Laserstation Lustbühel misst künftig mit Megahertz-Laser

Satellitenentfernung wird mit einer Million Pulsen pro Sekunde vermessen

Die Laserstation am Observatorium Graz-Lustbühel vermisst mithilfe von sehr kurzen Laserpulsen die Entfernung von Satelliten und erzielt damit eine Genauigkeit im Millimeterbereich. Statt 2.000 Laserschüssen pro Sekunde kann sie künftig bis zu einer Million Laserpulse ins All schießen. Das Magahertz-Lasersystem soll Mitte des Jahres am Standort installiert werden, teilte das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften am Dienstag mit.

Das IWF betreibt seit 1982 am Observatorium Lustbühel am östlichen Stadtrand von Graz die Satellite Laser Ranging (SLR)-Station. SLR ist eine Methode, um mit sehr kurzen Laserpulsen die Position von Satelliten oder auch zu Weltraumschrott zu messen. Die Bodenstation sendet ultrakurze Laserimpulse zu den Zielobjekten, die reflektierten Signale werden wieder aufgefangen. Aus der Zeit, die zwischen dem Senden und Empfangen vergeht, kann die Entfernung des Objekts berechnet und im zeitlichen Verlauf auch die Bahn bestimmt werden. Weltweit gibt es neben der Beobachtungsstation am Grazer Lustbühel etwa 40 aktive Laserstationen, die routinemäßig Entfernungen zu Satelliten messen und dabei eine Genauigkeit im Millimeter-Bereich erzielen.

"Während manche Stationen noch mit zehn Messungen pro Sekunde arbeiten, haben wir bereits 2004 als allererste Station mit 2.000 Laserschüssen pro Sekunde begonnen", berichtete IWF-Gruppenleiter Georg Kirchner der APA. Nun rüstet die Grazer Laserstation weiter auf - und ist wieder Vorreiter: Mit einem deutschen Laser-System konnten die Wissenschafter im Vorjahr erstmals erfolgreich Messungen mit bis zu 1 MHz durchführen.

Die Resultate der Tests, die sowohl bei Nacht als auch am Tag stattfanden, wurden soeben in der Fachzeitschrift "Optics Letters" publiziert. So konnte das Team bei Messungen zu Galileo-Satelliten über 2.000 Echos pro Sekunde empfangen - von 500 Laserpulsen kommt also im Schnitt nur ein einziges Echo zurück. "Trotzdem ist das eine mehr als zehnfache Steigerung gegenüber bisherigen 2-Kilohertz-Messungen. Bei Satelliten in niedrigeren Orbits betrug die Steigerung mehr als das Hundertfache," betonte IWF-Forscher Peiyuan Wang, der Erstautor der Studie.

Aufgrund dieser Testergebnisse haben sich die IWF-Forscher dazu entschlossen, ein solches MHz-Lasersystem Mitte 2021 am Lustbühel zu installieren. Rund 100.000 Euro werden investiert, die die Laserstation aus Drittmitteln erwirtschaftet hat. Wir werden das System im März bekommen, dann werden wir wohl einige Monate brauchen, bis wir damit in den routinemäßigen Betrieb kommen", sagte Kirchner.

Neben der Vermessung von Satelliten, liegt ein weiterer Fokus der Grazer SLR-Station auf der Laser-Entfernungsmessung zu Weltraumschrott. Sie liefert genauere Daten für wesentlich verbesserte Orbit-Vorhersagen. Dadurch könnten Ausweichmanöver in Zukunft deutlich präziser koordiniert werden oder auch gänzlich entfallen.

OE24 Logo
Es gibt neue Nachrichten