Die ersten beiden Satelliten der In-Orbit-Demonstrationsmission Celeste LEO-PNT (Low Earth Orbit Positioning Navigation and Timing) sollen frühestens am 24. März mit einer Electron-Rakete vom Māhia Launch Complex des amerikanisch-neuseeländischen Unternehmens Rocket Lab in Neuseeland starten.
Celeste soll dazu beitragen, die europäischen Satellitennavigationsfähigkeiten zu verbessern. "Wir haben in Europa mit Galileo das beste Navigationssystem der Welt", sagte Roberto Prieto-Cerdeira, ESA-Projektleiter von Celeste, bei einem Pressebriefing am 12. März. "Aber globale Satellitennavigationssysteme sind aufgrund ihres Aufbaus in verschiedenen Situationen verletzlich. In bestimmten Umgebungen, z. B. bei hohen Gebäuden und in dichten städtischen Gebieten, sind sie anfällig für eine Signalunterbrechnung, sie sind auch anfällig für Effekte des Weltraumwetters. Und neuerdings sind sie immer häufiger Störungen durch Jamming und Spoofing ausgesetzt."
Niedrigere Latenz
Die Idee von Celeste ist, eine Satellitenkonstellation in einer erdnahen Umlaufbahn (LEO, Low Earth Orbit) zu platzieren, die das derzeitige Satellitennavigationssystem Galileo ergänzt und damit die allgemeine Robustheit erhöht, die Leistung verbessert und neue Dienste direkt aus dem LEO ermöglicht.
Die Galileo-Satelliten befinden sich in einem mittleren Erdorbit (MEO) in 23.200 Kilometern Höhe, die Celeste-Satelliten sollen in einer Höhe zwischen 500 und 560 Kilometern die Erde umrunden. Ein Vorteil in niedrigeren Umlaufbahnen ist beispielsweise die kürzere Signallaufzeit. Zudem kann bei gleicher Sendeleistung eine höhere Signalstärke erreicht werden. Stärkere Signale sind wiederum weniger anfällig gegen Interferenzen.
Mehr als 50 Unternehmen beteiligt
Celeste soll nach Angaben der Europäischen Raumfahrtagentur ESA ähnlich wie in den frühen Phasen des Galileo-Programms mit zwei Demonstrationssatelliten beginnen, um die zugewiesenen Frequenzanmeldungen zu sichern und bis zum Jahresende repräsentative Navigationssignale zu testen.
Die beiden ersten Satelliten – IOD-1 und IOD-2 – sind zwei große CubeSats (12U bzw. 16U) und wurden von zwei Konsortien entwickelt, die von GMV Aerospace and Defence (Spanien) und der italienischen Thales Alenia Space geführt werden. Insgesamt sind mehr als 50 Unternehmen aus mehr als 14 Ländern beteiligt, darunter sind auch deutsche Firmen. Beispielsweise nutzt Thales Alenia Space für seien 16U-CubeSat eine Plattform von German Orbital Systems (GOS) aus Berlin. Beim anderen Konsortium unter Leitung von GMV ist OHB in Deutschland Kernpartner. OHB hat viel Erfahrung im Bereich Satellitennavigation. Das Unternehmen mit Sitz in Bremen ist Hauptauftragnehmer der 34 Full-Operational-Capability-Satelliten des Galileo-Systems.
Der Celeste-CubeSat von Thales Alenia Space.
Vom Vertragsabschluss bis zum Start in knapp drei Jahren
Zu den neuen Technologien, die mit IOD-1 und IOD-2 erprobt werden sollen, gehören eine autonome präzise Bahnbestimmung, die von bodengestützter Infrastruktur unabhängig ist, sowie leistungsstärkere und schnellere Radionavigationssignale im L- und S-Band aus dem niedrigen Erdorbit.
Der Celeste-CubeSat von GMV.
Die In-Orbit-Demonstrationsphase der Celeste-Mission wurde bei der ESA-Ministeratskonferenz 2022 beschlossen und umfasst insgesamt elf Satelliten. Derzeit befinden sich nach Angaben der ESA acht größere Satelliten mit zusätzlichen Funktionen – neuartige Signale und neue Frequenzbänder – in der Entwicklung, GMV und Thales Alenia Space sind für jeweils vier davon verantwortlich.
Weitere Starts ab 2027
Um die Leistung des bestehenden Galileo-Systems zu verbessern, sollen zusätzliche Signale genutzt werden, möglicherweise mit anderer Leistung, so Prieto-Cerdeira. Es gehe nicht darum, die Genauigkeit von Galileo zu verbessern. "Die Absicht ist, die hohe Genauigkeit schneller zu erreichen", sagt der ESA-Projektleiter von Celeste. Für mehr Resilienz soll einerseits die höhere Anzahl an Satelliten sorgen, zum anderen aber Signale in unterschiedlichen Frequenzbändern. Man werde Signale in niedrigeren Frequenzbändern (z. B. UHF-Band) untersuchen, um Navigation in Gebäuden zu ermöglichen. Im S-Band wolle man die Kapazität von Mobilfunkchips im Weltraum und 5G- und 6G-Lösungen für die breite Öffentlichkeit ausschöpfen und in den höheren Bändern für Transport, kritische Infrastruktur und berufliche Nutzer.
"Zusätzlich zu den acht Satelliten wird ein weiterer Satellit mit einer Nutzlast ausgestattet, um miniaturisierte Atomuhren an Bord sowie andere Technologien zu testen", so Prieto-Cerdeira. Ab 2027 sind weitere Starts im Rahmen des Programms möglich.
Nach der In-Orbit-Demonstration folgt die In-Orbit-Vorlaufphase, die vom Ministerrat der ESA im November 2025 genehmigt wurde. Diese zweite Phase konzentriert sich auf Technologieentwicklung, Industrialisierung und Validierung im Orbit, um ein mögliches operationelles System als Teil der Satellitennavigationsinfrastruktur der Europäischen Union zusammen mit Galileo und EGNOS vorzubereiten und potenzielle kommerzielle Initiativen zu unterstützen.
