Blick auf die Reflexion eines Laser-Retroreflektor-Arrays durch eine Testvorrichtung im Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. Laser-Retroreflektor-Arrays ermöglichen Laser-Entfernungsmessungen, bei denen kleine Laserlichtimpulse zur Erkennung von Entfernungen zwischen Objekten eingesetzt werden. (Bildnachweis: NASA)
Die U.S. Space Force will mit Hilfe von Lasern auf GPS-Satelliten, die 2025 gestartet werden sollen, den wahren Mittelpunkt der Erde besser lokalisieren.
Eine Reihe von Laser-Retroreflektor-Arrays (LRAs) wird auf zwei GPS-III-Satelliten mit den Namen SV9 und SV10 als Teil des NASA-Weltraumgeodäsieprogramms installiert. Die Laser sind so konzipiert, dass sie mit einer Technik namens Satellite Laser Ranging (SLR) präzise Messungen im Subzentimeterbereich vornehmen können, die es den Forschern ermöglichen, den Erdmittelpunkt genauer zu bestimmen, heißt es in einer Erklärung der Space Force.
Am 6. Mai wurden die beiden LRAs an Lockheed Martin geliefert, um vor dem Start in die GPS III-Satelliten integriert zu werden. Die Mission ist eine Partnerschaft zwischen der Space Force, der National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) und der NASA.
„Wir waren in der Lage, die GPS-Konstellation Jahre vor dem Zeitplan um neue Fähigkeiten zu erweitern und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Milliarden von Menschen, die sich täglich auf unsere Signale verlassen, nicht beeinträchtigt werden“, sagte Andrew Menschner, U.S. Space Force Colonel, Position, Navigation and Timing Delta (Provisional) Commander im Space Operations Command, in der Erklärung. „Wir gehen davon aus, dass LRAs bei zukünftigen GPS-Fahrzeugen Standard sein werden und freuen uns, dass SV9 und SV10 vor dem Start über diese Fähigkeit verfügen werden.
Laserentfernungsmessung beruht auf kleinen Laserlichtimpulsen, um Entfernungen zwischen Objekten zu ermitteln. Die Laserlichtimpulse werden von einer Bodenstation auf einen in der Umlaufbahn befindlichen Satelliten gerichtet, der mit den LRAs ausgestattet ist, die die Lichtstrahlen dann zur ursprünglichen Quelle zurückreflektieren. Anhand der Zeit, die das Laserlicht benötigt, um vom Boden zum Satelliten und wieder zurück zu gelangen, lässt sich die Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Boden berechnen.
Das Licht wird mit drei rechtwinklig angeordneten Spiegeln reflektiert, die eine Innenecke eines Würfels bilden. Die LRAs bestehen aus einer Anordnung von 48 verspiegelten Eckwürfeln, die dafür sorgen, dass der Lichtstrahl in demselben Winkel zurückgeworfen wird, in dem er hereingekommen ist.
Die LRAs wurden von der NASA und dem Naval Research Laboratory’s Naval Center for Space Technology gebaut und werden von der U.S. Space Force betrieben, heißt es in der Erklärung.
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Genaue Positionsdaten sind unerlässlich, um den Mittelpunkt der Erdmasse zu bestimmen, der sich bei Ereignissen wie Tsunamis und Erdbeben leicht verändern kann. Die von den LRAs gesammelten Daten werden es den Forschern daher ermöglichen, genauer zu messen, wie sich die Welt verändert.
„Dass GPS III im nächsten Jahr zwei neue Reflektoren in die Umlaufbahn bringt, zeigt, wie schnell wir in der Lage sind, unsere Fähigkeiten zu verbessern“, sagte Menschner in der Erklärung. „Dieser Erfolg ist eine unglaubliche Anerkennung für das herausragende Talent, den Fokus auf die Mission und die partnerschaftliche Zusammenarbeit des gesamten Teams.“
