Elke minuut, De aardobservatiesatellieten van ESA verzamelen tientallen gigabytes aan gegevens over onze planeet - genoeg informatie om de pagina's van een 100 meter lange boekenplank te vullen. Vliegen in lage banen om de aarde, deze ruimtevaartuigen nemen voortdurend de polsslag van onze planeet, maar het zijn teams op de grond bij ESA's Operations Center in Darmstadt, Duitsland, die deze ontdekkingsreizigers overeind houden.

Van vliegende groepen ruimtevaartuigen in complexe formaties tot het ontwijken van ruimtepuin en het navigeren door de steeds veranderende omstandigheden in de ruimte die bekend staan ​​als ruimteweer, De ruimtevaartuigoperators van ESA zorgen ervoor dat we prachtige beelden en vitale gegevens over onze veranderende planeet blijven ontvangen.

Informatie krijgen

Veel aardobservatiesatellieten reizen in formatie. Bijvoorbeeld, de Copernicus Sentinel-5P-satelliet volgt achter de Suomi-NPP-satelliet (van de National Oceanic and Atmospheric Administration). Vliegend in een losse slepende formatie, ze observeren delen van onze planeet snel achter elkaar en volgen snel evoluerende situaties. Samen kunnen ze ook instrumenten aan boord en de verkregen data cross-valideren.

ESA's Earth Explorer Swarm-satellieten zijn een ander voorbeeld van vliegen in complexe formaties. Op een missie om het beste overzicht van het aardmagnetisch veld ooit te maken, ze bestaan ​​uit drie identieke satellieten die in een zogenaamde constellatieformatie vliegen.

De afzonderlijke onderdelen van Swarm werken samen onder gedeelde controle op een gesynchroniseerde manier, hetzelfde doel bereiken als een gigantische - en duurdere - satelliet.

"Formatievliegen heeft alle uitdagingen van het vliegen met veel enkele ruimtevaartuigen, behalve met de extra complexiteit die we nodig hebben om een ​​regelmatige afstand te bewaren tussen al deze snelle en hightech ogen op aarde, " legt Jose Morales Santiago uit, ESA's hoofd van de afdeling Aardobservatiemissies.

"Elke beslissing die we nemen, elk commando dat we sturen, moet de juiste zijn voor elk ruimtevaartuig, vooral als het gaat om manoeuvres. Deze moeten goed worden gepland, zodat ze de begeleidende satellieten niet in gevaar brengen, met behoud van een consistente configuratie in de hele formatie."

Wetenschap redden

Vorig jaar, De aardobservatiemissies van ESA voerden in totaal 28 'botsingsvermijdingsmanoeuvres' uit. Bij deze manoeuvres stuurden operators de orders naar een ruimtevaartuig om uit de weg te gaan van een naderend stuk ruimteschroot.

Een botsing met een snel bewegend stuk ruimteafval heeft het potentieel om een ​​hele satelliet te vernietigen en daarbij steeds meer puin te creëren. Als een ruimtevaartuig 'uitwijkt' om een ​​botsing te voorkomen, wetenschappelijke instrumenten moeten mogelijk worden uitgeschakeld om hun veiligheid te garanderen en te voorkomen dat ze worden verontreinigd door de stuwende motor.

Teams bij missiecontrole overwegen hoe ze de Europese vloot van aardwaarnemers veilig kunnen houden en tegelijkertijd het essentiële werk dat ze kunnen doen, kunnen maximaliseren. Onlangs, ze bedachten een ingenieus concept om de wetenschap te 'redden' tijdens dergelijke manoeuvres van de Sentinel-5P-satelliet.

Het Sentinel-team realiseerde zich al snel dat ze tijdens manoeuvres om een ​​botsing te vermijden, de wetenschappelijke verzameling bijna een dag zouden moeten onderbreken, vanwege het noodvuur van de stuwraketten.

"Dat zijn veel gegevens om te missen. Omdat de hoeveelheid ruimteschroot momenteel toeneemt, dit zou iets zijn dat we steeds vaker zouden moeten doen, " legt Pierre Choukroun uit, Sentinel-5P Spacecraft Operations Engineer, die met de oplossing kwam.

"Dus hebben we een nieuwe functie aan boord ontworpen en gevalideerd om de autonomie van het ruimtevaartuig te vergroten, zodat het verlies van wetenschappelijke gegevens tot een absoluut minimum wordt beperkt. We kijken er erg naar uit om in de nabije toekomst meer gegevens voor de wetenschappelijke gemeenschap te verzamelen!"

Met deze nieuwe strategie de wetenschappelijke instrumenten op Sentinel-5P zouden ongeveer een uur worden uitgeschakeld in vergelijking met een hele dag!

zon bescherming

Alsof het ontwijken van stukjes ruimtepuin niet genoeg was voor de Europese ontdekkingsreizigers, ze moeten ook navigeren door de turbulente weersomstandigheden in de ruimte.

Ruimteweer verwijst naar de omgevingsomstandigheden rond de aarde, vanwege het dynamische karakter van onze zon. De constante stemmingswisselingen van onze ster beïnvloeden het functioneren en de betrouwbaarheid van onze satellieten in de ruimte, evenals infrastructuur op de grond.

Als de zon bijzonder actief is, het voegt extra energie toe aan de atmosfeer van de aarde, het veranderen van de dichtheid van de lucht bij lage banen om de aarde. Toegenomen energie in de atmosfeer betekent dat satellieten in dit gebied meer 'slepen' ervaren - een kracht die in de tegenovergestelde richting werkt van de beweging van het ruimtevaartuig, waardoor het in hoogte afneemt.

Operators hebben deze informatie nodig om te weten wanneer ze manoeuvres moeten uitvoeren om de snelheid van de satelliet te "verhogen" om weerstand tegen te gaan en deze in de juiste baan te houden.

Dit sleepeffect verandert ook de snelheid en positie van ruimteschroot rond de aarde, wat betekent dat ons begrip van de puinomgeving voortdurend moet worden bijgewerkt in het licht van veranderend ruimteweer.

"Terwijl aardobservatiesatellieten het weer op aarde volgen, we moeten ons bewust blijven van het veranderende weer in de ruimte, " zegt Thomas Ormston, Spacecraft Operations Engineer bij ESA.

"Dit is van vitaal belang omdat het begrijpen van atmosferische weerstand van fundamenteel belang is om te voorspellen wanneer we worden bedreigd door ruimteschroot en om te bepalen wanneer en hoe groot onze ruimtevaartuigmanoeuvres moeten zijn om geweldige wetenschap aan onze gebruikers te blijven leveren."

Ruimteweer beïnvloedt ook de communicatie tussen grondstations en satellieten als gevolg van veranderingen in de bovenste atmosfeer, de ionosfeer, tijdens zonne-evenementen. Daarom, satellietoperators vermijden kritieke satellietoperaties zoals manoeuvres of updates van de software aan boord tijdens perioden van hoge zonneactiviteit.