Die EarthCARE-Mission der ESA hat ihre wichtige „Start- und Frühumlaufphase“ abgeschlossen und ist bereit, mit der Inbetriebnahme ihrer vier wissenschaftlichen Instrumente zu beginnen. Die von ihnen gesammelten Daten werden unser Verständnis der Rolle von Wolken und Aerosolen im Strahlungshaushalt der Erde verbessern und sowohl der Klimamodellierung als auch der Wettervorhersage zugutekommen.
EarthCARE startete am 29. Mai um 00:20 MESZ mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien, USA. Ein Start ist immer spektakulär – Jahrzehnte harter Arbeit haben zu diesem entscheidenden Moment geführt – aber er währt nicht lange. Nur 10 Minuten nach dem Start trennte sich EarthCARE von der Rakete und war zum ersten Mal allein im Orbit.
EarthCARE begann dann damit, wichtige Systeme einzuschalten und sein langes, nachlaufendes Solarpanel auszufahren – das zumindest hoffte das Flugkontrollteam im ESA-Missionskontrollzentrum ESOC in Deutschland. Diese Abfolge von Aktivitäten wurde automatisch ausgeführt und die Missionskontrolle musste auf die ersten Signale des Satelliten warten, um zu bestätigen, dass alles wie geplant verlaufen war.
Ungefähr 52 Minuten nach dem Start, als EarthCARE die Satellitenstation Hartebeesthoek in Südafrika überflog, empfingen sie dieses überaus wichtige „Signal“ der neuen Mission. Das ESA-Team konnte nun die Raumsonde erfassen und Telemetriedaten empfangen, die Informationen über ihren Zustand nach der mechanischen Belastung durch den Start enthielten.
„Die Momente, bevor wir das erste Signal empfangen, sind immer sehr angespannt. Bis dahin haben wir noch keine Kontrolle“, erklärt Isabel Rojo, Spacecraft Operations Managerin bei EarthCARE.
Der ESA-Satellit EarthCARE startete am 29. Mai um 00:20 MESZ (28. Mai, 15:20 Ortszeit) an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien, USA, ins All. Zehn Minuten nach dem Start trennte sich EarthCARE von der Rakete, wie dieses Filmmaterial zeigt, das von einer Kamera an der Rakete aufgenommen wurde. EarthCARE wird neues Licht auf die Rolle werfen, die Wolken und Aerosole bei der Erwärmung und Abkühlung der Erdatmosphäre spielen, und so zu einem besseren Verständnis des Klimawandels beitragen. Bildnachweis: SpaceX
„Der Moment, in dem die ersten Telemetriedaten eintreffen, ist ein Grund zum Feiern, löst aber auch im Hauptkontrollraum eine hektische Aktivität aus. EarthCARE liegt nun in unseren Händen und wir beginnen sofort damit, den Zustand des Raumfahrzeugs zu beurteilen und es auf das Leben im Orbit vorzubereiten.“
Nach der Bestätigung, dass die Raumsonde ihre ersten Befehle erfolgreich ausgeführt hatte und die Solaranlage korrekt entfaltet war und Strom erzeugte, erklärte Jose Morales, Flugleiter von EarthCARE: „Wir haben eine Mission!“
EarthCARE ist die komplexeste der Earth Explorer-Forschungsmissionen der ESA – Missionen, die wichtige Informationen liefern, um wichtige Lücken in unserem wissenschaftlichen Wissen über unseren Planeten zu schließen und so zur Lösung ökologischer Herausforderungen beizutragen. Angesichts der Klimakrise besteht EarthCAREs Mammutaufgabe darin, neues Licht auf das komplexe Zusammenspiel von Wolken, Aerosolen und Strahlung in der Erdatmosphäre zu werfen, um unser Verständnis davon zu verbessern, wie die Atmosphäre das Klimasystem beeinflusst.
Doch zunächst mussten nach der Platzierung im Orbit einige wichtige Schritte unternommen werden.
In den nächsten Tagen, einer Phase, die als „Start- und frühe Umlaufphase“ bezeichnet wird, schaltete das EarthCARE-Team die anderen Kernsysteme des Satelliten ein und bewertete deren Funktionalität. Das Flugdynamikteam der ESA berechnete die genaue Umlaufbahn, in die EarthCARE von seiner Trägerrakete gebracht wurde, während das Space Debris Office der ESA diese Umlaufbahn regelmäßig überprüfte, um sicherzustellen, dass keine Kollisionsgefahr mit anderen Raumfahrzeugen oder Weltraumschrottstücken bestand.
Im Orbit entfaltet der ESA-Satellit EarthCARE seinen Solarflügel, der 11 Meter lang ist und am hinteren Ende des Satelliten entlangzieht. Dann öffnet sich die Wolkenprofilradarantenne an der Vorderseite des Satelliten. Der Satellit trägt eine Reihe von vier Instrumenten, um einige wichtige Fragen zu beantworten, die sich auf die Rolle von Wolken und Aerosolen beziehen, wenn es darum geht, einfallende Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum zu reflektieren und die von der Erdoberfläche emittierte Infrarotstrahlung einzufangen. Obwohl Wissenschaftler wissen, dass Wolken und Aerosole sowohl bei der Abkühlung als auch bei der Erwärmung unserer Atmosphäre eine äußerst wichtige Rolle spielen, besteht weiterhin Unsicherheit darüber, welchen genauen Einfluss sie auf die Energiebilanz der Erde haben und ob sie angesichts der anhaltenden Klimakrise in Zukunft insgesamt eine kühlende oder wärmende Wirkung haben werden. Daten von EarthCARE werden helfen, ein klareres Bild zu zeichnen. EarthCARE ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der ESA und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA, die das Wolkenprofilradarinstrument des Satelliten beigesteuert hat. Bildnachweis: ESA/ATG medialab
In dieser Phase wurde auch der Reflektor von EarthCARE eingesetzt, der Teil des Cloud Profiling Radar-Instruments der japanischen Raumfahrtagentur JAXA ist.
„Die größte Herausforderung in dieser Phase der Mission bestand darin, während der langen Nachtschichten, in denen wir so viele wichtige Operationen durchführen mussten, dass wir uns keine Fehler erlauben konnten, voll konzentriert zu bleiben. Wir freuen uns, berichten zu können, dass alles reibungslos verlief und alle Operationen planmäßig abgeschlossen wurden“, sagt Isabel Rojo.
Mit Abschluss des LEOP hat das erweiterte EarthCARE-Missionskontrollteam mit der Auflösung begonnen. Viele der zusätzlichen Spezialisten und Ingenieure, die vor Monaten zu Beginn der Startkampagne zugeteilt worden waren, werden nun neuen Missionen und Aufgaben zugewiesen.
Übrig bleibt das Flugkontrollteam, das EarthCares Reise in seine sonnensynchrone Umlaufbahn in 393 km Höhe überwachen und die Verantwortung für die sechsmonatige Inbetriebnahmephase der Mission übernehmen wird. Diese Phase bringt ihre eigenen Herausforderungen mit sich, da die vier Instrumente von EarthCare komplex sind und die wissenschaftlichen Ziele der Mission von ihrer äußerst genauen Kalibrierung abhängen. Das Flugkontrollteam wird die Mission auch dann weiter überwachen, wenn sie nächstes Jahr in den Routinebetrieb eintritt.
„Die entscheidenden ersten Tage von EarthCARE im Weltraum verliefen dank der hervorragenden Vorbereitungen der Teams im gesamten Bodensegment und der guten Leistung des Satelliten bisher problemlos“, erklärt Jose Morales.
„Wir freuen uns, diese wichtige Mission in der Familie der vom ESOC gestarteten Raumfahrzeuge begrüßen zu dürfen. Dass man uns weiterhin das Vertrauen schenkt, anspruchsvolle Missionen an der Grenze des menschlichen Wissens durchzuführen, ist ein Beweis für die harte Arbeit und das Fachwissen unserer Teams. Diese Missionen helfen uns, unseren Planeten besser zu verstehen und ermöglichen es uns, fundierte Maßnahmen zum Schutz des Lebens zu ergreifen, das ihn seine Heimat nennt.“