Proba-3: Satelliten im Tandemflug
Zwei gleichzeitig gestartete Kleinsatelliten im hochpräzisen Tandemflug: Proba-3 lautet der Name dieser erstaunlichen Technologieerprobungs-Mission, die am 5.12. um 11 Uhr 35 MEZ erfolgreich ins All abhob und mit der künftige Multi-Satelliten-Flüge vorbereitet werden sollen.
Der Hintergrund der Mission ist schnell erklärt: Da die Wissenschaft heutzutage immer schwächere Signale und kleinere Objekte erkennen muss, sind immer größere Aperturen sowie längere Brennweiten und Basislinien erforderlich. All dies lässt sich jedoch mit einem einzelnen Instrument auf einem Raumfahrzeug nicht mehr erreichen. Die Lösung ist daher ein hochpräziser Satelliten-Formationsflug: Damit soll für Wissenschaft und Anwendungen eine völlig neue Ära eröffnet werden.
Ein Projekt, das neue Maßstäbe setzt
Künftige Missionen könnten mit solchen hochpräzisen Multi-Satelliten-Flügen in einem viel größeren Maßstab durchgeführt werden. In Sachen Präzisionsflug im All hat Europa in den letzten Jahren bedeutende Fortschritte erzielt: Das Automated Transfer Vehicle (ATV) der ESA beispielsweise zeigte beim Andocken an die ISS eine Genauigkeit von wenigen Zentimetern, während die schwedische Prisma-Mission für kurze Zeit Formationsflüge demonstrierte, die über Dutzende von Metern hinweg eine gleichbleibende Präzision im Zentimeterbereich aufwies.
Proba-3: millimetergenauer Formationsflug
Der erfolgreiche Start von Proba-3 markiert nun den nächsten Schritt im Formationsflug. Als Weltpremiere werden die beiden Satelliten – die Sonde Coronagraph und die Sonde Occulter – die Formation auf wenige Millimeter und Bogensekunden genau über Entfernungen von 144 Metern oder mehr für jeweils sechs Stunden aufrechterhalten. „Die beiden Raumsonden werden sich wie ein riesiges, 150 m langes Instrument verhalten“, erklärt Dietmar Pilz, ESA-Direktor für Technologie, Entwicklung und Qualität. Sie bilden also einen virtuellen Riesensatelliten – völlig autonom, ohne von einer Steuerung von der Erde aus abhängig zu sein. Dies zu erreichen, bedeutete allerdings eine enorme technische Herausforderung; dementsprechend lange dauerte der Entwicklungsprozess, der von einem Konsortium von Firmen aus kleineren ESA-Mitgliedstaaten unter der Leitung von Spanien und Belgien durchgeführt wurde.
Kollisionen? Unmöglich.
Beide Kleinsatelliten werden gemeinsam auf eine hochelliptische Umlaufbahn gebracht, nach ihrem Apogäum wieder getrennt und in eine sichere, relative Tandem-Umlaufbahn transportiert. Während sie in Betrieb genommen werden, demonstriert ein Kollisionsvermeidungsmanöver, dass die beiden Satelliten sicher in einer Umlaufbahn belassen werden können, ohne dass das Risiko einer Kollision oder eines Auseinanderlaufens besteht.
Der normale Betrieb wird dann sowohl Formationsflugmanöver als auch wissenschaftliche Beobachtungen umfassen: Mit einem Koronographen soll die sehr schwache Korona der Sonne beobachtet werden, wobei das blendende Licht der Sonnenscheibe präzise durch den Occulter im Formationsflug ausgeblendet werden soll.