Gaofen (GF)
Gaofen (chin. für 'hohe Auflösung') ist eine Serie chinesischer hochauflösender Erdbeobachtungssatelliten für das staatlich geförderte Programm China High-resolution Earth Observation System (CHEOS). Der erste Satellit der Gaofen-Serie, Gaofen 1, wurde 2013 gestartet.
Es gibt insgesamt 14 Typen von Gaofen-Satelliten, wobei Gaofen 1 bis Gaofen 7 rein zivilen Zwecken dienen, während Gaofen 8 bis Gaofen 14 Dual-Use-Satelliten sind, die von der Volksbefreiungsarmee und verbündeten Armeen in den Partnerländern der Neuen Seidenstraße mitbenutzt werden.
Mit Stand 2020 besteht das System neben den Rechenzentren nur aus Satelliten in verschiedenen Umlaufbahnen, mit einer Auflösung von bis zu 65 cm (Gaofen 7). In weiteren Ausbaustufen soll auch Erdbeobachtung durch Flugzeuge und in der Stratosphäre schwebende Luftschiffe hinzukommen.
Verantwortlich für den Empfang der von den Gaofen-Satelliten gelieferten Daten ist das 2012 bei einer Strukturreform der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entstandene Institut für Fernerkundung und digitale Geowissenschaften. Das Gaofen-Projekt verfügt über eine Reihe von Versuchsstationen in ganz China, wo die Kameras und Sensoren der Satelliten an bekannter Vegetation und Bodenbeschaffenheit erprobt und geeicht werden können.
Bezeichnung | Beschreibung | ||
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Gaofen-1 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit (chin. gao fen für hohe Auflösung), der am 26. April 2013 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 2D vom Kosmodrom Jiuquan zusammen mit den drei kleinen Experimentalsatelliten TurkSat-3USat (Türkei), CubeBug-1 (Argentinien) und NEE-01 Pegaso (Ecuador) auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 675 km Höhe gebracht wurde. Seine Bahnneigung beträgt 98,1 Grad. Der dreiachsenstabilisierte Satellit ist mit einer CCD-Kamera mit einer Auflösung von bis zu zwei Metern und Multispektralkameras mit einer Auflösung von 8 bzw. 16 m ausgerüstet und soll etwa zur Unterstützung im Katastrophen- und Umweltschutz oder der Agrarplanung dienen. Er wurde auf Basis des CAST2000-Satellitenbus der Chinese Academy of Space Technology (CAST) gebaut, welcher Nutzlasten von bis zu 600 Kilogramm und mit rund einem Kilowatt Energiebedarf erlaubt. Er wurde schon für andere Erdbeobachtungssatelliten wie Huanjing-1A und B eingesetzt. Am 31. März 2018 startete China drei weitere Satelliten der Gaofen-1 Reihe, bezeichnet als GF-1 02, GF-1 03 und GF-1 04. Die Satelliten werden dieselbe Bahnebene wie der erste Gaofen-1 haben, aber mit einem Abstand von 120 Grad. Startort war der Weltraumbahnhof von Taiyuan, im Norden Chinas. Als Träger wurde eine Rakete des Typs Langer Marsch 4C eingesetzt. Diese Trägerrakete ist nahezu identisch mit dem Typ Langer Marsch 4B. Der einzige Unterschied besteht in einer längeren Nutzlastverkleidung. Die Gaofen-Satelliten sind Teil des China High-definition Earth Observation System (CHEOS) Programms, die chinesische Entsprechung zum europäischen Copernicus-Programm mit seinen Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten. Die beiden Kameras an Bord verfügen im panchromatischen Modus über ein Auflösungsvermögen von zwei Metern pro Bildpunkt, im multispektralen Betrieb beträgt das Auflösungsvermögen acht Meter pro Bildpunkt. Die Bodenspur ist etwa 66 km breit. Die Satelliten sind für eine Missionsdauer von ca. 6 Jahren ausgelegt. Die vier Satelliten GF-1 arbeiten koordiniert und können so den selben Punkt der Erde wenigstens ein Mal pro Tag abbilden. Die Planung der Konstellation begann im Jahre 2010 und soll am Ende mindestens 14 Satelliten umfassen, mit denen die optische Beobachtung der Erde in verschiedenen Spektralbereichen in mittelhoher Auflösung möglich ist. Weitere Gaofen-Satelliten liefern andere Arten von Umweltdaten, einschließlich Wetterradarbilder und Messungen von Atmosphärenparametern. Außerdem werden die Satellitenbeobachtungen im Rahmen des CHEOS-Programms durch Messungen von Stratosphären-Luftschiffen und Flugzeugen sowie terrestrische Messungen ergänzt. Weitere Informationen:
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Gaofen-2 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 19. August 2014 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 4B vom Kosmodrom Jiuquan zusammen mit dem Experimentalsatelliten BRITE-PL-2 (Polen) in eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 620 km Höhe gebracht wurde. Die Bahnneigung beträgt 98°. Der dreiachsenstabilisierte Satellit ist mit zwei Multispektralkameras mit einer Auflösung von bis zu 80 Zentimetern im panchromatischen Bereich und 3,2 Metern bei Farbaufnahmen ausgerüstet. Die Schwadbreite beträgt 48 km, wobei die Kamera um etwa 35° jeder Seite geschwenkt werden kann. Die Bilder sollen zur Unterstützung im Katastrophen- und Umweltschutz oder der Agrarplanung dienen. Der Satellit wurde auf Basis des CS-L3000A-Satellitenbus der Chinese Academy of Space Technology (CAST) gebaut und ist für eine Missionsdauer von 5-8 Jahren ausgelegt. Weitere Informationen:
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Gaofen-3 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, dessen Start im August 2016 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 4C vom Kosmodrom Taiyuan (Provinz Shanxi) aus erfolgte. Als Nutzlast trägt der Satellit ein C-Band Radarinstrument mit synthetischer Apertur, das Bilder mit einer Auflösung von 1 Meter bei einer Bodenspur von 10 km erzeugen kann. Der Satellit wird für zivile Zwecke eingesetzt, z.B. zum Umweltmonitoring, vor allem zur Meeresbeobachtung und zur Katastrophenwarnung. Die räumliche Auflösung von Gaofen-3 variiert zwischen 1 und 500 Metern. Der 2.950 kg schwere Satellit arbeitet auf einer Umlaufbahn in 755 km Höhe mit einer Bahnneigung von 98° und hat eine geplante Missionsdauer von 8 Jahren. Am 22. November 2021 wurde ein zweites Exemplar (Gaofen-3-02) vom Jiuquan Satellite Launch Center im Nordwesten Chinas aus auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 755 km Höhe gebracht. Gaofen 3-02 wird mit dem ursprünglichen Gaofen-3-Satelliten zusammenarbeiten und sich auf die Meeresbeobachtung mit einer Bildauflösung von einem Meter konzentrieren. Gaofen 3-02 besitzt zusätzlich zum Radar noch einen Empfänger für die Signale des Automatic Identification Systems von Schiffen, die er gleich an Bord in Echtzeit verarbeitet. Dies verbessert die Überwachung der von China beanspruchten Seegebiete in Bezug auf Fischereirechte etc. und dient auch zur Beobachtung von Schiffsunfällen und dadurch verursachten Umweltschäden. Am 6. April 2022 hat China das dritte Exemplar (Gaofen-3 03) vom Jiuquan Satellite Launch Center aus gestartet. Wieder erfolgte der Start mit einer Rakete vom Typ Langer Marsch-4C. Zusammen mit den zwei zuvor gestarteten Satelliten der Gaofen-3-Serie werden die drei Satelliten in einem Netzwerk arbeiten und ein "Himmelsauge" im Weltraum bilden. Die drei Satelliten, die gleichmäßig auf derselben Bahnebene verteilt sind, sollen zusammenarbeiten, um die Effizienz zu erhöhen, und die Erde alle 99 Minuten umkreisen. Die drei Satelliten sind in der Lage, fünfmal am Tag stabile, hochauflösende Radarbilder mit synthetischer Apertur vom selben Gebiet aufzunehmen.
Weitere Informationen:
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Gaofen-4 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 28. Dezember 2015 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 3B vom Kosmodrom Xichang auf eine geosynchrone Umlaufbahn in ca. 36.000 km Höhe gebracht und bei 105.5° Ost positioniert.wurde. GF-4 ist ausgerüstet mit einer im sichtbaren Bereich arbeitenden Kamera („staring imager“), die Objekte ab 50 m Größe aufzeichnen kann, sowie einer im infraroten Bereich arbeitenden Nutzlast mit einer Auflösung von 400 m. Weitere Informationen:
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Gaofen-5 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 9. Mai 2018 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 4C vom Kosmodrom Taiyuan ( Provinz Shanxi) auf eine polare Umlaufbahn in ca. 680 km Höhe gebracht wurde. GF-5 ist ausgerüstet mit sechs Instrumenten zur Erd- und Umweltbeobachtung. Dazu gehören ein bildgebendes Hyperspektralgerät (Advanced Hyperspectral Imager), ein Multispektralsensor für den sichtbaren und infraroten Bereich, ein Instrument zum Monitoring von Treibhausgasen, ein hyperspektraler Detektor zu Umweltuntersuchungen der Atmosphäre und eine Mehrfachwinkel-Polarisationskamera. So können umfassende Erkundungen gemacht werden, etwa über Boden und Gewässer, Mineralien und Gestein sowie luftverschmutzende Gase, Treibhausgase und Wetter. Ein zweites Exemplar (Gaofen 5-02) wurde im September 2021 gestartet. Weitere Informationen:
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Gaofen-6 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 2. Juni 2018 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 2D vom Kosmodrom Jiuquan gestartet und in einen Orbit von 634 km × 647 km Höhe und einer Bahnneigung von 98.05° gebracht wurde. Gaofen 6 ist im Prinzip baugleich mit Gaofen-1. Er verwendet aber eine andere Instrumentenausrüstung , bestehend aus einer panchromatischen/hyperspektralen Kamera mit einer Auflösung von 2/8 m und einer Weitwinkelkamera mit 16 m Auflösung und einer Schwadbreite von 800 km. Beide Kameras verwenden ein Anastigmat-Teleskop mit drei Spiegeln. Beide decken den Bereich von sichtbarem Licht bis NIR (Wellenlänge ~450-900 nm) ab. Gaofen-6 wird vor allem in der Forschung über landwirtschaftliche Ressourcen verwendet. Er kann den Chlorophyll- und anderen Nährstoffgehalt von Pflanzen beobachten und hilft bei der Schätzung der Ernteerträge von Pflanzen wie Mais, Reis, Sojabohnen, Baumwolle und Erdnüssen. Die Daten werden auch bei der Überwachung von Agrarkatastrophen wie Dürren und Überschwemmungen, bei der Bewertung von Landwirtschaftsprojekten und bei der Vermessung von Wald- und Feuchtgebieten eingesetzt. | ||
Gaofen-7 | Der am 3. November 2019 gestartete Gaofen-7 ist Chinas erster zivil genutzter 3D-Vermessungs- und Kartierungssatellit mit optischer Übertragung, der die Submetergrenze erreicht. Er kann 3D-Satellitenkarten im Maßstab 1:10.000 für Nutzer in China und in Ländern, die an der Initiative 'Neue Seidenstraße' teilnehmen, liefern. Der von der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie hergestellte Gaofen 7 ist eine Weiterentwicklung der stereoskopischen Kartografie-Satelliten vom Typ Ziyuan 3, besitzt aber eine dreimal so hohe Auflösung von 65 cm für digitale Orthofoto-Aufnahmen (DOM). Da für die höhere Auflösung eine aufwendigere Optik mit größerem Raumbedarf nötig war, konnte man auf dem Satelliten kein drei-Kamera-System unterbringen, sondern wählte stattdessen, wie bei der klassischen Stereoskopie, ein System mit nur zwei in einem Winkel zueinander montierten Kameras. Dazu kommt noch ein Laseraltimeter zur Erfassung der Topografie durch punktweise Entfernungsmessung mit einer vertikalen Auflösung von 30 cm. Mit den Daten dieses Satelliten wurde unter anderem eine genaue topografische Karte des Mount Everest im Maßstab 1:10.000 erstellt. Diese Karte wurde von der chinesischen Expedition verwendet, die am 27. Mai 2020 mithilfe aller vier damals verfügbaren Satellitennavigationssysteme eine präzise Bestimmung der Höhe des Berges unternahm. | ||
Gaofen-8 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 26. Juni 2015 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 4B vom Kosmodrom Taiyuan ( Provinz Shanxi) auf eine um 97,3° geneigte polare Umlaufbahn in ca. 490 km Höhe gebracht wurde. GF-8 besitzt einen hochauflösenden optischen Imager. Er dient zur Landbeobachtung, Katastrophenhilfe, Kartierung von Landwirtschaftsflächen, Stadt- und Straßenplanung. Weitere Informationen:
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Gaofen-9 | Chinesischer Erdbeobachtungssatellit, der am 14. September 2015 mit einer Trägerrakete Langer Marsch 2D vom Kosmodrom Jiuquan auf eine leicht elliptische Umlaufbahn mit einem Perigäum von 620 Kilometern und einem Apogäum von 665 Kilometern gebracht wurde, bei einer Bahnneigung von 98 Grad. Vermutlich ist GF-9 seinem Vorgänger GF-8 ähnlich. Die bildgebende Nutzlast ist in der Lage, Bilder der Erde mit einer räumlichen Auflösung von 0,5 m (panchromatisch) oder 2 m (multispektral) aufzunehmen. Einsatzgebiete des Satelliten liegen vor allem in den Bereichen Stadtplanung, Straßenbau und Landvermessung. Weitere Informationen:
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Gaofen-10 | Der von der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie entwickelte und gebaute Mikrowellen-Fernerkundungssatellit Gaofen 10 sollte an sich bereits am 31. August 2016 gestartet werden. Aufgrund einer Fehlfunktion der 3. Stufe der ebenfalls von SAST hergestellten Trägerrakete Changzheng 4C konnte er jedoch die Umlaufbahn nicht erreichen. Beim zweiten Versuch mit dem Ersatzsatelliten Gaofen 10R am 4. Oktober 2019 gelang der Start. Der Satellit ist wie Gaofen 8 primär für die Planung von Infrastrukturprojekten im Rahmen der Neuen Seidenstraße gedacht, aber auch für die Modernisierung der Landesverteidigung der Partnerländer. Seine Auflösung liegt bei 50 cm. | ||
Gaofen-11 | Gaofen-11 ist ein hochauflösender optischer Erdbeobachtungssatellit, der am 31. Juli 2018 mit einer CZ-4B-Rakete vom chinesischen Raumfahrtzentrum Taiyuan aus gestartet wurde. Ein zweiter Satellit, Gaofen 11-02, folgte am 7. September 2020, ein drittes Exemplar, Gaofen 11-03, am 11. November 2021. Die Gaofen-11-Satelliten befinden sich in einer sonnensynchronen Umlaufbahn mit einem Perigäum von etwa 450 Kilometern, einem Apogäum von rund 690 Kilometern und einer Neigung von 97,4 Grad. Die ersten beiden der von der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie hergestellten Satelliten vom Typ Gaofen 11 waren primär für Seidenstraßenprojekte gedacht. Der am 20. November 2021 gestartete dritte Satellit der Serie dient dagegen der Stadtplanung und dem Straßenbau innerhalb Chinas. Neben einer optischen Kamera mit einer Auflösung von 10 cm besitzen diese Satelliten auch Geräte zur sicheren und schnellen Datenübertragung bei besagten Projekten, sowohl zwischen Boden und Satellit als auch von einem Satelliten zu einem Tianlian-Relaissatelliten. Diese von der Akademie für Weltraumkommunikation entwickelten Geräte für Zweiwegkommunikation ermöglichen eine Verarbeitung großer Datenmengen im Orbit, was einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der – in beiden Richtungen gleich schnellen – Übertragungsgeschwindigkeit leistet. | ||
Gaofen-12 | Gaofen-12 ist ein Mikrowellen-Fernerkundungssatelliten mit einer Auflösung von 50 cm, ähnlich wie bei der fehlgeschlagenen Mission Gaofen-10. Er hat im Rahmen des Projekts 'Neue Seidenstraße' dieselben Aufgaben wie jener Satellit, verfügt jedoch zusätzlich auch über Kommunikationsgeräte wie der ein Jahr vorher gestartete Gaofen 11. Der von der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie hergestellte Gaofen 12 wurde am 27. November 2019 mit einer CZ-4C-Rakete vom chinesischen Raumfahrtzentrum Taiyuan aus gestartet. Der am 30. März 2021 gestartete Gaofen 12-02 ist dagegen nicht für die Neue Seidenstraße gedacht, sondern für eine Bestandsaufnahme des chinesischen Territoriums, für Stadtplanung, für die Klärung von strittigen Bodennutzungsrechten – in China gehört alles Land dem Staat, Land-„Besitzer“ haben nur ein erbpachtähnliches Nutzungsrecht (meist für 70 Jahre) – Straßenplanung, Erntemengenabschätzung sowie den Einsatz bei Waldbränden und Überschwemmungen, möglichst zur Vermeidung dieser Ereignisse durch Überwachung der Vegetationsfeuchtigkeit etc., aber auch zur Koordinierung der Rettungskräfte bei von Rauchschwaden oder Wolken bedecktem Himmel, durch die das Radar hindurchblicken kann. | ||
Gaofen-13 | Gaofen-13 ist ein geostationärer Erdbeobachtungssatellit aus der Gaofen-Reihe chinesischer ziviler Fernerkundungssatelliten. Bislang sind keine Einzelheiten bekannt, aber es wird vermutet, dass er eine verbesserte Version des Gaofen-4-Satelliten ist, mit einem deutlich größeren optischen System und einer Auflösung von 15 m. Wahrscheinlich handelt es sich jenen Satelliten, der sich Berichten zufolge bei CAST in der Entwicklung befunden hat. Der Satellit befindet sich auf der Position 117,9° Ost in knapp 36.000 km Höhe. Sein Start erfolgte am 11.10.2020 an Bord einer Langer-Marsch-3B-Rakete von der Raumfahrtbasis Xichang in der Provinz Sichuan im Südwesten Chinas. Der Satellit wird der wirtschaftlichen Entwicklung dienen, indem er Informationsdienste bereitstellt, er wird vor allem für die Landvermessung, die Schätzung von Ernteerträgen, den Umweltschutz, die Wettervorhersage und -warnungen sowie für die Katastrophenvorbeugung und -minderung eingesetzt werden. | ||
Gaofen-14 | Gaofen-14 ist ein optischer Fernerkundungssatellit für kartographische Zwecke im Rahmen von Projekten der Neuen Seidenstraße. Er kann weltweit sowohl Orthofoto- als auch hochpräzise Stereobilder machen, mit denen digitale topografische Karten und digitale Höhenmodelle – sowohl Oberflächenmodelle als auch Geländemodelle – erstellt werden. Der Start erfolgte am 6.12.2020 mit einer CZ-3B/G5-Trägerrakete auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 482 km × 495 km Höhe und einer Bahnneigung von 97,36°. |