ADM-Aeolus

ADM-Aeolus (englisch Atmospheric Dynamics Mission – Aeolus: Griechischer Gott der Winde) war ein ESA-Satellit aus der Reihe der Earth Explorer Missions, ein langfristiges Rahmenprogramm der ESA zur Erdbeobachtung. Als erster Satellit überhaupt trug er als Nutzlast einen Laser und ein Spiegelteleskop, womit nach dem Lidar-Prinzip Luftströmungen großräumig erfasst wurden.

ADM-Aeolus
ADM-Aeolus
Typ: Forschungssatellit
Betreiber: Europaische Weltraumorganisation ESA
COSPAR-ID: 2018-066A
Missionsdaten
Masse: 1450 kg
Größe: 4,6 × 1,9 × 2,0 m
Start: 22. August 2018, 21:20 UTC[1]
Startplatz: Centre Spatial Guyanais, ELV
Trägerrakete: Vega VV-12
Betriebsdauer: 5 Jahre
Wiedereintritt: 28. Juli 2023, 19:00 UTC
Bahndaten
Umlaufzeit: 90,8 min[2]
Bahnneigung: 96,7°
Apogäumshöhe:  328 km
Perigäumshöhe:  316 km

Hauptauftragnehmer für den Satelliten einschließlich des Laser-Instruments ALADIN war ursprünglich Astrium.[3] Nachdem die Firma mit Wirkung vom 1. Januar 2014 mit Cassidian und Airbus Military zu Airbus Defence and Space zusammengelegt wurde, führte der neue Unternehmensbereich den Auftrag weiter.[4]

Daten

Der Satellit Aeolus sollte ursprünglich im April 2011 mit einer Rockot-Trägerrakete auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 400 km Höhe gestartet werden.[5] Im Jahr 2011 ging man von einem Start im Jahr 2013 aus. Seit 2014 war der Start mit einer Vega geplant.[6] Der Starttermin wurde dann auf den 22. August 2018 21:20 Uhr UTC gelegt und der Start erfolgreich durchgeführt.[1]

Die Nutzlast des Satelliten bestand aus einem Lidar, genannt ALADIN (Atmospheric Laser Doppler Lidar Instrument). Es sendete kurze Lichtpulse im nahen UV (355 nm) aus, dessen Rückstreuung ein Spiegelteleskop von 1,5 m Durchmesser registrierte. Aus den Laufzeiten der in der Atmosphäre reflektierten Strahlung und ihrer Dopplerverschiebung erhielt man Hinweise auf die Feuchtigkeitsverteilung, Strömungs- und Windverhältnisse in der Atmosphäre in unterschiedlichen Höhen. Die horizontale Ortsauflösung war besser als 50 km.

Bei Beginn des Projekts war ein Budget von 300 Millionen Euro, davon ca. 200 Mio. Euro für den Satelliten vorgesehen. Im Jahr 2015 gab die ESA die voraussichtlichen Kosten mit 400 Mio. Euro an. Als Grund wurden unerwartet hohe technische Schwierigkeiten bei der Entwicklung der Lasersysteme angegeben.[7]

Stand 2018 wurde ein Preis von 481 Mio. Euro angegeben.[8]

Einsatz

Während der Satellit nach einer Justierungsphase Daten von außerordentlicher Qualität lieferte, zeigte sich jedoch bald eine Schwäche: Der Laser verlor unerwartet schnell an Energie. Nach dem Umschalten auf den zweiten Laser zeigte sich der Effekt nicht mehr, was zu einer längeren Einsatzdauer beitrug.[9][10][11][12]

Am 2. September 2019 veränderte Aeolus seine Bahn, um dem Starlink-Testsatelliten Nr. 44 auszuweichen. Letzterer hatte seine Bahnhöhe so weit verringert, dass er mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1:1000 mit Aeolus kollidiert wäre. Ab einem Kollisionsrisiko von 1:10000 fliegt die ESA Ausweichmanöver.[13] SpaceX hatte selbst nicht auf die Kollisionsgefahr reagiert, weil die entsprechende Warnmeldung der U.S. Air Force wegen eines fehlerhaften Geschäftsprozesses bei SpaceX nicht die Verantwortlichen erreichte.[14]

Ab dem 12. Mai 2020 wurden die von Aeolus ermittelten Daten Wetterdiensten und Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt, und zwar maximal drei Stunden nachdem die Messungen gemacht wurden.[15] Daraufhin erklärte der Deutsche Wetterdienst am 19. Mai 2020, die Aeolus-Daten ab sofort zu nutzen, um so einen teilweisen Ausgleich für fehlende Messungen durch Flugzeuge zu haben.[16][17] Am stärksten profitierten jedoch die Vorhersagen für die Tropen und die südliche Hemisphäre von dem Satelliten.[18][19] So nutzte zum Beispiel am 3. August 2020 das Nationale Zentrum für Satellitenmeteorologie des Chinesischen Amts für Meteorologie die von Aeolus auf seiner sonnensynchronen Bahn zwischen 09:40 und 09:55 UTC ermittelten Daten in Kombination mit denen des geostationären Wettersatelliten Fengyun-4A, um den Taifun Hagupit zu beobachten, bevor dieser acht Stunden später bei Wenzhou auf das chinesische Festland traf.[20] In der Provinz Zhejiang mussten daraufhin 381.687 Menschen aus gefährdeten Gebieten Schutzräume aufsuchen.[21]

Missionsende

Im Juli 2023 wurde das Hauptinstrument ALADIN deaktiviert und der Satellit für den Absturz vorbereitet.[22]

Am 28. Juli gegen 21:00 Uhr MESZ trat Aeolus über der Antarktis wieder in die Erdatmosphäre ein. Es war der erste unterstützte Wiedereintritt dieser Art. Aeolus wurde so positioniert, dass alle Teile, die nicht in der Atmosphäre verglüht sind, in die geplanten Bodenspuren (ground tracks) des Satelliten über dem Atlantik fallen konnten.[23]

Einzelnachweise
  1. ESA-Erdbeobachtungssatellit erfolgreich gestartet. Futurezone, 23. August 2018, abgerufen am 23. August 2018 (deutsch).
  2. Bahndaten nach AEOLUS. N2YO, 13. September 2018, abgerufen am 17. September 2018 (englisch).
  3. Herbert J. Kramer: ADM-Aeolus. In: earth.esa.int. Abgerufen am 23. August 2020 (englisch).
  4. Arianespace chosen by ESA to launch ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission) satellite with Vega in 2017. In: arianespace.com. 7. September 2016, abgerufen am 23. August 2020 (englisch).
  5. Programmes in Progress. In: ESA Bulletin 138, May 2009. ESA, S. 50/51, abgerufen am 12. August 2009 (englisch).
  6. ADM-Aeolus mission overview. ESA, abgerufen am 3. Oktober 2014 (englisch).
  7. Cost Schedule Woees on 2 Lidar Missions Push ESA To Change Contract Procedures, Bericht bei SpaceNews.com über Kostenüberschreitungen beim Projekt Aeolus (englisch, abgerufen im August 2016)
  8. Alexander Stirn: Satellit "Aeolus" gestartet: Der teuerste Windmesser aller Zeiten. In: Spiegel Online. 23. August 2018 (spiegel.de [abgerufen am 16. November 2019]).
  9. esa: Second laser boosts Aeolus power. Abgerufen am 9. August 2019 (britisches Englisch).
  10. heise online: ESA-Windsatellit Aeolus: Laser verliert rasch an Energie. Abgerufen am 2. Juni 2019.
  11. Jeff Hecht: Backup Laser to Revive Aeolus Wind-Sensing Satellite. 27. Juni 2019, abgerufen am 13. Juli 2019 (englisch).
  12. heise online: ESA-Windsatellit Aeolus: Bessere Daten dank Wechsel des Lasers. Abgerufen am 24. Juli 2019.
  13. Jonathan O’Callaghan: SpaceX Refused To Move A Starlink Satellite At Risk Of Collision With A European Satellite. In: Forbes. 2. September 2019, abgerufen am 2. September 2019.
  14. ESA spacecraft dodges potential collision with Starlink satellite. In: Spacenews. 2. September 2019, abgerufen am 3. September 2019.
  15. Aeolus goes public. In: esa.int. 12. Mai 2020, abgerufen am 23. August 2020 (englisch).
  16. Wetter und Klima - Deutscher Wetterdienst - Presse - Satellitendaten helfen Problem fehlender Flugzeugmessungen abzumildern. Abgerufen am 2. August 2020.
  17. Weniger Flugzeuge: Die Wettervorhersagen werden ungenauer. Abgerufen am 2. August 2020.
  18. Jonathan Amos: Weather forecasters start using space laser data. 10. Januar 2020 (bbc.com [abgerufen am 14. Januar 2020]).
  19. Martin Holland: ESA-Windsatellit Aeolus: Daten jetzt Basis für Wettervorhersagen. In: heise.de. 13. Januar 2020, abgerufen am 22. August 2020.
  20. 张林: 我国台风监测首次应用欧洲风神卫星测风产品. In: news.sina.com.cn. 21. August 2020, abgerufen am 22. August 2020 (chinesisch).
  21. 金梁 et al.: 浙江提升防台风应急响应至II级 全省已转移38万人. In: zj.zjol.com.cn. 3. August 2020, abgerufen am 22. August 2020 (chinesisch).
  22. heise online: ESA-Windsatellit Aeolus: Vor möglichst kontrolliertem Absturz Messungen beendet. 6. Juli 2023, abgerufen am 6. Juli 2023.
  23. Aeolus: historisches Ende einer einzigartigen Mission. Abgerufen am 29. Juli 2023.
Satelliten und Raumsonden mit Beteiligung der ESA
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