Satelliten der Mission Proba-3 milimetergenau ausgerichtet
Die Mission Proba-3 der Europäischen Weltraumorganisation ESA hat erstmals zwei Satelliten völlig autonom in millimetergenauer Formation fliegen lassen, um gemeinsam wie ein riesiges Sonnenteleskop zu funktionieren. Damit wurde ein technischer Meilenstein erreicht, der den Weg für künftige präzise Mehrsatelliten-Missionen ebnet.
Bild: ESA-P. Carril
Zum ersten Mal ist es gelungen: Zwei Raumfahrzeuge haben sich in einer Höhe von über 50.000 Kilometern über der Erde mit millimetergenauer Präzision in Formation gebracht – und das ganz ohne Eingriffe vom Boden. Über mehrere Stunden hinweg hielten die beiden Satelliten ihre exakte relative Position zueinander. Die Europäische Weltraumorganisation ESA spricht von einem Durchbruch in der Raumfahrttechnik.
Die Mission Proba-3: Ein Blick in die Zukunft der Satellitenflüge
Bei der Mission handelt es sich um Proba-3, ein Projekt der ESA, das neue Technologien für sogenanntes Formation Flying demonstrieren soll. Dabei fliegen mehrere Satelliten so präzise und koordiniert, dass sie zusammen wie ein einziges großes Raumfahrzeug funktionieren. Das Ziel: künftige Weltraummissionen mit mehreren kleineren Satelliten statt eines einzelnen großen ermöglichen – günstiger, flexibler und leistungsstärker. Besonders in der Erdbeobachtung und bei wissenschaftlichen Experimenten eröffnet das neue Möglichkeiten.
Proba-3 besteht aus zwei Satelliten: dem Occulter, der eine große runde Scheibe trägt, und dem Coronagraph, der mit einem Spezialteleskop ausgestattet ist. Gemeinsam simulieren sie ein riesiges Instrument zur Beobachtung der Sonne. Der Occulter schirmt das grelle Sonnenlicht ab, sodass der Coronagraph die äußere Schicht der Sonne, die sogenannte Korona, sichtbar machen kann.
Technik, die Maßstäbe setzt
Die Präzision, mit der die beiden Satelliten ihre Position zueinander einnehmen, ist außergewöhnlich. Sie fliegen in 150 Metern Abstand zueinander – und das mit einer Abweichung von nur wenigen Millimetern. Damit das gelingt, nutzt die Mission ein Zusammenspiel mehrerer Systeme: Kameras, Laser und intelligente Bordsoftware. Zunächst hilft ein Kamerasystem dabei, sich grob zu orientieren: Eine Kamera auf dem Occulter verfolgt blinkende Lichter auf dem Coronagraph. Kommen sich die Satelliten näher, übernimmt eine zweite, präzisere Kamera die Feinjustierung.
Der entscheidende Schritt aber kam mit der Aktivierung eines neuartigen Lasersystems. Der sogenannte Fine Lateral and Longitudinal Sensor (FLLS) sendet einen Laserstrahl vom Occulter zum Coronagraph, wo er von einem Spiegel zurückgeworfen wird. Der zurückkehrende Strahl gibt den exakten Abstand an – mit einer Genauigkeit bis auf den Millimeter.
Zusätzlich sorgt ein Lichtsensor dafür, dass der Coronagraph immer im Schatten des Occulters bleibt, also optimal vom grellen Sonnenlicht abgeschirmt ist. All das geschieht vollautomatisch im All. „Die Formation ist stabiler, als wir es je erwartet hätten“, sagt ESA-Ingenieurin Esther Bastida Pertegaz.
Innovationen für die Raumfahrt von morgen
Neben der extrem präzisen Positionskontrolle testet Proba-3 noch weitere zukunftsweisende Technologien. Unter anderem wird ein Rendezvous-Manöver durchgeführt – ein Annäherungsmanöver, wie es etwa für geplante Mars-Missionen oder zur Entsorgung alter Satelliten wichtig sein könnte. Auch die verwendeten Steuerungs- und Navigationsalgorithmen wurden eigens für Proba-3 entwickelt und sollen künftig auch anderen Missionen zur Verfügung stehen.
Wie geht es weiter?
Die beiden Satelliten wurden im Dezember 2024 gemeinsam mit einer indischen Trägerrakete gestartet. Inzwischen hat die Mission die wichtigste Hürde genommen: die exakte Formationsfliegerei funktioniert. Als nächstes wird die wissenschaftliche Nutzlast kalibriert – also das Sonnenbeobachtungsinstrument feinjustiert. Sobald das abgeschlossen ist, hoffen die ESA-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die ersten scharfen Bilder der Sonnenkorona.
„Wir sprechen hier von millimetergenauer Entfernung und sogar noch präziserer seitlicher Position“, sagt Projektmanager Damien Galano. „Wir können es kaum erwarten, die ersten Bilder der Sonnenkorona zu sehen.“
Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Proba-3_achieves_precise_formation_flying