2023. Deutlich erkennbar ist, dass ein großer Teil des Reflektors eingestürzt ist und die darunterliegende Erdoberfläche zum Vorschein kommt.
Der TanDEM-X-Satellit hat am 24. März 2023 diese Zoom-Aufnahme des VLA im Sliding-Spotlight-Modus gemacht. Hier ist die Position der Spiegel im Zentrum der Anlage schön erkennbar.
Im Juni 2023 zeigen die Highlightbilder der Zwillingssatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X eine Auswahl bekannter Radioteleskop-Anlagen.
Schwerpunkte: Raumfahrt, Erdbeobachtung
Radioteleskope blicken tief in die Geheimnisse des Weltalls. Anhand der aus dem All von den Teleskopen empfangenen Radiowellen können Astronomen beispielsweise interstellare Gase, die Überreste von Supernovae und unsere Sonne untersuchen. Zudem kommen sie bei der Suche nach potenziellen Radiosignalen extraterrestrischer Intelligenzen zum Einsatz. Begründet wurde die sogenannte Radioastronomie durch den US-amerikanischen Physiker Karl Guthe Jansky, der im Jahr 1933 zum ersten Mal Mikrowellenstrahlung aus der Milchstraße aufzeichnete. In den Jahren nach dieser Entdeckung entstanden die ersten Radioteleskope. Inzwischen erforschen weltweit über 100 Radioteleskope die Weiten des Kosmos.
Um die Radiowellen weit entfernter astronomischer Objekte empfangen zu können, sind empfindliche Teleskope mit großen Aperturen notwendig. Aus dem All können die Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X die Teleskope deshalb detailreich abbilden. Experten des DLR-Instituts für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme haben Satellitenaufnahmen bekannter Radioteleskope gesammelt und aufbereitet.
Das Herzstück der Teleskope sind die Antennen, die häufig aus riesigen, parabolförmigen Spiegeln bestehen. Das chinesische Teleskop FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope), im ersten Bild, ist mit seinen 520 Metern Spiegeldurchmesser derzeit das größte Radioteleskop weltweit. Das „Himmelsauge“ wurde in den Jahren von 2011 bis 2016 im Südosten Chinas gebaut und arbeitet in einem Frequenzbereich zwischen 70 Megahertz und 3 Gigahertz.
Um Störungen durch menschengemachte Funkwellen möglichst gering zu halten, werden Weltraumteleskope meistens in entlegenen Gebieten errichtet. Fernseh- und Fernerkundungssatelliten erreichen mit ihren Funkwellen zwar trotzdem die Teleskope. Da sie aber nur in eng begrenzten und international bekannten Frequenzbändern senden, können diese leicht herausgefiltert werden. Zudem befinden sich die Sendefrequenzen von TerraSAR-X und TanDEM-X weit entfernt von den für die Radioastronomie geschützten Frequenzbändern. Die kosmischen Beobachtungen werden somit nicht gestört.
Tief im Hügelland Puerto Ricos liegt das Arecibo-Observatorium, das im zweiten Bild zu sehen ist. Es wurde in den Jahren 1960 bis 1963 gebaut, knapp 30 Jahre nach Begründung der Radioastronomie. Mit einem Durchmesser von 305 Metern war es lange Zeit das Radioteleskop mit der größten Apertur. Es ermöglichte Messungen im Bereich zwischen 300 Megahertz und 10 Gigahertz und eignete sich damit besonders gut zur Erkundung von interstellaren Wolken (H-I-Gebiete) und Pulsaren (schnell rotierende Neutronen-Sterne). Im August 2020 riss ein Stahlseil zur Stabilisierung eines der Türme für die Aufhängung der Empfängerplattform. Nach weiteren Schäden und der draus folgenden Beschädigung des Spiegels wurde das Observatorium im Oktober 2022 aufgegeben. Das Teleskop ist aus zahlreichen Filmen wie „James Bond – Goldeneye“ (1995) oder „Contact“ (1997) bekannt.
Das digitale Höhenmodell im dritten und vierten Bild zeigt das Very Large Array (VLA) auf der über 2.000 Meter hohen Ebene San Agustin in New Mexico. Das Radiointerferometer besteht aus 27 einzelnen Radioteleskopen von 25 Metern Durchmesser, die auf verschiedenen Stationen entlang dreier Y-förmig angeordneter Gleise platziert werden können. Diese drei Achsen mit einer Länge von jeweils 21 Kilometern sind auf dem Satellitenbild gut zu erkennen.
TerraSAR-X und TanDEM-X eignen sich besonders für die Beobachtung von Veränderungen auf der Erdoberfläche, da sie in der Lage sind, 2D- beziehungsweise 3D-Bilder mit hoher geometrischer Auflösung und unabhängig von Wetterbedingungen und Tageslicht aufzunehmen. Beide Satelliten liefern Radarbilder in hoher Qualität für eine Vielzahl von Anwendungen im wissenschaftlichen, kommerziellen und sicherheitsrelevanten Bereich.
Über die Mission
Die Missionen TerraSAR-X und TanDEM-X wurden im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz realisiert. Es sind die ersten deutschen Satelliten, die im Rahmen einer so genannten Public Private Partnership (PPP) zwischen dem DLR und der Airbus Defence and Space GmbH realisiert wurden. Das DLR ist für den Aufbau und Betrieb des Bodensegmentes zuständig sowie für die wissenschaftliche Nutzung der Daten und deren Verteilung an externe Forschende weltweit verantwortlich. Die Airbus Defence and Space GmbH beteiligte sich an den Kosten für Entwicklung, Bau und Einsatz der Satelliten. Die Programmlinie „Geo-Intelligence“ bei Airbus Defence and Space übernimmt die kommerzielle Vermarktung der Daten. Seit 2016 wird das Projekt im Rahmen einer Fortsetzungsvereinbarung mit Airbus weitergeführt.
