Satellitennavigation: Galileo gehen die Uhren aus

In den Satelliten des europäischen Navigationssystems Galileo fallen unerwartet viele Atomuhren aus. Noch ist kein Satellit dadurch defekt. Die Esa hofft, zumindest einige der Uhren wieder in Betrieb nehmen zu können.

Artikel veröffentlicht am 18. Januar 2017, 12:31 Uhr, Frank Wunderlich-Pfeiffer

Ein Galileosatellit, künsterlische Darstellung (Bild: Esa)

Die Satelliten des Galileo-Navigationssystems sind in Zeitnot. Die Atomuhren in den Satelliten sind weniger standhaft als erhofft. Das teilte Jan Wörner, Generaldirektor der Europäischen Raumfahrtagentur Esa, in einer Pressekonferenz mit. Die Satelliten sind bei der Navigation auf genaue Zeitbestimmung angewiesen. Dafür haben sie jeweils vier Atomuhren von zwei unterschiedlichen Typen an Bord. Ein Satellit benötigt wenigstens eine funktionierende Atomuhr, um Daten für die Satellitennavigation liefern zu können.

In den Galileo-Satelliten sind sowohl Rubidium-Uhren als auch passive Wasserstoff-Maser-Uhren verbaut. Insgesamt sind sieben der Wasserstoff-Maser-Uhren und drei Rubidium-Uhren ausgefallen. Im am schwersten betroffenen Satellit sind drei von vier Uhren ausgefallen. Eine der Rubidium-Uhren konnte allerdings laut Wörner schon "wiederbelebt" werden. Zur genauen Ursache für den Ausfall hat die Esa noch nichts gesagt.

Galileo fehlen bereits drei Satelliten

Die Zeitsignale der Atomuhren sind ein integraler Bestandteil moderner Satellitennavigation. Die Signale der Navigationssatelliten bestehen aus zwei Teilen. Ein Teil ist der genaue Zeitpunkt, zu dem das Signal vom Satelliten aus gesendet wurde. Dazu kommt eine Beschreibung der Bahnelemente des genauen Orbits, in dem sich der Satellit zurzeit befindet. Mit Hilfe der Bahnelemente und des Zeitpunktes kann dann der genaue Ort des jeweiligen Satelliten im Orbit bestimmt werden. Aus dem Vergleich von mehreren Satellitensignalen kann der Empfänger dann den eigenen Standort errechnen.

Bisher wurden 20 Galileo-Satelliten gestartet, woraufhin das System im Dezember offiziell in Betrieb ging. Zurzeit sind elf der Satelliten im Orbit aktiv. Die vier vor kurzem mit einer Ariane 5 gestarteten Satelliten sind noch in der Inbetriebnahme. Zwei der Satelliten wurden nur zu Testzwecken gebaut und gestartet. Zwei weitere wurden durch Probleme mit der Trägerrakete in einen unbrauchbaren Orbit gebracht und ein Satellit fiel durch einen Antennenschaden aus.

Nachtrag vom 18. Januar 2017, 14:50 Uhr

Space Intel Report hat ein Interview mit dem Leiter des Galileo-Programms, Javier Benedicto, geführt. Demnach stammen die Atomuhren von dem Schweizer Unternehmen Spectra Time, das auch die Uhren für das chinesische (Beidou) und das indische (IRNSS) Satellitennavigationssystem liefert. Auch bei deren Systemen soll es zu Problemen kommen.

Die Ursache soll in den Betriebsbedingungen im Weltraum liegen. Bei der Qualifikation am Boden traten keine vergleichbaren Probleme auf. Um die Probleme zu reduzieren, sollen die Betriebsspannungen und -temperaturen der Uhren verändert werden. Benedicto sagte außerdem, dass eine Partnerschaft zum Informationsaustausch mit den anderen Betreibern angestrebt werde, soweit das im Rahmen der militärischen Geheimhaltung möglich sei.