HydroGNSS
| HydroGNSS | |
|---|---|
| Phase: E1 / Status: aktiv | |
.jpeg) Grafik eines HydroGNSS-Satelliten (2021) | |
| Typ | Erdbeobachtungssatelliten (zwei Kleinsatelliten) |
| Land | ESA |
| Organisation | ESA |
| COSPAR-Bezeichnung | 2025-276AG (HydroGNSS 1) 2025-276AH (HydroGNSS 2) |
| Missionsdaten | |
| Startdatum | 28. November 2025, 18:44 UTC |
| Startplatz | Vandenberg Space Force Base (SLC-4E) |
| Trägerrakete | Falcon 9 (Transporter-15) |
| Missionsdauer | 3 Jahre (Primärmission) (+ 2 Jahre optionale Verlängerung) |
| Bahndaten | |
| Koordinatenursprung | Erde |
| Bahnhöhe | 550 km |
| Bahnneigung | Sonnensynchron (SSO) (Orbit-Ebenen um 180° versetzt) |
| Allgemeine Raumfahrzeugdaten | |
| Startmasse | 65 kg (je Satellit) |
| Leermasse | 40 kg (Satellitenbus ohne Nutzlast) |
| Abmessungen | 45 cm × 45 cm × 70 cm (vor Entfaltung) |
| Hersteller | SSTL |
| Spezifische Raumfahrzeugdaten | |
| Stabilisation | dreiachsenstabilisiert |
| Elektrische Leistung | 56 W (Durchschnittsverbrauch max. 41,5 W) |
| Antriebssystem | elektrischer Xenon-Antrieb |
| Nutzlastdaten | |
| Satellitenbus | SSTL-21 |
| Instrumente |
|
| Sonstiges | |
| Vorherige Mission | Biomass (FutureEO) |
| Nachfolgende Mission | FLEX (FutureEO) NanoMagSat (Scout) |
HydroGNSS (auch als Scout-2 geführt) ist eine Erdbeobachtungsmission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Sie besteht aus zwei identischen Kleinsatelliten, die im Formationsflug operieren und mit hochpräzisen Instrumenten zur GNSS-Reflektometrie ausgestattet sind.[1] Die Mission nutzt reflektierte Signale bestehender Satellitennavigationssysteme, um wesentliche Klimavariablen des globalen Wasserkreislaufs auf dem Festland zu erfassen.[2][3] Die nominelle Lebensdauer der Primärmission ist auf drei Jahre ausgelegt.[4]
Funktionsprinzip
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]HydroGNSS verwendet das innovative Verfahren der GNSS-Reflektometrie (GNSS-R). Diese Fernerkundungsmethode basiert auf dem Prinzip eines bistatischen Radars: Sie benötigt keine eigenen aktiven Radarsender, sondern fängt die Radiosignale bestehender Navigationskonstellationen (wie GPS, Galileo, Glonass oder Beidou) auf.
Die Satelliten besitzen nach oben gerichtete Antennen, um die direkten Signale der Navigationssatelliten zu empfangen, sowie nach unten (zum Nadir) gerichtete Antennen für die an der Erdoberfläche gestreuten und reflektierten Signale. Durch die präzise Analyse von Phasenlaufzeit- und Amplitudenunterschieden zwischen Direkt- und Reflexionssignal lassen sich Rückschlüsse auf die Eigenschaften der reflektierenden Oberfläche ziehen. Die Form der reflektierten Signalwellen verändert sich je nach Beschaffenheit des Bodens, was die quantitative Bestimmung von Feuchtigkeit, Biomasse und Eisstrukturen ermöglicht.[5]
Missionsziele
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Satelliten wurden primär für die Messung von vier hydrologischen Kernvariablen konzipiert, wobei eine globale räumliche Auflösung von 25 km angestrebt wird:[6][5]
| Hydrologische Variable | Maßeinheit / Typ | Max. Messunsicherheit | Zeitliche Auflösung |
|---|---|---|---|
| Bodenfeuchte | m³/m³ | ± 0,04 m³/m³ | 15 Tage (mit 2 Satelliten) |
| Feuchtgebiete / Überflutungsflächen | Ja / Nein | > 90 % Erkennungsrate | 15 Tage (mit 2 Satelliten) |
| Gefrier-/Tauzustand von Permafrost | Ja / Nein | > 90 % Erkennungsrate | 15 Tage (mit 2 Satelliten) |
| Oberirdische Biomasse (Wälder) | Tonnen / Hektar | ± 20 % (bzw. ± 10 t/ha bei Werten < 50 t/ha) | 15 Tage (mit 2 Satelliten) |
Als sekundäre Missionsziele gelten die Erfassung der Windgeschwindigkeit über Ozeanen sowie die Bestimmung der Meereisausdehnung.[6] Die gewonnenen Datensätze dienen als Ergänzung zu den wesentlich teureren Großmissionen wie SMOS, Biomass und Sentinel-1 der ESA sowie SMAP der NASA.[5]
Hintergrund und Projektgeschichte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Mission baut technologisch auf früheren Projekten zur GNSS-Reflektometrie auf, insbesondere auf der CYGNSS-Konstellation der NASA und dem britischen Technologiedemonstrator TechDemoSat-1. Der Hauptauftragnehmer Surrey Satellite Technology (SSTL) war federführend an diesen Vorläufermissionen beteiligt.[7] Die wissenschaftlichen Auswertungsverfahren wurden von einem europäischen Konsortium entwickelt, dem unter anderem das *National Oceanography Centre* (Großbritannien), das *Nottingham Geospatial Institute* (Großbritannien), die *Sapienza-Universität von Rom* (Italien), das *Institut d’Estudis Espacials de Catalunya* (Spanien) und das *Finnisches Meteorologisches Institut* angehören.
HydroGNSS ist die erste erfolgreich gestartete Mission innerhalb der Scout-Serie, einer Unterkategorie des FutureEO-Erdbeobachtungsprogramms der ESA.[2] Obwohl als Scout-2 geführt, rückte HydroGNSS an die erste Stelle der Startliste auf, nachdem die ursprünglich geplante Mission Scout-1 (CubeMAP) aufgrund von Budgetrestriktionen eingestellt worden war.[8][9] Für die Scout-Missionen der ESA gelten strikte Vorgaben: Die Entwicklung bis zum Start darf maximal drei Jahre dauern und das Gesamtbudget ist streng limitiert.[10]
Im März 2021 genehmigte die ESA die Umsetzung des Projekts.[11] Der initiale Bauvertrag mit SSTL über 24 Millionen Euro wurde im Oktober 2021 unterzeichnet.[12] Im März 2023 zog die ESA eine vertragliche Option zur Aufstockung der Mission auf zwei identische Satelliten. Dies ermöglichte es, die globale Wiederholrate der Messungen von 30 auf 15 Tage zu halbieren.[13] Nach dem erfolgreichen Abschluss der Flugtauglichkeitsprüfung (Flight Acceptance Review) im August 2025 wurden die Satelliten im Folgemonat zur Startvorbereitung nach Kalifornien transportiert.[7]
Technische Daten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die beiden baugleichen Satelliten basieren auf dem Satellitenbus SSTL-21, dem kompakttesten Mikrosatelliten-Modell des Herstellers SSTL.
- Abmessungen und Masse: Die Satelliten wiegen beim Start jeweils 65 kg (Trockenmasse des Busses beträgt 40 kg) und weisen vor Entfaltung der Anhänge kompakte Dimensionen von 45 cm × 45 cm × 70 cm auf.[5]
- Energieversorgung: Entfaltbare Galliumarsenid-Solarpaneele erzeugen im Orbit eine elektrische Leistung von 56 Watt, während der durchschnittliche Maximalverbrauch des Systems im Betrieb bei 41,5 Watt liegt.[5]
- Antriebssystem: Für Bahnkorrekturen, Phasenanpassungen im Formationsflug, automatische Kollisionsvermeidungsmanöver und das spätere Deorbiting am Lebensende ist ein elektrisches, mit Xenon betriebenes Antriebssystem verbaut. Das System liefert eine Gesamtkapazität (Geschwindigkeitsänderung, Delta-v) von rund 30 m/s.[5]
- Kommunikation und Nutzlast: Die Erfassung der Signale erfolgt über hochsensitive Patch-Antennen, die auf zwei unterschiedlichen Frequenzbändern (L1 und L5) sowie in dualer Polarisation operieren. Ein bordeigener Signalprozessor berechnet daraus sekündlich sogenannte *Delay Doppler Maps* (DDM). Der Downlink der gesammelten Wissenschaftsdaten erfolgt im X-Band mit einer maximalen Datenübertragungsrate von bis zu 160 Mbit/s zu den Bodenstationen (u. a. in Svalbard).[14]
Missionsverlauf und Status
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Der Start der beiden Satelliten erfolgte am 28. November 2025 um 18:44 UTC an Bord einer Falcon 9-Trägerrakete im Rahmen der Rideshare-Mission Transporter-15 von der Vandenberg Space Force Base.[15] Weniger als 90 Minuten nach dem Abheben trennten sich die Raumfahrzeuge von der Oberstufe und wurden auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn in rund 550 km Höhe ausgesetzt, wobei ihre Orbit-Ebenen um 180° versetzt sind. Am selben Abend bestätigte SSTL den erfolgreichen Empfang der ersten Telemetriesignale.[16]
Bereits im Dezember 2025 lieferten die Satelliten erste Testdaten in Form von unkalibrierten Delay Doppler Maps über Zentralafrika.[17] Die Satelliten befinden sich im Jahr 2026 in ihrer planmäßigen mehrmonatigen Inbetriebnahmephase (*Commissioning*), in der die Instrumente kalibriert und erste wissenschaftliche Probemessungen über Europa und Afrika ausgewertet werden.[18]
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Martin J. Unwin, Nazzareno Pierdicca, Estel Cardellach, Kimmo Rautiainen, Giuseppe Foti, Paul Blunt et al.: An Introduction to the HydroGNSS GNSS Reflectometry Remote Sensing Mission. In: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. Vol. 14, Juni 2021, S. 6987–6999, doi:10.1109/JSTARS.2021.3089550 (englisch).
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Offizielle Projekt-Website der Mission (englisch)
- HydroGNSS auf der Earth-Online-Plattform der ESA (englisch)
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Peter Gutierrez: GNSS Reflectometry Project HydroGNSS to Launch in 2025. Inside GNSS, 20. Januar 2025, abgerufen am 24. September 2025 (englisch).
- 1 2 HydroGNSS/Scout-2. eoPortal, archiviert vom am 23. August 2025; abgerufen am 24. September 2025 (englisch).
- ↑ About HydroGNSS. ESA Earth Online, abgerufen am 29. Mai 2026 (englisch).
- ↑ Mission Information. HydroGNSS, abgerufen am 13. Februar 2025 (englisch).
- 1 2 3 4 5 6 Martin J. Unwin, Nazzareno Pierdicca, Estel Cardellach, Kimmo Rautiainen, Giuseppe Foti, Paul Blunt et al.: An Introduction to the HydroGNSS GNSS Reflectometry Remote Sensing Mission. In: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. Band 14, Juni 2021, S. 6987–6999, doi:10.1109/JSTARS.2021.3089550 (englisch).
- 1 2 Watch: HydroGNSS, IRIDE and Greek mission satellites launch. ESA, 18. November 2025, abgerufen am 18. November 2025 (englisch).
- 1 2 HydroGNSS: ESA’s first Scout begins launch preparations. ESA, 29. September 2025, abgerufen am 29. September 2025 (englisch).
- ↑ GomSpace and ESA cancel next phase of climate observation mission. Space Daily, abgerufen am 30. September 2025 (englisch).
- ↑ CubeMAP mission development halted. ESA, abgerufen am 30. September 2025 (englisch).
- ↑ ESA’s HydroGNSS Scout satellites ready for launch. ESA, 6. November 2025, abgerufen am 6. November 2025 (englisch).
- ↑ Second Scout gets the go-ahead. ESA, 19. März 2021, abgerufen am 29. September 2025 (englisch).
- ↑ Contract secures build for HydroGNSS Scout mission. ESA, 21. Oktober 2021, abgerufen am 29. September 2025 (englisch).
- ↑ HydroGNSS twice as good. ESA, 22. März 2023, abgerufen am 29. September 2025 (englisch).
- ↑ Martin Unwin: Scout-2 HydroGNSS GNSS-Reflektometrie-Mission. Centre for Earth Observation Instrumentation, 7. September 2021, abgerufen am 29. Mai 2026 (englisch).
- ↑ ESA’s HydroGNSS mission lifts off. ESA, 28. November 2025, abgerufen am 28. November 2025 (englisch).
- ↑ ESA’s HydroGNSS mission launched to ‘scout’ for water. ESA, 28. November 2025, abgerufen am 28. November 2025 (englisch).
- ↑ HydroGNSS Commissioning Update. SSTL, 19. Dezember 2025, abgerufen am 26. Dezember 2025 (englisch).
- ↑ ESA’s HydroGNSS on track to scout for water. ESA, 12. März 2026, abgerufen am 14. März 2026 (englisch).