Im operationellen Kontrollraum des Europäischen Weltraumkontrollzentrums in Darmstadt war wenige Minuten nach der nominalen Trennung des Raumfahrzeugs von der Trägerrakete ein Rauschen in den Kopfhörern zu hören. Anstelle der erwarteten Telemetrierahmen kam ein unterbrochenes Signal mit Spuren von Empfängersättigung an. Das Szenario war fiktiv, aber die Konsequenzen waren bis ins kleinste Detail realistisch: ein extremer Sonnensturm, der innerhalb einer Minute die Navigation lahmlegt, die Kommunikation unterbricht und die Instrumente des Satelliten verwirrt. Genau solche Situationen haben die Missionsoperateure von Sentinel-1D in den letzten Wochen geübt und sich auf alles vorbereitet, was sie in der ersten Stunde, am ersten Tag und in den ersten Wochen im Orbit erwarten könnte.

Warum überhaupt „Albträume“ schaffen? Von der Laborübung zur operativen Widerstandsfähigkeit

Vor jedem Start durchlaufen die operativen Teams eine rigorose Simulationsphase, die die ersten Stunden und Tage des Satelliten im Orbit nachbildet und das Kontrollzentrum auf Anomalien vorbereitet. In diesem Prozess sind die Erfahrungen aus früheren Missionen am wertvollsten, aber auch das Einüben von Szenarien, die selten vorkommen und für die es keine „fertigen“ Prozeduren gibt. Seit Mitte September 2025 läuft im ESOC eine erweiterte Simulationskampagne für Sentinel-1D: Durch eine Reihe realistischer Ausfälle, absichtlich verschlechterter Kommunikationsverbindungen und „verlorener“ Navigationssignale werden die Grenzen der Prozeduren, die Belastbarkeit der Besatzung und die Fähigkeit zur rechtzeitigen Entscheidungsfindung getestet. Die Idee ist einfach – den schlimmstmöglichen Fall unter kontrollierten Bedingungen durchzuspielen, damit im realen Flug alles einfacher erscheint.

Inspiration aus der Geschichte: auf den Spuren des Carrington-Ereignisses

Die Geschichte bietet einen Vergleich, der auch heute noch Ehrfurcht einflößt. Anfang September 1859 wurde die Welt von einem außergewöhnlich starken geomagnetischen Sturm heimgesucht, der später als Carrington-Ereignis bezeichnet wurde. Telegrafenleitungen schlugen Funken, und Polarlichter waren weit im Süden zu sehen, viel südlicher als auf den üblichen geografischen Breiten. In einer Zeit, als Telegrafendrähte die „Nerven“ der modernen Welt waren, war dies eine ausreichende Demonstration der Anfälligkeit der Infrastruktur. Heute, 166 Jahre später, ist die Abhängigkeit von der Weltrauminfrastruktur – von der Satellitennavigation bis hin zu geografisch verstreuten Stromnetzen – ungleich größer. Deshalb greifen die Simulationsinstruktoren für Sentinel-1D genau darauf zurück: um das Verfahren für ein Ereignis zu üben, das vielleicht nicht morgen eintritt, aber statistisch gesehen eines Tages wieder eintreten wird.

Drei Wellen eines Sturms: wie ein extremes Ereignis die Routine durchbricht

Der modellierte „perfekte“ Sonnensturm ist in drei separate Phasen gegliedert, die der Physik von Sonneneruptionen und ihrem Echo in der Ionosphäre und Magnetosphäre der Erde folgen. In jeder dieser Phasen liegt der Schwerpunkt auf einer anderen Art von Risiko und einer anderen Reaktionsweise. Das Ziel war, das Team zu zwingen, auch ohne festen Halt an globalen Navigationssystemen, mit unterbrochener Telemetrie und potenziellen Elektronikausfällen, Entscheidungen zu treffen, die den Satelliten sicher, stabil und im Orbit halten.

1) Schneller Schlag: Das Licht kommt zuerst

In der ersten Phase trifft eine starke Sonneneruption ein. Die elektromagnetische Welle – von Röntgen- bis zu ultravioletter Strahlung – formt die Ionosphäre praktisch augenblicklich um und erreicht die Erde in etwa acht Minuten. Im Kontrollraum bedeutet das: Störungen in Radar- und Kommunikationssystemen, Verzerrung von Nachrichten, Abfall der Telemetriequalität sowie verzögerte oder erschwerte Erfassung von Flugparametern. Das Vorgehen ist daher klar und abgewogen: das Tempo verlangsamen, den Status kritischer Subsysteme bestätigen, die Konfiguration des sicheren Modus überprüfen, die Belastung der Instrumente vorübergehend reduzieren und sich auf die nächste Welle vorbereiten. Entscheidend ist zu erkennen, was eine echte Anomalie ist und was eine Folge des „gesättigten“ ionosphärischen Mediums.

2) Partikelschauer: Elektronik unter Beschuss

Zehn bis zwanzig Minuten nach dem Blitz tritt ein neues Problem auf – hochenergetische Teilchen. Protonen, Elektronen und Alpha-Teilchen brauchen etwas länger, aber wenn sie ankommen, treffen sie auf empfindliche Teile der Elektronik und verursachen sogenannte Single-Event-Upsets: zufällige Bit-Umdrehungen im Speicher, Softwarestörungen und gelegentliche, manchmal auch dauerhafte Schäden. In dieser Phase der Simulation führt das Team ein strenges Protokoll durch: Begrenzung der Belastung von Batterien und Thermokreisläufen, selektives Abschalten nicht wesentlicher Verbraucher, Umschalten auf redundante Leitungen und Durchführung von Speicher-„Scrubbing“, um das Risiko kumulativer Fehler zu minimieren. Der Schwerpunkt liegt auf einem ruhigen Tempo und präziser Dokumentation: Jede Entscheidung, jede Konfigurationsänderung und jeder unerwartete Reset werden protokolliert, damit später Lehren daraus gezogen und die Verfahren verbessert werden können.

3) Die langsame, aber schwerste Runde: koronaler Massenauswurf und geomagnetischer Sturm

Nach mehreren Stunden – oft sogar fünfzehn – kommt die herausforderndste Phase: ein massiver koronaler Massenauswurf (CME). Dies ist eine Wolke aus heißem Plasma mit einem „eingefrorenen“ Magnetfeld, die mit der Magnetosphäre kollidiert und einen geomagnetischen Sturm auslöst. Auf dem Boden bedeutet dies mögliche Polarlichter weit entfernt von den Polarregionen und zusätzliche Ströme, die in Stromleitungen und Pipelines induziert werden. Im Orbit hingegen „bläht“ sich die Atmosphäre in den für niedrige Erdumlaufbahnen typischen Höhen auf, was den Luftwiderstand erhöht und den Bahnabfall beschleunigt. Unter diesen Bedingungen steigen auch die Risiken von nahen Begegnungen mit anderen Objekten: Daten über die Position von Satelliten und Trümmern sind vorübergehend weniger zuverlässig, und die Schätzungen der Kollisionswahrscheinlichkeit ändern sich schneller. Die entscheidende Fähigkeit besteht darin, zu unterscheiden, wann ein Ausweichmanöver notwendig und nützlich ist und wann es unbeabsichtigt das Risiko mit einem anderen Objekt in der Nähe erhöhen könnte.

Wie ein Tag in der Flugkontrolle aussieht, wenn die Navigation verstummt

Wenn die GNSS-Signale vorübergehend schwächer werden oder unzuverlässig werden, steigt der Fehler in den Orbitallösungen. Sternsensoren (Star-Tracker) werden gelegentlich „blind“, weil die Detektoren statt Sternen Ausbrüche geladener Teilchen registrieren. Das Raumfahrzeug wechselt dann auf alternative Referenzen zur Orientierung, und der Stromverbrauch wird streng kontrolliert, um tiefe Lade- und Entladezyklen der Batterien zu vermeiden. Die Kommunikationsverbindungen zu den Polarstationen können schwächer werden oder ganz ausfallen, sodass die Telemetrie in Sichtfenstern erfasst wird, die nicht mehr so zuverlässig sind wie sonst. Das Team im Hintergrund rechnet ständig nach: wie viel Treibstoff benötigt wird, um den Luftwiderstand auszugleichen, welche Instrumente unter den gegebenen Bedingungen am empfindlichsten sind, welche geplanten Aktionen verschoben werden sollten und wann es sicher ist, sie wieder zu aktivieren.

Das erweiterte Team und das Gesamtbild: der Raum für Weltraumsicherheit und gemeinsame Verfahren

Dieser Übungszyklus hat die spezialisierte Struktur, die für die Koordination der Reaktionen auf Bedrohungen aus dem Weltraum zuständig ist, vollständig aktiviert. Im Kontrollgebäude in Darmstadt sind in einem Raum Experten für Weltraumwetter, orbitalen Verkehr und Weltraummüll sowie die Leiter anderer europäischer Missionen im Orbit zusammengebracht. Der Zweck ist klar: Wenn etwas Extremes passiert, schauen alle auf denselben Datensatz, verwenden abgestimmte Schwellenwerte für die Ausgabe von Warnungen und sprechen eine gemeinsame operative Sprache. Ein solcher Ansatz reduziert die Anzahl der „Fehlalarme“, verkürzt die Entscheidungszeit und ermöglicht es, Ressourcen dorthin zu lenken, wo sie am dringendsten benötigt werden – sei es eine Änderung des Aufnahmeplans, die Sicherung zusätzlicher Kommunikationsfenster oder die Vorbereitung von Ausweichmanövern.

Warum Sentinel-1D sowohl für die Wissenschaft als auch für die Wirtschaft wichtig ist

Sentinel-1D ist Teil der europäischen Radarkonstellation, die Tag für Tag Bilder von Land und Meer liefert, unabhängig von Wolken und Beleuchtung. Diese Bilder werden zur Überwachung von Meer und Eis, zur Verfolgung von Erdrutschen und Bodensenkungen, zur Kontrolle des Seeverkehrs, zur Planung von Infrastruktur und für Notfalleinsätze nach Erdbeben oder Überschwemmungen verwendet. Kontinuität ist hier entscheidend: Wenn die Datenreihe unterbrochen wird, erschwert dies den Zeitvergleich und verringert die Genauigkeit der Schätzungen. Deshalb ist das Simulationsszenario für Sentinel-1D streng festgelegt – das Ziel ist, Widerstandsfähigkeit aufzubauen und keine Formalität zu erfüllen. Radarinstrumente wie die Synthetic Aperture Radar (SAR)-Technologie haben in Krisensituationen einen zusätzlichen Wert, da sie auch bei Bewölkung und bei Nacht beobachten können; ihr Schutz bei extremen Ereignissen hat daher Priorität.

Historische Lektionen: vom Telegrafen zur globalen Satellitenwirtschaft

Vergangene Fälle veranschaulichen gut das Ausmaß des Risikos. Im 19. Jahrhundert, als die einzige weit verbreitete Infrastruktur das Telegrafennetz war, reichte ein starker Sturm aus, um Funken in den Drähten, „Phantom“-Strom und Betriebsausfälle zu verursachen. In unserem Jahrhundert wurden Stürme verzeichnet, die die Navigation vorübergehend beeinträchtigten, die Funkkommunikation auf transpolaren Routen erschwerten und bei einzelnen Satelliten Probleme verursachten. Der Unterschied besteht darin, dass heute fast jeder Wirtschaftszweig – von Finanzen über Logistik bis hin zur Landwirtschaft – mit Daten beginnt und endet, die im Weltraum erzeugt oder synchronisiert werden. Jede Minute mehr Widerstandsfähigkeit bedeutet weniger Ausfälle, weniger Kosten und eine schnellere Erholung.

Weltraumwettervorhersage: ein Blick von der Seite und ein Netzwerk von Sensoren

Eine weitere wichtige Lektion besagt, dass nicht jeder koronale Massenauswurf gleich ist. Entscheidend sind die Ausrichtung des Magnetfeldes und die Geschwindigkeit des Plasmas – nur bestimmte Kombinationen führen zu starken geomagnetischen Stürmen auf der Erde. Um die Vorhersage zu verbessern und die Frühwarnung voranzutreiben, entwickelt Europa einen zweigleisigen Ansatz. Der erste ist der Aufbau eines verteilten Systems von Sensoren, die die elektrische und magnetische Umgebung um die Erde und in der Nähe der Lagrange-Punkte von mehreren Standorten aus überwachen. Der zweite ist die Planung einer Mission, die die Sonne von einer „seitlichen“ Position aus, vom Lagrange-Punkt L5, beobachten wird, was einen Einblick in aktive Regionen einige Tage bevor sie sich zur Erde „drehen“ ermöglicht. Dieser zusätzliche Warnhorizont kann den Unterschied zwischen einem ordentlich vorbereiteten Manöver und einer Improvisation unter Druck ausmachen.

Vom Szenario zur Praxis: was sich nach der Übung konkret ändert

Übungen dieser Art enden nicht mit einem Bericht, der Staub sammelt. Die Ergebnisse fließen in Änderungen ein: Verfahren zum Ein- und Austritt aus dem sicheren Modus werden aktualisiert, Algorithmen zum autonomen Umschalten auf redundante Leitungen werden verfeinert und Berechnungen des Treibstoffverbrauchs werden auf der Grundlage konservativerer Schätzungen von Widerstand und Atmosphärendichte kalibriert. Gleichzeitig werden Modelle zur Risikobewertung von Kollisionen an Regime angepasst, in denen die Eingabedaten weniger zuverlässig sind. Dann wird von den Operateuren mehr Fachwissen und „Muskelgedächtnis“ verlangt: die Fähigkeit, Änderungen der Wahrscheinlichkeiten richtig zu interpretieren und ein Manöver zu wählen, das das Gesamtrisiko reduziert und nicht nur das sichtbarste.

Kommunikation mit der Öffentlichkeit: was die Leute sehen und was im Hintergrund bleibt

Die breite Öffentlichkeit bemerkt meistens Polarlichter an ungewöhnlichen Orten am Himmel und den einen oder anderen Signalausfall. Doch hinter den Kulissen findet ein Koordinationsmarathon statt. Kontrollzentren vereinbaren überlappende Sichtfenster, legen Prioritäten für Telemetriepakete fest, tauschen Fachbriefings mit der Weltraumwetter-Community aus und ändern bei Bedarf die Aufnahmepläne, um die Instrumente zu schützen. Jede solche Stunde lehrt das Team, wie man Rauschen schneller vom Signal filtert, wann man auf einen besseren Empfang warten sollte und wann man den Satelliten in einen einfacheren, sichereren Zustand versetzen sollte. Darin liegt vielleicht der größte Wert von Simulationen: einen kühlen Kopf zu bewahren, wenn es am einfachsten ist, die Temperatur zu erhöhen.

Was nach dem 16. Oktober 2025 bleibt: eine eingeübte Routine für einen unsicheren Weltraum

Während sich Europa auf neue Starts zum Jahresende vorbereitet, dienen die aktuellen Simulationen als Generalprobe für das Unvorhersehbare. Der Sonnenzyklus befindet sich in einer Phase erhöhter Aktivität, daher werden auch die „Stresstests“ ehrgeiziger. Parallel dazu werden Werkzeuge entwickelt, die eine frühere und präzisere Risikobewertung ermöglichen, und die operativen Verfahren werden komplexer, aber auch robuster. In diesem Zusammenspiel von Technologie, Erfahrung und Übung nimmt Sentinel-1D einen wichtigen Platz ein: als eine Plattform, die auf alles vorbereitet sein muss, vom Verlust der Navigation und geblendeten Sternsensoren bis hin zu vorübergehenden Kommunikationsunterbrechungen und erhöhtem orbitalem Widerstand. Wenn es ein „Geheimnis“ des Erfolgs gibt, dann ist es einfach: schwierige Szenarien so lange zu üben, bis sie zur Routine werden, und dann die Routine an neue Erkenntnisse über die Sonne und die Weltraumumgebung anzupassen.