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AISat Helix-Antenne sorgt für Ordnung in der Deutschen Bucht

Redakteur: Peter Koller

Dank einer speziellen Antenne soll ein neuer Satellit des DLR den Schiffsverkehr in stark befahrenen Gewässern in unbekannter Präzision erfassen.

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So sieht es aus, wenn AISat seine spezielle Helix-Antenne entfaltet hat
So sieht es aus, wenn AISat seine spezielle Helix-Antenne entfaltet hat
(DLR)

Pünktlich um 6.19 Uhr mitteleuropäischer Zeit startete gestern der Satellit AISat des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit einer PSLV-C23-Rakete vom indischen Satish Dhawan Space Center ins All. Der 14 Kilogramm leichte Satellit, mit dem die DLR-Wissenschaftler die Signale von Schiffen empfangen werden, wurde wie geplant 1113,7 Sekunden nach dem Start auf einen Orbit in Höhe von 660 Kilometern ausgesetzt. Gegen 9.30 Uhr mitteleuropäischer Zeit erreichte auch das erste Signal des Satelliten den Kontrollraum im DLR-Institut für Raumfahrtsysteme.

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"Wir wissen: Er lebt, und er sendet uns Daten über seinen Gesundheitszustand", sagt Falk Nohka vom AISat-Team. Das erste Signal war ein Rufzeichen sowie erste Informationen, den AISat als Morsecode zur Erde schickte. Sobald feststeht, dass der Satellit die Belastungen durch den Start gut überstanden hat und er aufhört zu taumeln, werden die DLR-Forscher das Kommando zur Entfaltung der vier Meter langen Helix-Antenne senden. Mit dieser will das Team die AIS-Signale (Automatic Identification System) der Schiffe empfangen und sie so präzise orten.

Bisher sind zwar bereits kommerzielle Satelliten im Einsatz, die die AIS-Signale empfangen, doch in stark befahrenen Gewässern wie der Deutschen Buch oder Häfen wie Singapur übersteigt die Anzahl der Schiffe das "Hörvermögen" dieser Satelliten mit einfachen Stabantennen.

Gut 1000 Schiffe haben die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Raumfahrtsysteme bei einem Überflug mit einem Flieger alleine entlang der deutschen Küste von Holland bis Sylt entdeckt. Herkömmliche Satelliten erfassen mit ihren ungerichteten Stab-Antennen ein Gebiet, das in einem Umkreis von 5000 bis 6000 Kilometern liegt. "Die empfangen alles zugleich – das ist ein wenig so, als ob man 100 Radiosender gleichzeitig hören würde", sagt Projektleiter Jörg Behrens. "Die Schiffe reden quasi alle durcheinander."

In wenig befahrenen Gebieten weiter entfernt von den Küstenregionen ist das kein Hindernis. In Gewässern wie der Nordsee, dem Mittelmeer oder der nordamerikanischen Atlantikküste sowie rund um große Häfen wie Peking, Tokio oder Singapur hingegen können die AIS-Signale mit ihren Angaben über Position, Kennung, Länge und Breite, Ladung, Geschwindigkeit und Richtung nicht mehr einzelnen Schiffen zugeordnet werden.

Wie der Lichtkegel einer Taschenlampe

Der DLR-Wissenschaftler und sein Team haben sich deshalb andere Rahmenbedingungen ausgewählt: Die Helix-Antenne ist gezielt in Richtung Erde ausgerichtet und lauscht in einem kleineren Gebiet mit einem Durchmesser von nur 750 Kilometern auf die AIS-Signale der Schiffe. "Also fokussiert wie der Lichtkegel einer Taschenlampe", betont DLR-Wissenschaftler Jörg Behrens.

Um die Leistung des Satelliten AISat zu prüfen, werden die Wissenschaftler die empfangenen Daten mit Daten vergleichen, die fernbetriebene Bodenstationen von den Schiffen empfangen. Derzeit sind sechs terrestrische Empfangsstationen des DLR an der deutschen Nordseeküste aufgebaut, die mit einer Reichweite zwischen 40 und 60 Kilometern den Schiffsverkehr erfassen. Vier weitere Stationen sollen folgen.

Zudem sind auf AISat auch kleinere, unsgerichtete Stab-Antennen installiert, die Vergleichsdaten liefern werden. Mit diesen Kontrolldaten aus dem All und von der Erde wird die Zuverlässigkeit der Helix-Antenne und des Empfängers im Weltall ermittelt werden. "Es gibt gerade bei Hochverkehrsregionen viel zu optimieren – und unsere Antenne kann eine gute Möglichkeit dafür sein." Gemeinsam mit dem DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik wurde deshalb die ungewöhnliche Antenne entwickelt und ihre Entfaltung auf Parabelflügen in der Schwerelosigkeit getestet. Satellit und Empfänger wurden im DLR-Institut für Raumfahrtsysteme entwickelt, gebaut und getestet.

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