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20.11.1987 - 

Platzprobleme durch zehn künstliche Himmelskörper in gleicher Position:

Trotz Startverzögerung bald im All

Schon seit zwei Jahren könnte der direktsendende Fernseh- und Rundfunksatellit TV-SAT Programme aus dem All übertragen - hätte sich nicht Ariane launisch gezeigt und den Start verhindert. Jetzt aber ist es bald soweit: TV-SAT soll demnächst auf seine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden und im nächsten Jahr senden.

Wenn die Europa-Rakete Ariane von Kourou in Französisch Guyana aus den Nachrichtensatelliten, TV-SAT ins All geschossen haben wird und er sich auf seiner geostationären Umlaufbahn 36 000 Kilometer hoch über dem Äquator befindet, wird es in dieser Höhe am 19. westlichen Längengrad noch enger werden. Diese Stelle über dem Atlantischen Ozean - auf der Erde liegt sie etwa in der Mitte zwischen der Amazonasmündung in Brasilien und Libreville, der Hauptstadt von Gabun - ist deshalb so begehrt, weil sie eine gute innereuropäische Abdeckung mit der abgestrahlten Information ermöglicht. Und die Höhe von 36 000 Kilometern muß sein, weil die Satelliten hier die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie die Erde erreichen. Sie stehen scheinbar still.

Für die Übertragung von Kontinent zu Kontinent ist dieser Ort ebenfalls sehr günstig. Deshalb sind hier neben den europäischen auch amerikanische Satelliten "geparkt". Was aber wird geschehen, wenn einmal Afrika Nachrichtensatelliten an der gleichen Stelle plazieren wird? Die Fachleute mögen am liebsten nicht daran denken.

Zusammenstöße nicht ausgeschlossen

Rund zehn künstliche Himmelskörper befinden sich heute schon am 19. Längengrad über dem Äquator; der jedem zustehende Platz beträgt ein zehnter Grad. Weitere Satelliten sollen hier zwischen den Kontinenten in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden. Da kann es dann schon vorkommen, daß sich die neuen Erdtrabanten hin und wieder leicht berühren. In der Schwerelosigkeit richtet das keinen großen Schaden an. Und da sich in diesem Bereich eine Potentialschwelle zwischen den Kontinenten befindet, müssen die Satellitenbahnen ohnehin ständig nachgeregelt werden.

Bei diesem Platzmangel klingt es fast tröstlich, daß ein Satellitenleben auch einmal zu Ende geht. Der künstliche Erdtrabant wird dann mit den noch vorhandenen Treibstoffreserven aus seiner Umlaufbahn geschossen, um einem neuen Platz zu machen. Den Vorgänger von TV-SAT, den deutsch-französischen Satelliten Symphonie, hat dieses Schicksal bereits ereilt. Die geplante Lebensdauer des neuen Fernsehrundfunk-Satelliten liegt bei rund sieben Jahren.

Die TV-SAT zugrunde liegende Idee ist es, Haushalten den direkten Empfang von Rundfunk- oder Fernsehprogrammen zu ermöglichen. Da seine Sendeleistung rund zehnmal so hoch wie die der bisherigen Nachrichtensatelliten angesetzt wurde, genügt für den Heimempfang eine verhältnismäßig kleine Parabolantenne ("Suppenschüssel") mit einem Durchmesser von etwa 80 Zentimetern. Empfangsstörungen durch Abschattung sollen künftig der Vergangenheit angehören, da der Satellit steiler steht als die üblichen Sender der Richtfunkstrecken.

Die deutsch-französischen Direktfernsehrundfunk-Satelliten TV-SAT und TDF-1 sind modular aufgebaut, um sie später auch anderen Ländern mit unterschiedlichen geographischen Gegebenheiten anbieten zu können. Beispielsweise interessieren sich die skandinavischen Länder, Österreich und die Schweiz für solche direktsendende Satelliten. Bedeutung dürften sie auch für Länder der Dritten Welt erlangen, die über kein gut ausgebautes terrestrisches Verteilsystem verfügen.

Schwerer Brocken mit fünf Modulen

TV-SAT, der rund 2000 Kilogramm wiegt und mit entfaltetem Solargenerator fast 20 Meter lang ist, besteht aus fünf Modulen:

- Empfangs- und Sendeantenne.

- Nachrichtenmodul mit Empfänger und Sender einschließlich Verstärker und Frequenzumsetzer. Hier entsteht die hohe Sendeleistung von rund 250 Watt je Kanal (maximal fünf Kanäle möglich).

- Solargenerator für 3 Kilowatt Leistung.

- Betriebsmodul mit Telemetrie-Telekommando-System, Lageregelungssystem und Energieaufbereitungssystem.

- Antriebsmodul mit chemischen Zweistoff-Antriebssystem, das ein gemeinsames Tanksystem enthält, das auch das Apogäumstriebwerk (es bringt den Satelliten in die endgültige Umlaufbahn) und die Lageregelungstriebwerke speist.

TV-SAT, dessen Start eigentlich schon 1985 hätte stattfinden sollen, und sein französischer Bruder TDF-1 wurden in einem deutsch-französischen Gemeinschaftsprojekt entwickelt. Dem vierköpfigen gemeinsamen Lenkungsausschuß ist eine Projektleitung mit Sitz in München unterstellt, deren Vorsitz die Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR) übernommen hat. Den Auftrag für Bau und Start des TV-SAT hat der Bundesminister für Forschung und Technologie gegeben. Nach einer dreimonatigen Betriebsdauer wird der Fernseh- und Rundfunk-Satellit an die Deutsche Bundespost übergehen.

Die DFVLR übernimmt die Positionierung

Der DFVLR obliegt es auch, den neuen Satelliten zu positionieren, das heißt, ihn an seinen ihm zugedachten Platz zu bringen, sobald ihn die Trägerrakete Ariane ins All transportiert hat. Diese Aufgabe sowie die Regelung und Überwachung in den ersten Betriebsmonaten übernimmt die Abteilung Raumflugmission, die über eine Bodenstation mit drei Antennen auf der Lichtenau, einem Hochplateau in der Nähe von Weilheim/Oberbayern, sowie über das eigentliche Kontrollzentrum in Oberpaffenhofen verfügt. Weilheim und Oberpfaffenhofen liegen rund 40 km auseinander; die Datenübertragung erfolgt über Standleitungen.

Die Bodenstation in Weilheim betreibt drei Parabolantennen mit Durchmessern von 30, 15 und 4,5 Metern. Der größte Spiegel ist speziell für den Betrieb von Raumsonden, die 15-Meter-Station für den Betrieb erdnaher Satelliten (auch TV-SAT) und die 4,5-Meter-Antenne, die über keine Sendeeinrichtung verfügt, hauptsächlich für den Empfang meteorologischer Daten von Wettersatelliten ausgelegt. Allen drei Antennen steht ein gemeinsames Stationsrechenzentrum zur Verfügung, das mit den Computern des Kontrollzentrums in Oberpfaffenhofen über eine Breitbandleitung verbunden ist. Die Datenübertragung erfolgt mit 64 KBit/s. Über das Kontrollzentrum ist auch ein Datenaustausch mit anderen Raumfahrtorganisationen wie der NASA, der ESA (European Space Agency), CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) und MPE (Max-Planck-Institut für Extraterrestrik) möglich.

Für den späteren Betrieb und das Überwachen von TV-SAT hat die Deutsche Bundespost nach Vorschlägen der DFVLR eine Bodenstation mit Kontrollzentrum in Usingen bei Frankfurt eingerichtet. Dieses Zentrum ist für den Betrieb von zwei TV-SAT und drei künftigen Fernmeldestationen "Kopernikus" ausgelegt.

Bei Raumflugmissionen fallen umfangreiche und meist in Echtzeit zu verarbeitende Datenmengen an. Ein leistungsfähiges Datenverarbeitungssystem, das in der Lage ist, die Telemetriedaten der Satelliten zu empfangen, in Echtzeit weiterzuleiten, zu verarbeiten und darzustellen, ist deshalb Grundvoraussetzung. Aus den Meßwerten müssen Bahn und Lage der Raumflugkörper berechnet sowie Kommandoinformationen für die notwendigen Korrekturen der Bahnlage erzeugt werden.

Die Rechnerinstallationen der DFVLR für Bodenstation und Kontrollzentrum umfassen heute nahezu ausschließlich Computer von Digital Equipment, die auch von den Partnern bei der Zusammenarbeit innerhalb der internationalen Raumflugprojekte anerkannt sind. Nicht zuletzt ließ sich durch die Konzentration auf nur eine Rechnerfamilie auch der Software- und Wartungsaufwand in Grenzen halten.

Bei Ausfällen steht zweiter Rechner bereit

Als zentrale Stationscomputer arbeiten in der Bodenstation Weilheim zwei VAX-Rechner: Eine VAX- 11/780 sowie eine 11/750. Bei Ausfall eines Rechners kann der andere seine Aufgaben übernehmen. Die Zentralcomputer überwachen die Rechner der Untersysteme, übernehmen die Kurzzeitdatenspeicherung, sorgen für das Übertragen der empfangenen Daten zum Kontrollzentrum und schalten die Daten- und Nachrichtenwege. Alle peripheren Systeme sind über Ethernet/DECnet mit den zentralen VAX-Rechnern verbunden. wird fortgesetzt

Kristin Mierzowski ist freie Fachjournalistin in Leonberg.