NPS & SeRANIS – Erste Schritte zur gemeinsamen Nutzung des MC3-Netzwerks
Als regelmäßiger Gastprofessor besuchte Prof. Andreas Knopp erneut die Space Systems Academic Group der Naval Postgraduate School (NPS) in Kalifornien.
Erdbeobachtung
DIE SIGNALE VON GLOBALEN NAVIGATIONSSATELLITENSYSTEMEN (GNSS) KÖNNEN NICHT NUR FÜR DIE NAVIGATION VERWENDET WERDEN, SONDERN UNTER ANDEREM AUCH ZUR UNTERSUCHUNG DER ATMOSPHÄRE UND DER OBERFLÄCHE DER ERDE.
Während eines Reflektometrie-Experimentes wird ein Teil der Signale der GNSS-Satelliten an der Erdoberfläche reflektiert und kann von einem Empfänger auf einer Drohne, Flugzeug oder einer Raumsonde aufgezeichnet werden. Durch die Auswertung des reflektierten und direkten Signals können Rückschlüsse auf die geophysikalischen Eigenschaften der Erdoberfläche gezogen werden.
Erdbeobachtung
Eine weitere Möglichkeit die kontinuierlich gesendeten und umsonst zur Verfügung stehenden Signale der GNSS-Satelliten zu nutzen, ist die sogenannte Okkultationsmessung. Hier verschwindet ein GNSS Satellit vom Empfänger aus gesehen am Horizont und dabei durchläuft das Navigationssignal die Erdatmosphäre. Aus der Dopplerverschiebung des Signals als Funktion der Zeit können Profile des Beugungswinkels und der Refraktivität bzw. Druck und Temperatur der Atmosphäre bestimmt werden.
KERNZIELE UND ALLEINSTELLUNGSMERKMAL
Sowohl für die Okkultationsmessung als auch für die Reflektometriemessung wird eine stabile Referenzquelle benötigt, da sehr kleine Änderungen in Phase bzw. Frequenz gemessen werden müssen. Neue Entwicklungen in der Oszillatortechnologie machen es möglich New-Space-Oszillatoren mit kleinen Abmessungen, wenig Gewicht und geringem Stromverbrauch zur Verfügung zu stellen. Für den SeRANIS-Satelliten ATHENE1 wird deswegen ein ultrastabiler New-Space-Oszillator getestet und charakterisiert, der die Anforderungen an die Frequenzstabilität für GNSS-ROX erfüllt.
Zusätzlich wird eine Testumgebung im Labor aufgebaut, in der neue Methoden und Algorithmen für die Auswertung der GNSS-ROX Messungen entwickelt und getestet werden können. Außerdem werden Reflektometriemessungen mit einer herunterskalierten Modellversion der Experimentnutzlast von GNSS-ROX auf einem Quadrokopter durchgeführt, um die entwickelten Algorithmen des Simulations-/Planungs-Softwarepakets und der Datenanalysesoftware zu testen.
Das GNSS-ROX Experiment ist Teil der Forschungsgruppe Radioscience (RS) am Institut für Raumfahrttechnik der Universität der Bundeswehr München. Die RS-Gruppe war und ist an Radio Science Experimenten auf mehreren interplanetaren Raumfahrtmissionen beteiligt wie Venus Express (VeRA), Mars Express (MaRS), Rosetta (RSI), LUCY (REX), JUICE (3GM). Die Erkenntnisse und Entwicklungen aus GNSS-ROX werden somit auch in zukünftigen interplanetaren Missionen ihre Anwendung finden.
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