Leistungsstarker Space-Laser zur Ortung von Weltraumobjekten eingesetzt

Am 25. Februar 2020 gelang es dem US-amerikanischen Unternehmen Northtrop Grumman erstmals, zwei kommerzielle Satelliten im Orbit miteinander zu verbinden: Um 02:15 Uhr örtlicher Zeit dockte der Satellit MEV-1 (Mission Extension Vehicle-1) erfolgreich an den Kommunikationssatelliten Intelsat-901 an – rund 36.000 Kilometer über der Erdoberfläche. Eingesetzt wird MEV-1, um den fast spritleeren Satelliten weiter mit Treibstoff zu versorgen und so seine Lebensdauer um mindestens fünf Jahre zu verlängern. Ziel der Mission ist es, der stetig steigenden Zahl an ausrangierten Satelliten und somit der zunehmenden Weltraumverschrottung entgegenzuwirken.

Der Versorgungssatellit MEV-1 ist unter anderem mit Sensorik des Thüringer Raumfahrtunternehmens Jena-Optronik GmbH ausgestattet. Das darin integrierte LIDAR (englisch: Light detection and ranging) Lasersystem ist in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Fraunhofer IOF entstanden. Im Rahmen des DLR-Projekts »LiQuaRD« (»3D-LIDAR Pre-Qualifikation für Rendezvous und Docking«) wurde ein leistungsstarker Faserlaser entwickelt, der in der Lage ist, gefährlichen Weltraumschrott – von außer Dienst gestellte Satelliten über Bruchstücke von Raumstationen bis hin zu Resten von Weltraummissionen – aufzuspüren und zentimetergenau zu orten. Das Lasersystem wurde entsprechend seiner unterschiedlichen Anwendungen in zwei Varianten gefertigt: Der augensichere Laser operiert mit nur einer Leistungsstufe (< 10 Mw), um das an der ISS stationierte Personal nicht zu gefährden. Zusätzlich wurde eine weitere, leistungsstärkere Version konzipiert, die insgesamt in 3 Stufen aufgeschaltet werden kann (klein/mittel/groß). Dieser Laser erreicht eine Leistung von bis zu 400 mW. Bisher wurden ausschließlich augensichere Laser im Weltraum eingesetzt. Mit dem neuen 3-Stufen-Lasersystem befindet sich erstmalig ein leistungsstarker Laser im All, der je nach Reflexionsgrad an der Zieloberfläche, eine Reichweite von mehreren Kilometern erreicht.  

Neben der präzisen Ortung von Weltraumobjekten können die Daten des »Space-Lasers« dazu genutzt werden, um Kollisionen mit funktionstüchtigen Satelliten und Raumstationen zu verhindern. Die hohe Reichweite sorgt zudem dafür, dass einigen noch offenen Fragen des Weltalls näher auf den Grund gegangen werden kann.

 

 

Das Andockmanöver im Verlauf

Satellit vor dem Planet Erde.
© Northrop Grumman
Das Andocken fand in einer geosynchronen Umlaufbahn statt.
Satellit kurz vor dem Andockmanöver mit einem zweiten Satelliten.
© Northrop Grumman
Das MEV-1 nahm Bilder auf, als es zum Andocken hereinkam.
Andockmanöver zweier Satelliten.
© Northrop Grumman
Kopf der Andockkamera des sich nähernden Satelliten.