Zur Ausgabe
Artikel 30 / 60
Vorheriger Artikel
Nächster Artikel

NAVIGATIONS-SATELLIT Transit-Verkehr

aus DER SPIEGEL 18/1960

Endlich«, frohlockte das amerikanische Nachrichtenmagazin »Newsweek« in der vergangenen Woche, »beginnen sich die gigantischen Geldsummen auszuzahlen, die in das Weltraumprogramm der USA gesteckt worden sind.« Solche Zuversicht, die in schmuckreichen Wendungen aus der gesamten amerikanischen Presse strahlte, resultierte aus dem Umstand, daß den US-Raketentechnikern zum dritten Male innerhalb von fünf Wochen ein wissenschaftlich verheißungsvoller Satellitenstart gelungen war:

- Der Sonnensatellit »Pionier V« verschaffte den Forschern erstmals wissenschaftliche Informationen aus fernen Raumregionen des Sonnensystems. Er funkte aus einer Entfernung von Millionen Kilometern aufschlußreiche physikalische Daten (Start: 11. März).

- Der Wettersatellit »Tiros I« (SPIEGEL 16/1960) photographierte ganze Kontinente mit ihren Wolkendecken und leitete so eine neue Ära der Meteorologie ein (Start: 1. April).

- Der Navigationssatellit »Transit I-B« eröffnete der Schiffahrt und dem Flugverkehr die Möglichkeit, an jedem Punkt der Erde künftig genauer zu navigieren als bisher (Start: 13. April).

Der jüngste US-Erfolg, der Aufstieg des Navigationssatelliten, veranlaßte selbst die zurückhaltende »New York Times«, in den nationalen Jubel einzustimmen. »In den letzten Wochen«, schrieb das Blatt, »ist es den Amerikanern mit ihren Weltraumerfolgen gelungen, die Russen etwas aus dem Schlaglicht zu verdrängen. Transit I-B ist der Vorläufer eines neuen Systems von Satelliten, das die Kunst des Navigierens revolutionieren dürfte.«

In der Tat schafft der 120 Kilogramm schwere, kugelförmige Satellit ("Newsweek: »Wie eine Christbaumkugel"), der von der US-Navy mit einer zweistufigen Thor-Able-Star-Rakete in seine erdumrundende Bahn geschossen wurde, völlig neue Voraussetzungen für die Nautiker. Nach seinem Vorbild sollen bis spätestens 1962 mindestens vier funktüchtige Navigationssatelliten als »kosmische Leuchttürme« die Erde umkreisen und ständig Radiosignale aussenden, an denen sich die Schiffe auf allen Ozeanen orientieren können. Dr. Richard B. Kershner, Leiter des Transit -Projektes: »Der bedeutsamste Fortschritt in der Nautik seit der Entwicklung der Funkpeilung im Zweiten Weltkrieg.«

Die Funkpeilung gilt heute als eine der Standard-Methoden der Navigation. Sie wurde Anfang der vierziger Jahre von amerikanischen Physikern (Loran -Verfahren) und britischen Wissenschaftlern (Decca-Verfahren) entwickelt, damit die alliierten Schiffe und Flugzeuge jederzeit ihren Standort ausmachen konnten. Die Schiffe waren zu diesem Zweck mit einem empfindlichen Radiogerät ausgerüstet, das die Signale mehrerer synchron geschalteter Heimat -Funkfeuer empfing. Je nach der Position des Schiffes zu den Funkfeuern trafen die gleichzeitig ausgesandten Radiosignale mit geringen zeitlichen Verschiebungen ein. Aus diesen Zeitdifferenzen konnten die Navigatoren den Standort des Schiffes errechnen.

Allerdings erwies sich die Funkpeilung dieser Art nur in Küstennähe als zuverlässig, allenfalls noch in einem Bereich bis zu etwa tausend Seemeilen von der Küste entfernt. Mitten im Atlantik beispielsweise aber waren die Seeleute nach wie vor auf die herkömmlichen Navigationsmittel angewiesen: Kompaß, Uhr und Sextant. Aus den Beobachtungen von Mond, Sonne und Sternen konnten sie mit Hilfe der Himmelsposition der wichtigsten Gestirne, die in den Tabellen der nautischen Jahrbücher genau aufgeführt sind, ihren eigenen Standort bestimmen. Jedoch: Bei schlechtem Wetter mußten die Nautiker zwangsläufig auf diese Methode der Ortsbestimmung verzichten. Sie behalfen sich, indem sie etwa aus Kurs und Geschwindigkeit des Schiffes die Position überschlägig ermittelten.

Schon vor einigen Jahren begannen daher Wissenschaftler der US-Navy nach neuen Navigationsmethoden zu suchen, die auch bei schlechtem Wetter möglichst sichere Ortsbestimmungen gewährleisten. Sie erwogen sogar utopisch anmutende Projekte, etwa den Plan, anstelle der sichtbaren Gestirne die Quellen natürlicher Radiowellen im Weltall, die Radio-Sterne, als kosmische Orientierungsmarken anzupeilen. Indes, alle Versuche, dieses Verfahren der Schiffahrt nutzbar zu machen, scheiterten an technischen Schwierigkeiten. Es gelang den Forschern nicht, aus den riesigen Radio -Teleskopen, mit deren Hilfe die Astronomen die Radio-Sterne zu erforschen suchen, einen handlichen, und zugleich exakt arbeitenden »Radio-Sextanten« für die Seefahrt zu entwickeln.

Das war die Situation, als die Piep -Signale des ersten russischen Sputnik am 4. Oktober 1957 aus dem All tönten. Wie andere westliche Wissenschaftler waren damals auch die beiden amerikanischen Physiker Dr. George Weiffenbach und Dr. William Guier von der Johns-Hopkins-Universität im US-Staat Maryland bemüht, die Bahn des künstlichen Erdsatelliten zu verfolgen. Um seine jeweilige Position ausfindig zu machen, bedienten sie sich - nach einem Tip der sowjetischen Satellitenstarter - eines längst bekannten physikalischen Prinzips: des Doppler-Effekts.

Die Physiker verstehen darunter das Phänomen, das sich beispielsweise dem Besucher eines Flugplatzes offenbart, wenn eine Düsenmaschine dicht über seinen Kopf hinwegfliegt. Der Pfeifton des Düsenflugzeugs wird immer greller, während sich die Maschine nähert, schlägt jedoch in ein merklich dumpferes Geräusch um, sobald das Flugzeug den Beobachter passiert hat. Diesem Umschlag der Tonhöhe entspricht eine Änderung der Schwingungszahl bei Radiowellen.

Aus dem Verlauf solcher Frequenzänderungen vermochten die Physiker Weiffenbach und Guier festzustellen, wo Sputnik sich jeweils befand. Den Wissenschaftlern blieb dabei nicht verborgen, was auch die Forscher der US -Navy bald erkannten: Die Prozedur ließ sich mühelos umkehren. So wie sich die Position der Satelliten aus der Frequenz-Beobachtung ermitteln ließ, war andererseits auch der Standort des Beobachters auf der Erde zu erkunden, wenn die Satellitenposition bekannt war.

Aus diesen Überlegungen heraus entwickelte die US-Navy. Pläne für ein völlig neuartiges Navigationssystem. Die Marine will eine Flotte von Satelliten so um die Erde rotieren lassen, daß ihre Funkzeichen auf allen Ozeanen empfangen werden können. Die Satelliten funken ständig einen Dauerton und in regelmäßigen Abständen ihre eigene Position. Empfängt nun ein Schiff die beiden Funksignale des Satelliten, so kann der Nautiker aus der Frequenzbeobachtung und der gefunkten Positionsangabe den Standort seines Schiffes errechnen.

»Das System ist relativ einfach und wirtschaftlich«, meint Physiker Weiffenbach, »man braucht nur zehn Minuten für eine Standortbestimmung. Der entscheidende Vorteil aber liegt darin, daß dieses Navigationsverfahren präzisere Positionsbestimmungen erlaubt als jedes andere. Bei jedem Wetter.«

Nach Überzeugung der Navy-Forscher wird schon der Versuchssatellit Transit I-B so genau arbeiten, daß sich aus seinen Funkangaben Schiffspositionen bis auf eine halbe Seemeile genau bestimmen lassen. Beim Einsatz der gesamten Satellitenflotte (jährliche Unterhaltskosten etwa vier Millionen Dollar) rechnen die Navigationsexperten jedoch mit wesentlich kleineren Fehlerquoten: Bis auf 150 Meter etwa soll jedes Schiff seine Position bestimmen können.

Daß nicht nur die christliche Seefahrt von der neuen Navigationsmethode profitieren dürfte, demonstrierten unterdessen amerikanische Militärkorrespondenten ihren Lesern an einem eindringlichen Beispiel: Amerikanische Atom-U-Boote werden mit Hilfe der »kosmischen Leuchttürme« so präzise navigieren können, daß ihre Atomraketen mit einer Genauigkeit ins Ziel rasen, die bislang nicht für möglich gehalten wurde.

Projekt-Chef Kershner, Navigationssatellit: Ersatz für Sonne, Mond und Sterne

Mehr lesen über
Zur Ausgabe
Artikel 30 / 60
Vorheriger Artikel
Nächster Artikel
Die Wiedergabe wurde unterbrochen.