Die europäische Wetter- und Atmosphärenbeobachtung tritt in eine neue, fortschrittliche Phase ein. Nach dem Start am 1. Juli 2025 von Cape Canaveral, Florida, hat der Satellit Meteosat Dritte Generation zur Sondierung (MTG-S1), der auch die Mission Copernicus Sentinel-4 trägt, erfolgreich seine vorgesehene geostationäre Umlaufbahn in einer Höhe von 36.000 Kilometern erreicht. Nach der kritischen Start- und frühen Orbitphase (LEOP) wurde die Kontrolle über den Satelliten am Freitag, den 18. Juli, an Eumetsat, die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, übergeben. Dieser Moment markiert den Beginn der Vorbereitungen für die Inbetriebnahme eines Systems, das die Art und Weise, wie wir das Wetter vorhersagen und die Luftqualität überwachen, grundlegend verändern wird.

Revolution in der Erdbeobachtung aus dem Weltraum

Der Satellit MTG-S1 ist nicht nur ein weiterer Satellit in einer Reihe; er ist der Träger einer Revolution in der Meteorologie. Im Gegensatz zu früheren Satelliten, die zweidimensionale Bilder lieferten (Imager), ist MTG-S1 ein „Sondierer“ (Sounder). Das bedeutet, er ist mit Instrumenten ausgestattet, die die Atmosphäre in drei Dimensionen scannen und detaillierte vertikale Profile von Temperatur und Feuchtigkeit liefern können. Diese Fähigkeit wird es Meteorologen ermöglichen, in die atmosphärischen Schichten zu blicken und Anzeichen von Instabilität zu erkennen, lange bevor sich überhaupt Wolken bilden. Das Hauptinstrument, der Infrarot-Sondierer (IRS), wird Europa alle 30 Minuten scannen und beispiellose Daten liefern, die das sogenannte „Nowcasting“ – die kurzfristige Vorhersage extremer Wetterereignisse wie schwere Stürme, Hagel und Starkregen – erheblich verbessern werden. Dadurch wird wertvolle zusätzliche Zeit gewonnen, um Warnungen auszugeben und Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

Zudem trägt MTG-S1 das Instrument Sentinel-4 im Rahmen des Copernicus-Programms. Es handelt sich um ein hyperspektrales Spektrometer, das stündlich die Konzentrationen von wichtigen Spurengasen und Aerosolen über Europa und Nordafrika überwachen wird. Daten zu Ozon (O3), Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2) und Formaldehyd werden für präzisere Luftqualitätsvorhersagen von entscheidender Bedeutung sein, was direkte Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit, aber auch auf das Verständnis des Klimawandels und der Luftverschmutzung hat.

Komplexe Reise zur geostationären Umlaufbahn

Die Reise des Satelliten MTG-S1 zu seinem endgültigen Bestimmungsort war außerordentlich anspruchsvoll und dauerte mehr als 17 Tage. Nachdem er von einer SpaceX Falcon 9-Rakete präzise in die Umlaufbahn gebracht wurde, begann die Start- und frühe Orbitphase (LEOP), eine kritische Zeit, in der der Satellit auf seine Bahn gebracht und stabilisiert wird. Im Gegensatz zum ersten Satelliten dieser Serie, MTG-I1, der in eine standardmäßige geostationäre Transferbahn gestartet wurde, wurde MTG-S1 in eine weitaus anspruchsvollere, sogenannte super-synchrone Transferbahn gebracht. Diese hochentwickelte elliptische Bahn, mit dem weitesten Punkt (Apogäum) bei etwa 64.000 km und dem nächsten (Perigäum) bei nur 300 km von der Erde, erforderte eine längere und komplexere Reihe von Manövern. Das Team am Boden musste fünf präzise Zündungen des Haupttriebwerks durchführen, um die Umlaufbahn schrittweise zu formen und den Satelliten auf die Zielhöhe von 36.000 km über dem Äquator zu bringen.

Diese Methode ist zwar komplexer, ermöglicht jedoch eine effizientere Änderung der Bahnneigung und spart letztendlich wertvollen Treibstoff des Satelliten, was seine operative Lebensdauer verlängert. Jeder Schritt dieses Prozesses wurde vom Weltraumzentrum Fucino in Italien aus sorgfältig überwacht und geleitet.

Europäische Zusammenarbeit und Expertise in Aktion

Die erfolgreiche Positionierung des Satelliten MTG-S1 ist das Ergebnis einer außergewöhnlichen Zusammenarbeit und Expertise von Teams in ganz Europa. Das Projekt wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) geleitet, die den Satelliten in Zusammenarbeit mit Industriepartnern wie OHB SE und Thales Alenia Space entwickelt hat. Für die kritische LEOP-Phase war das italienische Unternehmen Telespazio verantwortlich, das die Operationen von seinem Kontrollzentrum Fucino aus leitete, das etwa hundert Kilometer östlich von Rom liegt. An dieser koordinierten Operation nahmen etwa 130 Experten aus verschiedenen Agenturen und Unternehmen teil, die rund um die Uhr arbeiteten, um sicherzustellen, dass jedes Manöver einwandfrei verläuft. Unterstützung leisteten auch Experten aus dem Reserve-Kontrollzentrum in Cannes. Alex Palacios, Leiter der Inbetriebnahme und des Betriebs der MTG-Satelliten bei der ESA, betonte, dass das Team, obwohl es nach dem Start des ersten MTG-I1-Satelliten erfahren war, aufgrund der komplexeren Umlaufbahn vor neuen Herausforderungen stand. Wochenlange intensive Schulungen und Simulationen verschiedener Anomalien, von Fehlern bei der Injektion in die Umlaufbahn bis hin zu Problemen mit Antennen, stellten sicher, dass das Team auf jedes mögliche Szenario vorbereitet war.

Wichtige Schritte vom Start bis zur Betriebsposition

Der gesamte Prozess, den Satelliten in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen, kann in mehrere Schlüsselphasen unterteilt werden. Alles begann mit einem einwandfreien Start am 1. Juli. Etwa eine halbe Stunde nach dem Start empfing die Bodenstation Malindi in Kenia das erste Signal, das bestätigte, dass sich der Satellit erfolgreich von der Rakete getrennt hatte. Unmittelbar danach startete MTG-S1 eine automatisierte Sequenz: Er aktivierte sein Antriebssystem, entfaltete seine Solarpaneele und richtete sich zur Sonne aus, um einen „power positive“-Zustand zu erreichen, d.h. er begann, seine eigene Energie zu erzeugen und zu speichern. Der nächste Schritt war die Aktivierung der Lageregelungssysteme wie Gyroskope und Reaktionsräder. Es folgte eine Serie von fünf entscheidenden Triebwerkszündungen – drei zur Anhebung des Perigäums und zwei zur Absenkung des Apogäums –, mit denen die elliptische Umlaufbahn allmählich kreisförmig wurde. Während dieser Phase wurde auch die Ka-Band-Antenne erfolgreich eingesetzt, die für die Übertragung der riesigen Menge an meteorologischen Daten zur Erde entscheidend ist. Nachdem das Haupttriebwerk seine Aufgabe erfüllt hatte, wurde das Antriebssystem passiviert. Mit abschließenden Manövern wurde der Satellit auf seine Zielposition bei 3,4 Grad westlicher Länge über dem Äquator gebracht, wo er in seine endgültige, operative Ausrichtung mit Blick auf die Erde gedreht wurde. Damit war die LEOP-Phase offiziell abgeschlossen.

Was folgt: Vorbereitung auf eine neue Ära der Meteorologie

Mit der Übergabe der Kontrolle an Eumetsat ist ein Kapitel beendet und ein neues beginnt – die Phase der Inbetriebnahme (Commissioning). In den kommenden Monaten wird ein gemeinsames Team von Experten aus der europäischen Industrie (OHB SE, Airbus und Thales Alenia Space), der ESA und Eumetsat die hochentwickelten Instrumente auf dem Satelliten sorgfältig aktivieren und kalibrieren. Dies ist ein heikler Prozess, der sicherstellen soll, dass die vom Satelliten gesendeten Daten präzise und zuverlässig sind. James Champion, MTG-Projektmanager bei der ESA, betonte, dass der erfolgreiche Abschluss von LEOP die Professionalität und Leidenschaft der Teams widerspiegelt, die MTG-S1 sicher in die Umlaufbahn gebracht haben. Nun, so sagt er, „wird der Staffelstab an das Inbetriebnahme-Team übergeben“, das den Weg für eine neue Ära der Wettervorhersage und Luftqualitätsüberwachung ebnen wird. Der heutige Tag wird als großer Erfolg gefeiert: Der Satellit MTG-S1 ist funktionstüchtig, stabil und genau dort, wo er sein muss, bereit für sein nächstes, entscheidendes Kapitel.

Quelle: Europäische Weltraumorganisation