"Aeolus" heißt der griechische Gott der Winde. Und mit diesem stürmischen Thema soll sich auch ein gleichnamiger, neuer Satellit befassen, den die Esa bald ins All schießen will. "Aeolus" soll erstmals Windprofile von der ganzen Erde erstellen und so völlig neue Erkenntnisse für die Wettervorhersagen bringen.
Wie beeinflussen Winde in den tropischen Bereichen des Pazifiks das Wetter in Europa? Und: Können bessere Beobachtungen eines Höhenwindes, des Jetstreams, Sturmprognosen verbessern? Diese Fragen hoffen Forscher dank des neuen Satelliten beantworten zu können. "Wir erwarten, dass die Messungen von 'Aelous' die Modelle der Winddynamik der Erdatmosphäre deutlich voranbringen", sagte Anne Grete Straume, Missionswissenschaftlerin von "Aeolus" bei der Esa. Der Start ist für den 21. August vom Weltraumbahnhof Kourou im südamerikanischen Französisch-Guayana geplant.
Zwar gibt es zahlreiche Wetterballone, Bojen, Schiffe, Flugzeuge und Satellitenmessungen, die Daten über Winde liefern. Doch auf der Südhalbkugel, über den Ozeanen, den Tropen und oberhalb von zehn Kilometern Höhe ist dieses Netz dünn. "Aeolus" soll erstmals die Windgeschwindigkeit rund um den Globus vom Boden bis zu 30 Kilometern Höhe messen - also auch oberhalb dicker Wolken.
"Derzeit gibt es fast eine Millionen Wind-Messungen innerhalb von 24 Stunden. Mit 'Aeolus' kommen etwa acht Prozent dazu", berichtet Straume vom ESA-Technologiezentrum im niederländischen Noordwijk. "Wenn man mehr Satelliten dieser Art hätte, die in verschiedene Richtungen gucken, wäre das der Durchbruch in der Wettervorhersage."
Voraussichtlich innerhalb des ersten Jahres nach dem Start von "Aeolus" werden europäische Wetterdienste wie der Deutsche Wetterdienst (DWD) in Offenbach die Daten in ihren Vorhersage-Modellen berücksichtigen können, wie Straume sagt. Die Fachwelt erwarte, dass vor allem die Fünf-bis-Sieben-Tage-Vorhersage damit "signifikant besser" werde.
Meteorologe Alexander Cress aus der DWD-Forschungsabteilung verspricht sich zudem eine Verbesserung für die Zwei-bis-Vier-Tage-Vorhersage. "Es gibt derzeit keine Windprofile von Satelliten, nur einzelne Messungen." Wenn "Aeolus" wie geplant Daten und Zeitreihen liefere, sei dies ein großer Fortschritt für die Wettervorhersage.
Dazu nennt Cress ein Beispiel: Eine Störung in der Atmosphäre über dem Pazifik unterhalb des Jetstreams sei aus Datenmangel falsch interpretiert worden. Die nicht richtig erkannte Störung sei über den Pazifik, Amerika und den Atlantik gezogen und habe sich in Europa verstärkt. Die Folge: Ein Sturm sei völlig unterschätzt worden. "Das konnten wir nicht richtig vorhersagen."
Rund 15 Jahre hat die Vorbereitung der "technisch höchst komplizierten und anspruchsvollen wissenschaftlichen Mission" gedauert, heißt es bei der Esa über "Aeolus". Der mehr als 300 Millionen Euro teure Satellit sei "extrem fragil". Die Technik sei hoch kompliziert und sehr empfindlich.
Das Instrument "Aladin" (Abkürzung für Atmospheric Laser Doppler Lidar Instrument) bestehe im wesentlichen aus einem Laser, einem Spiegelteleskop und einem Set aus Lichtempfängern und -detektoren. Es sende Licht in die Atmosphäre, wo es von Luftmolekülen, Staubpartikeln und Wassertröpfchen zerstreut werde. Aus den zum Satelliten zurückkommenden Strahlen lasse sich die Geschwindigkeit der Luft ablesen. Mit den so entstehenden Daten ließen sich dann besonders präzise Windgeschwindigkeitsprofile erstellen - mit einer Genauigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde.
Der "Gott der Winde" wird die Erde in einer Höhe von nur 320 Kilometern umkreisen. Weil Luftwiderstand und Reibung die Sonde in dieser Höhe bremsen und in den Sinkflug schicken, sind permanente Manöver und Korrekturen der Flugbahn notwendig. "Das begrenzt die Lebenszeit von 'Aeolus'", sagt Paolo Ferri, Leiter des Esa-Missionsbetriebs im Raumflugkontrollzentrum Esoc in Darmstadt. Voraussichtlich nach vier Jahren im All werde der Treibstoff aufgebraucht sein und der Satellit in der Erdatmosphäre verglühen.
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Der Esa-Satellit "Aeolus" wird von Ingenieuren inspiziert. Er soll erstmals Windprofile von der ganzen Erde erstellen und so völlig neue Erkenntnisse für die Wettervorhersagen bringen.
Der Start ist für den 21. August vom Weltraumbahnhof Kourou im südamerikanischen Französisch-Guayana geplant.
"Aeolus" soll die Menge der täglichen Wind-Messungen weltweit um acht Prozent steigern. Derzeit gibt es bereits fast eine Millionen Windmessungen innerhalb von 24 Stunden.
Kourou in Französisch-Guayana: Nach der Versiegelung in der Vega-Raketenverkleidung wird "Aeolus" zum Startplatz auf dem europäischen Weltraumbahnhof gerollt.
"Galileo"-Satelliten Nummer 5 und 6 auf dem Weg ins All (Computergrafik): Nach dem Start in Kourou wurden die beiden wichtigen Bestandteile des weltraumgestützten Navigationssystems in einer zu niedrigen Umlaufbahn ausgesetzt.
Start einer "Sojus"-Rakete von Kourou (Computergrafik): An Bord haben diese Raketen jeweils zwei "Galileo"-Satelliten. Die Europäer wollen mit ihrer Hilfe eine europäische Alternative zu anderen Navigationssystemen wie GPS aufbauen.
"Galileo"-Satellit im All (Computergrafik): Nachdem die "Sojus"-Rakete sie in mehr als 23.000 Kilometer Höhe abgesetzt hat, müssen die Satelliten mit einem Dauerbeschuss durch kosmische Strahlung klarkommen.
"Galileo"-Flotte im Orbit (Computergrafik): Insgesamt 30 Satelliten soll es geben, wenn das System eines Tages komplett ist. Vier Satelliten sind bisher auf ihren Umlaufbahnen positioniert worden.
"Sojus" beim Start (Computergrafik): Bei allen Alleingängen hat "Galileo" die Europäer in einem entscheidenden Feld zur Kooperation gebracht. Zusammen mit russischen Spezialisten haben sie eine "Sojus"-Rampe auf dem Weltraumbahnhof Kourou hochgezogen.
Vor dem Aussetzen der Nutzlast im Orbit (Computergrafik): Die russischen "Sojus"-Raketen sind für die Europäer vor allem deswegen interessant, weil sie pro Start deutlich weniger kosten als die "Ariane".
Aussetzen eines "Galileo"-Satelliten (Computergrafik): Das System soll ab 2015 erste Dienste anbieten, die volle Einsatztauglichkeit ist erst für Ende des Jahrzehnts geplant.
Atomuhr an Bord des Satelliten (grafische Darstellung): Die Wasserstoff-Atomuhren haben nach Herstellerangaben eine Lebenszeit von etwa zwölf Jahren, die Rubidium-Atomuhren sollen deutlich länger nutzbar sein.
So funktioniert die Navigation: Die Satelliten funken Zeitinformationen zusammen mit ihrer aktuellen Position zur Erde. Dort kann ein Empfänger aus der Laufzeit des Signals seinen Standort genau berechnen, wenn er mindestens vier Satelliten im Blick hat.
"Sojus"-Startrampe in Kourou: Der Start in Äquatornähe spart gehörig Raketentreibstoff, weil sich die Rotation der Erde mitnutzen lässt.
Im "Sojus"-Kontrollraum von Kourou: Hier arbeiten Franzosen mit russischen Kollegen zusammen.
Entscheidendes Steuerelement: So sieht die Box aus, von der aus der Start einer "Sojus" kontrolliert wird.
Kontrollraum "Jupiter" in Korou: Das Galileo-System ist ein europäisches Prestigeprojekt.
"Sojus"-Startplatz in Kourou: Beim Bau der Rampe hatte es jahrelange Verzögerungen gegeben, unter anderem weil eine Art riesige Garage gebaut werden musste, die die "Sojus" vor Regen schützt.
Robuste Technik in neuer Umgebung: Auf dem schwer bewachten Dschungelgelände ist eine Startrampe nach dem Vorbild des russischen Weltraumbahnhofs Baikonur entstanden.
Mühevoll gebaute Startanlage: Die Arbeiten im Untergrund waren extrem aufwendig und sorgten für lange Verzögerungen.
Nichts für Besucher mit Höhenangst: Trotz eines Geländers muss man schwindelfrei sein, um hinabzusehen. Der gähnende Schlund ist an einer Seite geneigt wie eine Sprungschanze, um Abgase und Krach von der startenden Rakete wegzuleiten.
Abgeschottet und gesichert: Wegen des latenten Misstrauens gegenüber den Russen liegt der neue Startplatz weitab der bisherigen Anlagen in Kourou. Die "Sojus"-Rampen sind weggesperrt hinter Stacheldraht, Elektrozäunen und mehreren bewachten Checkpoints.
Dezent präsent: Auf dem Gelände des Centre Spatial Guyanais patrouillieren zahlreiche Fremdenlegionäre.
Drei-zwei-eins-Start: Der Anfang des Premierenflugs am 5. Dezember 2014 ist geglückt. Eine Delta-IV-Rakete brachte das neue Flaggschiff der Nasa in den Orbit.
Bilderbuchstart: Das Wetter in Cape Canaveral war perfekt, es gab keine technischen Probleme.
Raumschiff "Orion" (vorn) mit angekoppelter Oberstufe (Zeichung): Beim ersten Testflug haben die Ingenieure der Nasa und des Industriepartners Lockheed vor allem Daten gesammelt.
Startrampe in Cape Canaveral: Die Schwerlastrakete vom Typ Delta IV verfügt über drei Booster.
Premiere: Bisher wurde "Orion" nur am Boden getestet - Anfang Dezember hat das neue Flaggschiff der Nasa zwei Runden um die Erde gedreht -, noch ohne Astronauten.
Blick ins Raumschiff: Bis zu sechs Astronauten passen in die Kapsel. Für Langzeitflüge will die Nasa die Kapsel mit weiteren Modulen zusammenkoppeln, damit die Astronauten mehr Platz haben und genug Nutzlast mitnehmen können.
"Orion" mit Servicemodul (Zeichnung): In der kegelförmigen Kapsel vorn sitzen die Astronauten. Die Tonne dahinter ist das in Europa hergestellte Servicemodul, in dem der Antrieb sowie Wasser- und Sauerstoffvorräte untergebracht sind. Beim ersten Testflug war das Servicemodul noch nicht dabei, an seiner Stelle wurde ein Dummy montiert. Für den Antrieb im Orbit sorgt die noch angekoppelte Oberstufe der Rakete.
Vision Mondlandung (Zeichnung): Die Anleihen bei den legendären Apollo-Fähren sind kaum zu übersehen.
Astronaut Buzz Aldrin auf dem Mond (Archivbild): Mit "Orion" will die Nasa an ihre besten Tage vor über 40 Jahren anknüpfen.
Rasanter Rückflug (Zeichnung): Die "Orion"-Kapsel wird mit 8,9 Kilometern pro Sekunde (32.000 Stundenkilometer) in die Erdatmosphäre rasen. Das Hitzeschild dürfte dann 2200 Grad heiß werden - ein wichtiger Test für spätere bemannte Flüge.
Testlandung in der Wüste von Arizona (Archivbild): Drei große Fallschirme sollen die Kapsel auf etwa 25 Stundenkilometer abbremsen.
Testwasserung (Archivbild): Landen soll die Kapsel nicht auf festem Grund, sondern im Pazifik.
Startvorbereitungen (11. November 2014): Das "Orion"-Raumschiff wird zur Startrampe gefahren.
Das Raumschiff sitzt an der Spitze der Schwerlastrakete. Dies hat den Vorteil, dass die Kabine im Falle einer Havarie abgesprengt und mit Düsen aus der Gefahrenzone manövriert werden kann.
Beim Bergen der gelandeten Kapsel aus dem Pazifik lässt sich die Nasa von der Marine helfen - diese setzt dafür die "USS Anchorage" ein.
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