MetOp

MetOp

MetOp (Meteorological Operational satellite) heißt eine Serie von drei europäischen Wettersatelliten mit erdnaher polarer Umlaufbahn. MetOp wurde vom europäischen Wettersatelliten-Betreiber EUMETSAT und der europäischen Weltraumagentur ESA in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen EADS, der französischen Weltraumagentur CNES und der US-Wetterbehörde NOAA für das EUMETSAT Polar System (EPS) entwickelt. Das EPS dient der operationellen Meteorologie und der Klimabeobachtung. Die Satellitenkonstruktion basiert auf einer Version der von Astrium gebauten Polaren Plattform des Envisat Satelliten.

Durch höhere Auflösung der Bilder, bessere Beobachtung der Polar- und Nordatlantikregion und durch Messung der Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung in bislang unerreichter Genauigkeit trägt MetOp dazu bei, das zuverlässige Vorhersageintervall von drei auf fünf Tage zu verlängern.

Die erdnahe polare Umlaufbahn der MetOp-Satelliten macht sie zu einer idealen Ergänzung der geostationären Wettersatelliten der Meteosat-Reihe. Durch die geringe Höhe von nur ca. 820 km ist die Auflösung der abbildenden Sensoren wesentlich besser als bei geostationären Satelliten, die in einer Höhe von knapp 35.800 km arbeiten. Allerdings verkleinert sich im gleichen Maßstab das Blickfeld der Instrumente. Satelliten mit polarer Umlaufbahn können innerhalb eines Tages nahezu die gesamte Erdoberfläche abtasten, ein bestimmtes Gebiet kann MetOp aber nur einmal pro Umlauf für ca. 15 min. beobachten, während geostationäre Satelliten kontinuierlich ein einziges Gebiet abdecken.

Ein weiterer Vorteil der Satelliten auf polaren Umlaufbahnen ist die bessere Abdeckung der Polarregionen. Die Meteosat-Satelliten beobachten ausschließlich den Teil der Erdkugel, der von ihrer scheinbar festen Position über dem Äquator sichtbar ist. Weit vom Äquator liegende Gebiete werden unter einem flachen Winkel gemessen, worunter die räumliche Auflösung leidet.

Entstehung des Programms

Ein polarumlaufender Wettersatellit für Europa war erstmals Ende der 60er Jahre im Gespräch. Da zu dieser Zeit die USA aber die Daten ihrer zivilen Wettersatelliten zur Verfügung stellten, bestand kaum die Notwendigkeit zur Entwicklung eines eigenen polarumlaufenden Satelliten. Anfang der 80er Jahre jedoch suchte die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) nach einem Partner für die Fortführung des Dienstes. 1998 schließlich gaben die Ratsgremien von EUMETSAT und ESA erstmals ihre Zustimmung zu Konstruktion, Entwicklung, Start und Betrieb des Europäischen Polarsystems (EPS). EUMETSAT und NOAA unterzeichneten eine Vereinbarung über ein gemeinsames Initial Joint Polar System (IJPS), bestehend aus zwei polarumlaufenden Satelliten und den zugehörigen Bodenstationen. In einer weiteren Vereinbarung einigte man sich auf den Betrieb bis mindestens 2019.

MetOp-A

Der erste Satellit (MetOp-A) mit einer Startmasse von 4.093 kg startete – nach mehreren Startabbrüchen – am 19. Oktober 2006 um 18:28 Uhr MESZ in Baikonur. Als Trägerrakete diente die modifizierte Sojus-2-1a/Fregat, die vorher nur einen suborbitalen Teststart zu verzeichnen hatte. Weil MetOp ein wesentlich größeres Volumen besitzt als die zuvor mit der Sojus-Fregat gestarteten Nutzlasten, verwendete die Sojus-2-1a/Fregat zum ersten Mal eine voluminöse ST-Nutzlastverkleidung (weitgehend identisch in Größe und Form mit der Nutzlastverkleidung der Ariane 4^[1].).

69 Minuten nach dem erfolgreich verlaufenen Start wurde MetOp-A von der Fregat-Oberstufe ausgesetzt und hat Anfang 2007 den Betrieb aufgenommen. Er umkreist die Erde auf einer polaren (genauer gesagt sonnensynchronen) Umlaufbahn in ca. 820 km Höhe mit einer Bahnneigung von 98,72°. Der Nachfolgesatellit MetOp-B soll nach derzeitiger Planung am 23. Mai 2012 ebenfalls mit einer Sojus-Rakete starten. Eine Verschiebung des Starts wurde erforderlich aufgrund des Absturzes einer Sojus-Rakete im August 2011. Der Start des dritten Satelliten MetOp-C ist für Ende 2016 vorgesehen, wird aber mit ziemlicher sicherheit erst später erfolgen, wenn MetOp-B plan mäßig operiert.

Der Satellit besteht aus zwei Modulen: Das Servicemodul (service module) ist für die Energieversorgung, die Lageregelung und die Steuerung (S-Band Übertragung der Telemetrie und Telekommandos) zuständig und wurde von der EADS in Frankreich auf Basis der SPOT-Erdbeobachtungssatelliten entwickelt. Das Nutzlastmodul (payload module) enthält die Instrumente und die Datenübertragung der Nutzlastdaten zum Boden (im Wesentlichen X-Band) und wurde von der EADS in Deutschland (Friedrichshafen) entwickelt.

Der Satellit beobachtet mit seinen 13 Instrumenten das Wettergeschehen. Einige von ihnen sind baugleich mit Instrumenten des amerikanischen NOAA-18-Wettersatelliten, der eine ähnliche Funktion erfüllt. Zusätzlich liefert MetOp Umweltdaten. Dazu vermisst er hochgenau die Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung, ebenso Spurengase in der Atmosphäre wie Ozon, CO und CO₂, Stickoxide, Schwefeldioxid und Methan.

Instrumente

Auf MetOp-A fliegen eine Reihe von Instrumenten, die operationelle Messungen der Atmosphäre sowie Land- und Meeresoberflächen vornehmen.

• IASI - Infrared Atmospheric Sounding Interferometer
• MHS - Microwave Humidity Sounder
• GRAS - Global Navigation Satellite System Receiver for Atmospheric Sounding
• ASCAT - Advanced Scatterometer
• GOME-2 - Global Ozone Monitoring Experiment-2
• AMSU-A1/AMSU-A2 - Advanced Microwave Sounding Units
• HIRS/4 - High-resolution Infrared Radiation Sounder
• AVHRR/3 - Advanced Very High Resolution Radiometer
• A-DCS - Advanced Data Collection System
• SEM-2 - Space Environment Monitor
• SARP-3 - Search And Rescue Processor
• SARR - Search And Rescue Repeater

Kosten

Die Kosten werden voraussichtlich 2,5 Mrd. € betragen. Davon gehen 0,5 Mrd. € an die ESA für die Entwicklung, Konstruktion und Transport der Satelliten und ca. 2 Mrd. € an EUMETSAT für den laufenden Betrieb der Satelliten, Empfang und Auswertung der Daten.

Siehe auch

• EUMETSAT
• NOAA
• POES
• GOES
• METEOSAT

Weblinks

• EADS Astrium-Seite zu MetOp (dt.)
• EUMETSAT Seite zu MetOp (engl.)
• ESA-Seite zu MetOp (engl.)
• MetOp-A (engl.)
• Artikel über MetOp bei stern.de

Quellen

1. ↑ Meldung „Europe’s new MetOp weather satellite reaches polar orbit“ auf der ESA Homepage

Raumsonden und Satelliten mit Beteiligung der ESA

COS-B (1975–1982) · GEOS 1 und 2 (1977, 1978) · ISEE 2 (1977) · Meteosat (1977–1997) · IUE (1978) · EXOSAT (1983) · ECS (1983–1988) · Giotto (1985) · Olympus (1989) · Hipparcos (1989) · Hubble (1990) · Ulysses (1990–2009) · ERS 1 und 2 (1991, 1995) · EURECA (1992) · ISO (1995) · SOHO (1995) · Huygens (1997) · XMM-Newton (1999) · Cluster (2000) · Artemis (2001) · Proba (2001) · Envisat (2002) · MSG 1 und 2 (2002, 2005) · Integral (2002) · Mars Express (2003) · SMART-1 (2003) · Double Star (2003) · Rosetta (2004) · SSETI Express (2005) · CryoSat (2005) · Venus Express (2005) · Galileo (2005–2008) · METOP-A (2006) · COROT (2006) · GOCE (2009) · Herschel (2009) · Planck (2009) · Proba-2 (2009) · SMOS (2009) · CryoSat-2 (2010) · HYLAS (2010) · SWARM (2012) · ADM-Aeolus (2013) · LISA Pathfinder (2013) · Gaia (2013) · Sentinel 1-3 (2013) · BepiColombo (2014) · JWST (2014) · ESMO (2014) · EarthCARE (2016) · ExoMars (2016/2018) · Solar Orbiter (2017) · Euclid (2019) · LISA (2019) · Mars Sample Return (frühestens 2020er) · Don Quijote

Abgesagt: Darwin