• vom 14.10.2011, 13:00 Uhr

Technologie

Update: 14.10.2011, 15:27 Uhr

Galileo

Eine Frage des Standorts




  • Artikel
  • Kommentare (1)
  • Lesenswert (0)
  • Drucken
  • Leserbrief




Von Christian Pinter

  • Am 20. Oktober starten die Satelliten "Thijs" und "Natalia" ins All. Sie bilden die Vorhut des europäischen Navigationssystems "Galileo", das unsere Orientierung und Ortung erleichtern soll.

Galileo-Satelliten senden präzise Zeitsignale zur Erde. Deren Verzögerung beim Einlangen verrät dem Navigationsgerät den Abstand zu den Satelliten. Daraus berechnet es die Koordinaten. - © Grafik: Pinter

Galileo-Satelliten senden präzise Zeitsignale zur Erde. Deren Verzögerung beim Einlangen verrät dem Navigationsgerät den Abstand zu den Satelliten. Daraus berechnet es die Koordinaten. © Grafik: Pinter

Nicht zufällig leitet sich unser Wort "Navigation" vom lateinischen "navis" (Schiff) ab. Denn gerade auf hoher See war die Standortbestimmung eine Kunst. Jahrhunderte lang blickten Seefahrer zum Himmel. Erst die Messung der jeweiligen Gestirnhöhen ermöglichte es ihnen, die Position des eigenen Schiffs zu ermitteln. Anfangs mussten sie dafür auch die Uhrzeit vom Firmament ablesen. Sie verwandelten den Erdmond oder die großen Jupitermonde gewissermaßen in die Zeiger einer Art "Himmelsuhr"; Letzteres versuchte übrigens schon der Italiener Galileo Galilei. Mit Schiffschronometer und Spiegelsextant kam man endlich auf eine Genauigkeit von wenigen Kilometern. Diese Art der Navigation funktionierte freilich nur bei heiterem Himmel. Bei längerer Bewölkung kamen die Schiffe leicht vom Kurs ab.


1960 begannen die USA daher, die Himmelslichter durch künstliche Funkfeuer zu ersetzen: Transit 1B wurde zum "Vater" aller Navigationssatelliten. Das resultierende System "NAVSAT" sollte zunächst amerikanischen U-Booten die Standortbestimmung ermöglichen; ansonsten wären deren Atomraketen weitab vom Ziel explodiert.

Navigieren mit GPS
Jeder NAVSAT-Satellit strahlte ein Funksignal ab. Näherte er sich rasch einem U-Boot, wurde sein Signal dort mit etwas höherer Frequenz empfangen; entfernte er sich, kam es entsprechend tiefer an. Die US-Navy baute damals also auf den vom Österreicher Christian Doppler 1842 postulierten "Doppler-Effekt". Da aber nicht immer ein Satellit zu empfangen war, verstrichen zwischen den Messungen Stunden. Dazwischen tauchten die Boote ab.

Das Netz wurde immer dichter. Schließlich ersannen die US-Militärs das "Global Positioning System", dessen Kürzel "GPS" zum Markenzeichen satellitengestützter Navigation wurde. Zunächst diente es wiederum nur militärischen Zwecken: US-Schiffe, Flugzeuge und Raketen nutzten es als Orientierungshilfe. Alsdann öffnete man das Netz auch zivilen Anwendern, die sich allerdings mit künstlich verzerrten Signalen und einem resultierenden Messfehler von bis zu 100 Metern begnügen mussten. Erst ab dem Jahr 2000 genossen alle Empfänger die etwa achtmal bessere Auflösung.

Frühe GPS-Empfänger entpuppten sich als echte Stromfresser. Sie bestanden primär aus einem riesigen Batteriefach. Wanderer mussten mit diesen unhandlichen Begleitern meist eine Lichtung aufsuchen und dort minutenlang ausharren, um die Signale empfangen zu können. Moderne Geräte sind wesentlich empfindlicher und winzig genug, um in Handys, USB-Sticks, Armbanduhren oder Digitalkameras versteckt zu werden. Anfangs erschienen bloß "nackte" Zahlen (geografische Länge, Breite, Seehöhe) am Display. Landkarten waren gesondert mitzuführen. Heute ist die bunte grafische Darstellung Standard, wie viele Autofahrer wissen. Auch die GPS-Satelliten selbst wurden verbessert. Mittlerweile ist deren Netz so dicht, dass nahezu ständig ein halbes Dutzend davon gleichzeitig über dem Horizont hängt.

Platziert man die Sender - ähnlich den TV-Satelliten - in den sehr fernen, geostationären Orbits, scheinen sie über dem Erdäquator still zu stehen. So lassen sich regional begrenzte Netze realisieren - wie das indische IRNSS, das chinesische "Beidou-1" oder das seit 2009 existierende europäische EGNOS. Dieses wird jetzt unter dem Namen "Galileo" weltumspannend ausgebaut. Moskau reanimiert derweil sein älteres, globales System GLONASS.

Alle weltumspannenden Netze umfassen jeweils zwei bis drei Dutzend Satelliten und nützen das Grundprinzip des GPS: Jeder Satellit trägt eine oder mehrere ultragenaue Atomuhren an Bord. Da schnell bewegte Uhren laut Einstein langsamer "ticken", müssen hier auch relativistische Effekte berücksichtigt werden. Aus gut 20.000 Kilometern Höhe sendet jeder Satellit höchst präzise Zeitsignale ab, dazu die Informa-tion über seinen aktuellen Aufenthaltsort im Orbit.

Die Zeitimpulse erreichen den irdischen Empfänger nicht sofort, sondern mit wenigstens einer Fünfzehntel Sekunde Verspätung. Schließlich dürften ja auch Funkwellen nicht schneller reisen als das Licht. Die Verzögerung beim Eintreffen des Zeitsignals verrät den Abstand des Empfängers zum Satelliten. Aus der Laufzeit von mindestens vier Satellitensignalen errechnet das Empfangsgerät seinen exakten Standort auf Erden.

Wer Navigationssatelliten betreibt, kann deren Funksignale im Konfliktfall freilich verschleiern, regional abschwächen oder gar abschalten. Auch deshalb entschloss sich die Europäische Union, ihr eigenes Navigationssystem "Galileo" zu entwickeln. Nach mehreren erfolgreichen Tests sollten die ersten beiden Satelliten mit den Namen "Thijs" und "Natalia" am 20. Oktober 2011 abheben. Sie starten vom ESA-Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Bis 2019 werden 28 weitere Satelliten folgen. Alle reiten an der Spitze von russischen Sojus-Fregat- oder europäischen Ariane-5-Raketen ins All.

weiterlesen auf Seite 2 von 2




Schlagwörter

Galileo, Extra, Astronomie

1 Leserkommentar




Mit dem Absenden des Kommentars erkennen Sie unsere Online-Nutzungsbedingungen an.


captcha Absenden

* Pflichtfelder (E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht)



Dokumenten Information
Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2011-10-13 18:54:13
Letzte Änderung am 2011-10-14 15:27:34


Beliebte Inhalte

Meistgelesen
  1. Größte Pleite des Jahres
  2. Einigung auf Bauordnung
  3. Darf ich Ihr Auto kaufen?
  4. Justiz ließ verurteilten Posträuber laufen
  5. Stadt Wien muss Namensschilder austauschen
Meistkommentiert
  1. Mit Law-and-Order gegen Kampfhunde
  2. Darf ich Ihr Auto kaufen?
  3. Stadt Wien muss Namensschilder austauschen
  4. "Noch zu wenig E-Autos, die Öffis behindern könnten"
  5. Mit Klagen gegen Hass im Netz

Werbung




Werbung