Aeolus: historisches Ende einer einzigartigen Mission
Die Windmission Aeolus hat die wissenschaftlichen Erwartungen übertroffen und ihre geplante Lebensdauer in der Umlaufbahn überschritten. Sie wurde als eine der erfolgreichsten Erdbeobachtungsmissionen der ESA gefeiert. Und nun wird auch ihr Ende in die Geschichte eingehen, dank des Einfallsreichtums des ESA-Missionskontrollteams, das den Satelliten zu einem sicheren Wiedereintritt in die Erdatmosphäre steuerte.
Aeolus - die Windmission der ESA - ist am 28. Juli gegen 21:00 Uhr MESZ über der Antarktis wieder in die Erdatmosphäre eingetreten, wie das US Space Command bestätigt.
Der Wiedereintritt erfolgte nach einer Reihe komplexer Manöver, die die Umlaufbahn von Aeolus von einer Höhe von 320 km auf nur 120 km absenkte, um in die Atmosphäre einzutreten und zu verglühen.
Entscheidend ist, dass diese Manöver - der erste unterstützte Wiedereintritt dieser Art - Aeolus so positionierten, dass alle Teile, die nicht in der Atmosphäre verglüht sind, in die geplanten Bodenspuren (ground tracks) des Satelliten über dem Atlantik fallen konnten.
Heutzutage werden Satellitenmissionen nach Vorschriften konzipiert, die vorsehen, dass sie bei ihrer Rückkehr zur Erde so wenig Schaden wie möglich anrichten. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass der größte Teil des Satelliten beim Wiedereintritt verglüht oder dass er am Ende seiner Lebensdauer in der Umlaufbahn kontrolliert wieder eintritt.
Als Aeolus in den späten 1990er Jahren entwickelt wurde, gab es jedoch noch keine derartigen Vorschriften.
So wäre Aeolus, nachdem ihm der Treibstoff ausgegangen war, ohne Eingreifen innerhalb weniger Wochen auf natürliche Weise wieder in die Erdatmosphäre eingetreten - allerdings ohne Kontrolle darüber, wo dies geschehen würde.
Satelliten und Raketenteile fallen etwa einmal pro Woche auf die Erde zurück, und die dabei erhaltenen Teile haben nur sehr selten Schaden angerichtet, so dass das Risiko, dass Aeolus dies tun würde, immer äußerst gering war.
Die Wahrscheinlichkeit, von einem Trümmerteil getroffen zu werden, ist dreimal geringer als die, von einem Meteoriten getroffen zu werden.
Dennoch ging die ESA für Aeolus einen Schritt weiter und versuchte, den Wiedereintritt auf eine neue Weise zu unterstützen, um das Ende der Mission noch sicherer zu machen.
Der Versuch, einen Satelliten dazu zu bringen, etwas zu tun, wofür er eigentlich gar nicht vorgesehen war, erforderte eine Menge Denkarbeit und eine Menge Planung.
In der vergangenen Woche machten sich die Ingenieur*innen und Expert*innen der Missionskontrolle und der Flugdynamik zusammen mit den Fachleuten für Weltraummüll im ESA-Satellitenkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt dann an die Arbeit. Sie nutzten den verbleibenden Treibstoff des Satelliten, um eine Reihe von Zündungen durchzuführen, die Aeolus absenken und ihn in die beste Position für den Wiedereintritt bringen sollten.
Und sie schafften es - Aeolus trat unter Einhaltung der geltenden Vorschriften wieder ein.
Der ESA-Direktor für Missionsbetrieb, Rolf Densing, sagte: "Die Teams haben etwas Bemerkenswertes erreicht. Diese Manöver waren komplex, und Aeolus war nicht dafür ausgelegt, sie durchzuführen. Es bestand immer die Möglichkeit, dass dieser erste Versuch eines unterstützten Wiedereintritts nicht funktionieren würde.
Der Wiedereintritt von Aeolus war zwar von vornherein sehr risikoarm, aber wir wollten die Grenzen verschieben und das Risiko weiter reduzieren, um unser Engagement für den sogenannten Zero-Debris-Ansatz der ESA zu demonstrieren.
Wir haben viel aus diesem Erfolg gelernt und können den gleichen Ansatz möglicherweise auch bei anderen Satelliten anwenden, die am Ende ihrer Lebensdauer stehen und gestartet wurden, bevor die derzeitigen Entsorgungsvorschriften in Kraft waren."
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Dieser unterstützte Wiedereintritt ist nur ein Teil des umfassenden Engagements der ESA für die langfristige Sicherheit und Nachhaltigkeit von Raumfahrtaktivitäten. Bis 2030 werden alle ESA-Missionen "rückstandsneutral " sein - dank der Zero Debris Charter stellt die ESA sicher, dass die Technologie nicht nur für die heutigen Vorschriften bereit ist, sondern auch noch ehrgeizigere Regeln in der Zukunft ermöglicht.
Von Deorbiting-Ausrüstung, die mit Missionen zum späteren sicheren Wiedereintritt gestartet werden, über Vorzeigemissionen wie Clearspace-1, die noch in der Umlaufbahn befindliche ausgediente Raumfahrzeuge einfangen, bis hin zu Technologien zur Begrenzung der Risiken am Boden - die ESA ist führend in der nachhaltigen Raumfahrt.
Aeolus: Eine anspruchsvolle Mission
Aeolus war eine anspruchsvolle Mission - die Entwicklung der wegweisenden Lasertechnologie dauerte viele Jahre. Nach einer Reihe von Rückschlägen wurde Aeolus schließlich 2018 gestartet, um ein Profil der Erdwinde zu erstellen, und entwickelte sich zu einer der erfolgreichsten Forschungsmissionen der ESA zur Erdbeobachtung.
An Bord von Aeolus befand sich das Instrument Aladin, Europas modernstes Doppler-Wind-Lidar, das im Weltraum geflogen wurde.
Sein Laser sendete ultraviolette Lichtimpulse in Richtung der Erdatmosphäre. Dieses Licht prallte an Luftmolekülen und Partikeln wie Staub in der Atmosphäre ab. Der kleine Teil des Lichts, der zum Satelliten zurückgestreut wurde, wurde von einem großen Teleskop aufgefangen.
Durch die Messung der Doppler-Verschiebungen in den zurückkommenden Signalen konnte die horizontale Windgeschwindigkeit in den untersten 30 km der Atmosphäre abgeleitet werden, was Aeolus zur ersten Satellitenmission machte, die Profile des Erdwindes auf globaler Ebene lieferte.
Die Mission, eine Forschungsmission in der Reihe der ESA Earth Explorer, sollte zeigen, dass diese Technologie machbar ist - aber sie hat noch mehr getan.
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Die ESA-Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme, Simonetta Cheli, sagte: "Aeolus hat sich wirklich hervorragend bewährt. Die Technologie war in der Tat schwierig zu entwickeln, aber wir haben einen enormen Nutzen daraus gezogen.
Sie kam nicht nur der Wissenschaft zugute, indem sie einen Beitrag zur Klimaforschung leistete, sondern ihre Daten wurden auch operativ für Wettervorhersagen genutzt, was sich während des Covid-Lockdowns, als Flugzeuge, die Wetterinstrumente tragen, am Boden blieben, als unerlässlich erwies.
In einem Bericht von London Economics aus dem Jahr 2022 wurde festgestellt, dass Aeolus auch einen echten wirtschaftlichen Nutzen brachte - bis zu 3,5 Milliarden Euro über die gesamte Laufzeit der Mission.
Wir sind sehr stolz auf Aeolus und die vielen Menschen, die ihre Entwicklung, ihre Lebensdauer in der Umlaufbahn, ihre Datennutzung und ihr sicheres Ende ermöglicht haben.
Mit den Erfahrungen, die wir mit der ersten Aeolus-Mission gesammelt haben, konzentrieren wir uns nun auf die Nachfolgemission Aeolus-2, eine operationelle meteorologische Mission, die wir gemeinsam mit Eumetsat, der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, entwickeln."
