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Genesis und LEO-PNT: Millimetergenaue Erdvermessung durch die Esa

Bis zum Ende des Jahrzehnts will die Esa ihre Genesis- Satelliten in den Weltraum schicken. Dabei geht es neben der Erdvermessung um den Test eines zukunftsträchtigen Navigationssystems .
/ Patrick Klapetz
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Eine Weltraum-Collage der Satellitenprojekte Leo-PNT (l.) und Genesis (r.) (Bild: Esa, S. Corvaja, P. Carril, Montage: Golem.de)
Eine Weltraum-Collage der Satellitenprojekte Leo-PNT (l.) und Genesis (r.) Bild: Esa, S. Corvaja, P. Carril, Montage: Golem.de

Die europäische Raumfahrtbehörde Esa hat 76,6 Millionen Euro für die Entwicklung von Genesis bereitgestellt, einem fliegenden Observatorium, das millimetergenaue Ortungsdienste anbieten soll. Das Projekt soll den internationalen terrestrischen Referenzrahmen (ITRF) bereitstellen – ein globales Koordinatensystem, das die Positionen und Bewegungen der Erde bis auf einen Millimeter genau definiert, mit einer langfristigen Stabilität von 0,1 Millimetern pro Jahr.

Der Start der Mission ist für 2028 vorgesehen. Der verbesserte ITRF soll laut einer Esa-Pressemitteilung vom 19. März 2024(öffnet im neuen Fenster) zudem unmittelbare Vorteile für andere satellitengestützte Systeme haben, etwa die Satellitennavigationsflotte Galileo

Mit Galileo konnte im letzten Jahr eine horizontale Genauigkeit von 20 Zentimetern und eine vertikale Genauigkeit von 40 Zentimetern erreicht werden. Damit gilt Galileo mit seinen 28 Satelliten und seinem weltweiten Bodensegment als das präziseste Satellitennavigationssystem der Welt.

Die Technik an Bord von Genesis

Mit der in Genesis verbauten Technik soll die Genauigkeit zunehmen. Zu den Haupttechniken für die Erdvermessung gehören die Satellitennavigationsentfernungsmessung, die Interferometrie mit sehr langer Basislinie sowie die Satellitenlaserentfernungsmessung.

Hinzu kommt das Doris-System (Doppler Orbitography and Radio positioning Integrated by Satellite; dtsch.: Integrierte Doppler-Orbitographie und Funkortung per Satellit), das die Dopplerverschiebung der Funksignale zwischen Bodenstationen und Satelliten nutzt. Alle Systeme werden durch einen ultrastabilen Oszillator (USO) synchronisiert.

Positiver Einfluss auf viele Bereiche erwartet

"Genesis wird durch die gemeinsame Nutzung aller vier geodätischen Techniken auf demselben Satelliten und mit ordnungsgemäß kalibrierten und synchronisierten Instrumenten noch nie dagewesene Ergebnisse bei der Vermessung der Erde liefern" , erklärte Roberto Aceti, der Geschäftsführer von OHB Italia, einer Tochterfirma des Bremer Satellitenbauers OHB. Für den Bau erhält das Unternehmen 76,6 Millionen Euro.

An der Mission sind die Esa-Mitgliedsstaaten Belgien, Großbritannien, Frankreich, Italien, die Schweiz und Ungarn beteiligt. Die Esa geht davon aus, dass Genesis auch die Meteorologie, die Vorhersage von Naturkatastrophen, die Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels, die Landverwaltung und die Untersuchung von Gravitations- und Nicht-Gravitationskräften verbessern wird.

Leo-PNT: Zwei weitere Aufträge

Der Rest der Vertragsgelder – zweimal je 78,4 Millionen Euro – war für den Demonstrator für Positionsbestimmung, Navigation und Zeitmessung in einer niedrigen Erdumlaufbahn Leo-PNT (Low Earth Orbit Positioning Navigation and Timing Demonstrator) bestimmt. Die Aufträge dafür gingen an die GMV Aerospace and Defence und Thales Alenia Space.

Leo-PNT ist eine kleine Konstellation von Demonstrationssatelliten, die die Verwendung neuartiger Signale und Frequenzbänder zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit in Verbindung mit Galileo und anderen Satellitennavigationssystemen testen. Die vollständige Konstellation soll bis 2027 im Orbit sein. Diese Anwendung soll neue Notfalldienste und Datenübertragung mit geringer Latenz für Positionsbestimmung und Zeitmessung ermöglichen.


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