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Flugzeugortung per Satellit

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat eine Technik zur Ortung von Flugzeugen ohne Bodenradar entwickelt: Ein Satellit fängt die Positionssignale der Flugzeuge auf und leitet sie an Bodenstationen weiter. Nach wenigen Wochen Testbetrieb steht für die DLR-Ingenieure fest: Das Ortungssystem funktioniert und eignet sich für ein weltweites Netzwerk.

Von Folkert Lenz | 18.09.2013

    Die 228 Passagiere des Fluges Air France 447 hatten wohl keine Chance. Ein Pilotenfehler war offenbar dafür verantwortlich, dass der Jumbo Anfang Juni vor vier Jahren bei Brasilien in den Atlantik stürzte. Aber es dauerte Tage, bis überhaupt die ersten Überreste der Maschine auf dem Meer gesichtet wurden. Schließlich befand sich der Flieger außerhalb der Reichweite von Radarstationen. Niemand wusste genau, wo er abgestürzt war, sagt Toni Delovski vom Bremer Institut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt:

    "Diese Maschine hatte gerade eben den brasilianischen Luftraum verlassen - 20, 30 Minuten, wenn überhaupt - und hätte sich einige Stunden später melden sollen. Das hat diese Maschine nicht getan. Jetzt war es so, dass in diesem Bereich ein Sturm herrschte, ein schwerer Sturm. Sodass man nicht wissen konnte: Ist dieses Flugzeug vom Kurs abgekommen? Wo befindet es sich? Ist es in einer Notlage? Ist etwas beschädigt?"

    Die Suche nach AF 447 musste anfangs auf mehrere Zehntausend Quadratkilometer Ozean ausgeweitet werden. Ortung aus dem Weltall soll es nun möglich machen, die letzte Position einer verschwundenen Maschine aufzufangen - auch über entlegenen Gebieten des Globus. Toni Delovski und sein Team konnten dem europäischen Erdbeobachtungssatelliten PROBA im Mai ein Instrument mitgeben, das den Flugverkehr seitdem aus 820 Kilometern Höhe überwacht.

    "Am Ende dabei herausgekommen ist eine kleine Kiste von einem Kilo. Die das analoge Signal empfängt, digitalisiert, an den Prozessor weiterleitet, den wir dort an Bord haben. Die Daten, wie sie dann empfangen werden, werden von dem Gerät überprüft: ob Störungen dabei sind."

    Der Empfänger im All belauscht den Datenfunkverkehr der Zivilflieger. Fast jedes Flugzeug hat nämlich einen Transponder. Der sendet automatisch etwa einmal pro Sekunde die Position. Bislang werden die Signale des Systems mit dem Kürzel ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) aber über Wüsten, den Polargebieten oder großen Teilen von Atlantik und Pazifik nicht aufgefangen - mangels Bodenstationen. Von oben aus dem All ist es allerdings möglich, die Daten abzugreifen. Die Kunst ist es dabei, die relevanten Inhalte aus dem Signalsalat herauszufiltern, so der Elektroingenieur Delovski.

    "Wenn man jetzt also vom Satelliten einen großen Bereich der Erde anguckt, dann sieht man diese ganze Fülle an Signalen, die alle auf derselben Frequenz liegen. Man hat mit Überlagerungen zu kämpfen, man hat mit Störungen von anderen Diensten zu kämpfen, die in der Nähe sich befinden, auf ähnlichen Frequenzbändern."

    Denn auch das Kollisionswarnsystem der Verkehrsflieger zum Beispiel arbeitet auf 1090 Megahertz. Zusammen mit anderen Anwendungen bildet sich eine funktechnische "Rauschglocke", sagt Delovski.

    Seitdem sein ADS-B-Empfänger nun im All kreist, versucht der DLR-Mann herauszufinden, ob das Gerät auch wirklich alle Flugbewegungen im aktuell beobachteten Sektor registriert. Dazu ist ein Abgleich mit den Daten der Bodenstationen des terrestrischen Radars der Flugsicherungen notwendig.
    Ziel sei es, dass der Flugverkehr vollständig erfasst werde, erklärt auch Jörg Behrens vom Bremer DLR-Institut für Raumfahrtsysteme. Denn dann könnte nicht nur die Sicherheit auf den Luftstraßen erhöht werden. Wenn der Scanner im All wirklich jede Maschine registriert, dann wäre es möglich, die Nutzung der Luftkorridore zu intensivieren, so Behrens.

    "Wir haben schon einen sehr stark benutzten Luftraum zwischen Europa und den USA. Wir haben dort - weil der eben nicht radarüberwacht ist - große Staffelungsabstände der Flugzeuge, die lateral 50 nautische Meilen betragen. Es geht genau darum, den Luftraum zu optimieren durch die Verringerung der Staffelungsabstände der Flugzeuge."

    Denn dann könnten die großen Jets dichter als 90 Kilometer hintereinander fliegen. Das Versprechen von mehr Effizienz soll jetzt auch Fluglinien locken, sich am Aufbau des neuen Systems finanziell zu beteiligen. Um eine lückenlose Überwachung des Flugverkehrs aus dem All zu schaffen, wären weitere ADS-B-Empfänger auf vielen Satelliten nötig. Außerdem fehlt noch ein Bodennetzwerk von Empfangsstationen.

    Im Testbetrieb kann Delovskis Gerät nur viermal am Tag seine Daten zur Erde funken. Später müsste es in Echtzeit sein. Zwei Jahre haben die Bremer Tüftler jetzt noch Zeit, das System zu perfektionieren. Dann endet die Lebenszeit des Trägersatelliten.