«Globale Satellitennavigationssysteme wie Galileo haben sich über Jahrzehnte zu einer zentralen Infrastruktur unserer modernen Welt und der mobilen Gesellschaft entwickelt – sie werden an Bedeutung noch weiter gewinnen», sagt Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR. «Das Galileo Kompetenzzentrum wurde gegründet, um die Zukunft der Navigation auch weiterhin erfolgreich mitzugestalten und den Nutzen in Wirtschaft und Industrie zu fördern.»
Im Galileo Kompetenzzentrum werden die Nutzerinnen und Nutzer, die Bodeneinrichtungen und die Satelliten gleichermassen betrachtet. Ziel ist es, zukunftsfähige Konzepte und Technologien für das europäische Satellitennavigationssystem umzusetzen und einen Beitrag zur Weiterentwicklung von Galileo zu leisten.
Galileo Kompetenzzentrum plant mit 150 Mitarbeitenden
Das Galileo Kompetenzzentrum wird seit 2019 aufgebaut. Aktuell sind hier 35 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am Standort in Oberpfaffenhofen tätig. Zukünftig werden ca. 150 Personen an den Themen arbeiten.
«Die Satellitennavigation ist aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken und ist das Rückgrat einer Industriegesellschaft. Sie ermöglicht exakte Positionsbestimmungen im Luft-, Strassen-, Schienen- und Seeverkehr und ist damit die Basis für automatisiertes Fahren und die Modernisierung unserer Verkehrssysteme», sagt Thomas Jarzombek Koordinator der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt. «Sie ermöglicht die zuverlässige Steuerung im internationalen Kommunikations-, Energieversorgungs- und Bankentransfersystemen und dem elektronischen Börsenhandel, und sie bestimmt zukünftig den Aufbau universeller Zeitstandards. Und nicht zuletzt funktionieren ohne sie viele Apps nicht, die wir alle täglich nutzen. Mit Galileo steht Europa ein Navigationssystem zur Verfügung, das für seine Souveränität von strategischer Bedeutung ist. Mit Quantentechnologien lässt sich bei Galileo ein Sprung in der Messgenauigkeit von Abständen, Positionen und Zeiten realisieren und damit eine enorme Steigerung der Leistungsfähigkeit der auf Satellitennavigation basierenden Anwendungen erwarten. Wir müssen Europas Satelliteninfrastruktur rasch und konsequent zu modernisieren, um die technologische Souveränität Europas auf diesem Feld zu sichern und Abhängigkeiten zu vermeiden. Das Galileo-Kompetenzzentrum des DLR wird hier einen wesentlichen Beitrag leisten.»
Jod-Laseruhr wird auf der ISS getestet
Eines der grössten Projekte im Galileo Kompetenzzentrum ist COMPASSO. Im Rahmen dieses Projekts sollen optische Technologien auf der Internationalen Raumstation ISS getestet werden. Konkret geht es um eine im DLR entwickelte Jod-Laseruhr, ein Laserterminal sowie einen optischen Frequenzkamm. Für den Einsatz im Weltraum müssen alle Bestandteile besonders klein, robust und langlebig sein. Die Jod-Laseruhren ermöglichen im perfekten Zusammenspiel mit den anderen Komponenten eine deutliche Verbesserung der Positionsbestimmung auf der Erde. Aktuell läuft die Weiterentwicklung der einzelnen Systeme. Diese werden anschließend an der Bartolomeo-Plattform der ISS angebracht. Nachdem sich die Technologien dort bewährt haben, können sie für den Einsatz auf den Galileo-Satelliten vorbereitet werden.
Das Projekt Robust Precise Timing Facility (RPTF) befasst sich mit dem Ausbau einer robusten Zeitbereitstellung für Galileo. Eine RPTF kombiniert die Uhren des Boden- und Satellitensegments zu einer gemeinsamen Systemzeit. Diese wird laufend mit der Weltzeit abgeglichen. Eine exakte Zeiterfassung, die extrem robust ist und sich selbst korrigieren kann, ist nicht nur für die Navigation wichtig, sondern ebenso für Finanztransaktionen, den Energiesektor oder die Landwirtschaft.
Wie funktioniert die Satellitennavigation?
Die Satelliten funken pausenlos Daten über ihre Borduhrzeit und die Satellitenbahn. Der Empfänger berechnet den Abstand zum Satelliten, indem er feststellt, wie lange das Signal unterwegs ist. Die Bestimmung der Position erfolgt durch drei Satelliten gleichzeitig. Zusätzlich ist ein vierter Satellit notwendig, damit die Empfängeruhr synchron mit den Satellitenuhren geht. Die Satellitenuhren müssen wiederum untereinander möglichst perfekt synchronisiert sein.
Was ist Galileo?
Galileo ist das europäische Satellitennavigationssystem und seit Dezember 2016 in Betrieb. Es garantiert den uneingeschränkten Zugang zu einem eigenen globalen Satellitennavigationssystem, selbst wenn andere Systeme nicht verfügbar sind oder an Genauigkeit verlieren. Galileo macht Europa unabhängig von den Satellitensystemen anderer Nationen, es kann aber mit anderen Systemen interagieren – die unterschiedlichen Systeme ergänzen sich auch. Galileo besteht aus einem weltumspannenden Netz von aktuell 22 operationellen Satelliten. Sie bewegen sich auf drei Umlaufbahnen in 23'000 Kilometern Höhe. Das zivile Galileo-System stellt Navigationssignale in sehr hoher Genauigkeit bereit. Die Satelliten werden von zwei Kontrollzentren gesteuert, von denen sich eines im italienischen Fucino und eines am DLR-Standort in Oberpfaffenhofen befindet.
