Satelliten in der Bahn halten
Wie viele LEO-Satelliten umkreist die Internationale Raumstation ISS unseren Planeten in der äußeren Schicht der Erdatmosphäre, der Thermosphäre. Dieser Bereich ist starker Röntgen- und UV-Strahlung von der Sonne ausgesetzt, wodurch die Temperaturen mit zunehmender Höhe steigen und schließlich über 1.000 Grad Celsius erreichen können. Außerdem können sich die Bedingungen infolge extremer Sonnen- und geomagnetischer Aktivität rapide verändern. Da nur eine kurze Verzögerung zwischen einer Veränderung des Erdmagnetfelds und ihrer Auswirkung in der Thermosphäre besteht, ist für regelmäßige Vorhersagen eine Modellierung erforderlich, die beinahe in Echtzeit stattfindet. Das EU-finanzierte Projekt "Advanced thermosphere modelling for orbit prediction" (ATMOP) wurde ins Leben gerufen, um dieses Ziel zu erreichen. Die ATMOP-Wissenschaftler entwickelten ein semi-empirisches Modell der Thermosphäre, das genauer als die damals verfügbaren Modelle ist. Das finale Modell ist das prädiktive Drag Temperature Model DTM2013, das kurz vor Ende des Projekts im November 2013 veröffentlicht wurde. Es wurde an die umfassendsten Datensätze angepasst und, vor allem, mit der Fähigkeit ausgestattet, Fast-Echtzeit-Daten zu assimilieren. Konkret basiert das DTM2013 auf hochauflösenden Daten des Kleinsatelliten "Challenging Minisatellite Payload" (CHAMP), des Doppelsatelliten "Gravity Recovery and Climate Experiment" (GRACE) und des Satelliten "Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer" (GOCE). Die Daten der US Air Force zum täglichen Mittel der Atmosphärendichte in Höhen zwischen 200 und 500 km dienten zur Validierung. Mehrere Modellläufe wurden durchgeführt, um die Leistung und Datenintegration des Modells zu erproben. Unter Berücksichtigung sowohl assimilierter als auch unabhängiger Daten erwies sich DTM2013 als insgesamt bestgeeignetes Modell für Dichtedaten. Außerdem konnte es im Vergleich mit dem Vorgängermodell DTM2009 oder den internationalen Atmosphären-Referenzmodellen JB2008 und NRLMSISE-00 mit nie zuvor erreichter Leistung beeindrucken. Durch ATMOP wurde Europa mit dem ersten Fast-Echtzeit-Modell ausgestattet, um die Bedingungen in der Thermosphäre regemäßig bestimmen und vorhersagen zu können. DTM2013 konzentriert sich auf den orbitalen Luftwiderstand, dessen Berechnung zur Überwachung von Satelliten in der oberen Atmosphäre von höchster Bedeutung ist. Es wird erwartet, dass mit diesem Modell weltraumgestützte Mittel auf ihrer Bahn gehalten und Kollisionen vermieden werden können, und gleichzeitig soll die Abhängigkeit Europas von ausländischen Technologien zu diesen Zwecken gesenkt werden.
Schlüsselbegriffe
Satelliten, weltraumgestützte Mittel, Sonnenaktivität, Modellierung der Thermosphäre, Vorhersage der Umlaufbahn
