Rapideye

Zwei von fünf RapidEye satelliten

RapidEye AG ist der Name eines Start-Up-Unternehmens in Brandenburg an der Havel. Gefördert durch öffentliche Mittel möchte es mit einem Finanzeinsatz von ca. 150 Millionen EUR Kleinsatelliten im Weltraum positionieren und Erdbeobachtungsdaten kommerziell verwerten.

Geschichte

Das Unternehmen wurde 1998 in München von einigen privaten Investoren und der Vereinigte Hagelversicherung gegründet. 2004 wurde durch die EU, das Land Brandenburg und ein Bankenkonsortium bestehend aus der KfW Bank, der Commerzbank und der Export Development Canada (EDC) die Finanzierung des Satellitenprojektes gesichert. Unmittelbar darauf wurde der Geschäftsitz nach Brandenburg verlegt. Im April 2008 erhielt die RapidEye AG ein ISO 9001:2000 Zertifikat vom TÜV Nord.

Satellitensystem

Das System besteht aus fünf Satelliten, die auf einer gemeinsamen sonnensynchronen Umlaufbahn in ungefähr gleichen Abständen zueinander die Erde in ca. 630 km Höhe umkreisen. Die etwa kühlschrankgroßen Satelliten auf Basis des Satellitenbus MicroSat-100 haben eine Masse von ca. 156 kg und wurden am 29. August 2008 um 07:15 UTC gemeinsam mit einer Dnepr-Trägerrakete vom russischen Raketenstartplatz Baikonur in den Weltraum gebracht.^[1]

Das Satellitensystem wurde seit 1996 von der Münchner Raumfahrtfirma Kayser-Threde basierend auf Ideen der DLR als Leitprojekt zur Kommerzialisierung der Raumfahrt und Teil des neuen Deutschen Raumfahrtprogramms entwickelt.^[2]

Das optische System liefert mit Hilfe von fünf Zeilenscannern mit jeweils 12.000 Pixeln multispektrale Bilder in fünf Bändern innerhalb des Wellenlängenbereichs von 440 nm bis 850 nm. Die Downloadübertragungsrate im X-Band beträgt mehr als 80 Mbps (Telemetrie Downlink 9,6 kBit/s, Control Uplink: 38,4 kBit/s). Die Satelliten sind quer zur Flugrichtung schwenkbar. Dies ermöglicht die Aufnahme eines Gebietes aus verschiedenen Sichtwinkeln. Aus den resultierenden stereoskopischen Aufnahmen lassen sich digitale Geländemodelle ableiten. Der Sensor hat eine Schwadbreite von ca. 77 km. Dabei beträgt die geometrische Auflösung in jedem Kanal 6,5 Meter pro Pixel. Gebaut wurde das Kamerasystem von dem Thüringer Unternehmen Jena-Optronik GmbH, welche im Jahr 2004 den Auftrag über die Entwicklung und Herstellung von MacDonald Dettweiler and Associates Ltd. (MDA), dem kanadischen Hauptauftragnehmer der Firma RapidEye AG, erhielt^[3]. Die britische Firma Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) hat die Satelliten gebaut.^[4]

Jedes Gebiet der Erde soll innerhalb von weniger als fünf Tagen überflogen werden können. Das bedeutet im Einzelfall, dass durch die Möglichkeit des Schwenkens der Satelliten und die Tatsache, dass es sich um fünf baugleiche Satelliten handelt, es möglich sein wird, jeden Punkt der Erde jeden Tag zu erreichen. Hochaufgelöste Fotos mit einer Detailgenauigkeit von fünf Metern lassen sich beispielsweise in topographische Karten mit einem Maßstab von bis zu 1:25.000 umsetzen. Multitemporale Bilddaten geben unter anderem über Wachstumsentwicklungen auf Ackerbauflächen Aufschluss oder ermöglichen feldgenaue Kartierungen von Unwetterschäden.

Rapid Eye Empfangseinheit

RapidEye im Überblick Technische Daten

• Anzahl der Satelliten: 5
• Lebensdauer der Satelliten: 7 Jahre
• Umlaufbahn-Höhe: 630 Kilometer
• Umlaufbahn-Ebenen: 1 (gleichmäßige Verteilung)
• Inklination: 97,8 Grad (sonnensynchron)
• Äquator-Überflug: 11:00 Uhr Ortszeit (von Nord nach Süd)
• Pixelgröße (ortho-rektifiziert): 5 Meter
• Breite der Bildstreifen: 77 Kilometer
• Maximale Länge der Bildstreifen: 1500 Kilometer
• Tägliche Aufnahmekapazität: 4 Millionen Quadratkilometer

Die Namen der Satelliten lauten

• Choma (Erde)
• Tachys (schnell)
• Mati (Auge)
• Trochia (Orbit) und
• Choros (All).^[5]

Kanäle des RapidEye-Sensors

440 - 510 nm (blau)

520 - 590 nm (grün)

630 - 685 nm (rot)

690 - 730 nm (red-edge, liefert Aussagen über den Chlorophyllgehalt von Pflanzen)

760 - 850 nm (NIR)

Leiterplattendesign der Fokalebene für die RapidEye-Satellitenflotte

Die Fokalebene funktioniert wie eine digitale Kamera. Sie verarbeitet optische in elektrische Signale. Die Fokalebene ist als achtlagige Leiterplatte ausgeführt. Beim Design der Fokalplatine gab es drei große Problemstellungen:

1. Enge Vorgaben bei Mechanik und äußeren Abmessungen führten zu begrenzten Platzverhältnissen und einer hohen Packungsdichte. Darüber hinaus ist nur eine Seite der Platine mit Bauelementen bestückt, da auf der anderen Seite eine Keramikplatte aufgeklebt ist. Für Anschlüsse an weitere Komponenten und Baugruppen im Satelliten wurde die Fokalplatine als starr-flex ausgeführt.
2. Alle Komponenten sollten optimalerweise sehr nah am optischen Sensor platziert werden. Denn: Je länger die Leitung, desto störanfälliger.
3. Im All müssen die Platinen Temperaturen von -170 bis +170 Grad aushalten. Um bei zu hohen Temperaturen die Wärme abzuleiten, wurde ein Kupferkern vorgesehen. Zur gleichmäßigen Wärmeverteilung wurde die Leiterplatte auf Keramik geklebt.

Das Leiterplattendesign wurde in zwei Schritten erledigt: Die A-Version (Engineering Model) für den Labortest. Die B-Version erforderte ein vorab vereinbartes Re-Design nach Labortest (Qualification und Flight Model). Insgesamt wurden 220 Mannstunden für das Design benötigt.

Weblinks

• RapidEye AG
• Description of RapidEye from the Earth Observation Portal
• alpha-board gmbh
• DLR: RapidEye-Satellitenflotte liefert erste Bilder

Quellen

1. ↑ Launch Successful!. Rapideye. Abgerufen am 1. September2008. (englisch)
2. ↑ Kayser-Threde: Firmenwebseite
3. ↑ Jena-Optronik liefert fünfte RapidEye Kamera aus. Jena-Optronik GmbH. Abgerufen am 30. Juli 2008.
4. ↑ SSTL's RapidEye blog, 22. Mai 2008.
5. ↑ [1], 12. September 2008.