Der Krieg in der Ukraine hat die Macht von Satellitenbildern auf neue Weise hervorgehoben und bereits die Art und Weise verändert, wie das Militär die Orbitalaufklärung taktisch einsetzt und die öffentliche Wahrnehmung verändert. Als Russland beispielsweise zunächst eine Invasion in der Ukraine plante, kaufte die Regierung der Vereinigten Staaten mehr kommerzielle Satellitenbilder der Öffentlichkeit und der Ukraine einen Informationsfluss in beispiellosem Ausmaß zu bieten, der keinen Raum für Fragen über die Absichten Russlands lässt. In der sich entwickelnden Landschaft der Satellitenbilder für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung wird die strategische Bedeutung einer sehr niedrigen Erdumlaufbahn (VLEO) immer deutlicher. Insbesondere sind Satelliten, die in der halben Höhe fliegen wie herkömmliche Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO), üblicherweise 250 bis 350 km, doppelt so nah am Geschehen am Boden und daher besser in der Lage, es zu beobachten. Die Möglichkeit, Satelliten näher an der Erde zu positionieren, hat insbesondere für Militär- und Geheimdienstoperationen neue Möglichkeiten eröffnet. Während die Umrundung in dieser Höhe mit technischen Herausforderungen verbunden war, die es zu bewältigen galt, werden nun die Früchte der Forschungs- und Entwicklungsarbeit geerntet. VLEO ist jedoch keine wirklich neue Domäne.

Zu den ersten Vorstößen der USA in die weltraumgestützte Aufklärung während des Kalten Krieges gehörte das Corona-Satellitenprogramm. Im Jahr 1960 wurde ein U-2-Spionageflugzeug der Luftwaffe von einer Boden-Luft-Rakete abgeschossen, als es Bilder über der Sowjetunion sammelte, was die Pläne der USA beschleunigte, mit der Erfassung von Luftbildern von Satelliten statt von Flugzeugen aus zu beginnen. Corona wurde in den 1960er und frühen 1970er Jahren gestartet und war eine Familie strategischer Aufklärungssatelliten, die von der CIA in Zusammenarbeit mit der Luftwaffe beschafft und betrieben wurden. Bei diesen Satelliten handelte es sich in Wirklichkeit um modifizierte Oberstufen von Agena-Raketen, die mit Kameras ausgestattet waren und in VLEO-Höhen flogen – üblicherweise unter 150 km. Zu dieser Zeit gab es noch keine Digitalkameras, daher wurden die Filme in Satellitenrückführungsfahrzeugen zur Erde zurückgeworfen, die dann von Geheimdienstanalysten in den USA geborgen und verarbeitet wurden. Die Umwandlung von Raketen in Satelliten war damals jedoch kein neuartiger Ansatz für VLEO heute praktisch.

In den letzten Jahren haben die USA (darunter mehrere inländische Unternehmen und Labore wie das MIT Lincoln Laboratory), die Europäische Union, Japan und China moderne VLEO-Demonstrationen durchgeführt. Wichtige Fortschritte haben VLEO-Satelliten in den folgenden Bereichen ermöglicht: elektrischer Antrieb, Navigation, Bordcomputer und kostengünstige digitale Bilder. Einige bemerkenswerte moderne VLEO-Missionen waren der Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer der Europäischen Weltraumorganisation, der von März 2009 bis November 2013 in Betrieb war. Er wurde entwickelt, um die Schwerkraft der Erde in einer Höhe von etwa 255 km zu kartieren. Als nächstes flog 2017 die japanische JAXA ihren Super Low Altitude Test Satellite, der Sensoren und eine Kamera trug. Es schloss seine Mission im Jahr 2019 ab. Vor kurzem vergab die Europäische Weltraumorganisation das Skimsat-Programm an Thales Alenia Space und Redwire, das darauf abzielt, die Kosten für Erdbeobachtungen durch den Betrieb im VLEO zu senken.

Aufgrund dieser Fortschritte und Demonstrationen werden nationale Sicherheitsmissionen bald in der Lage sein, VLEO zu nutzen, um Bilder mit höherer Auflösung freizugeben und gleichzeitig die Kosten zu senken. Durch den Einsatz kleinerer Trägerraketen können die Kosten gesenkt werden; Verwendung handelsüblicher Kameras, die nicht die strahlungsbeständige Elektronik benötigen, die für den Betrieb in höheren Umlaufbahnen erforderlich ist; und weil keine großen Optiken erforderlich sind, um die größeren Höhen von LEO auszugleichen. Beim Betrieb im VLEO geht es jedoch nicht nur um eine höhere Auflösung und Kosteneinsparungen, sondern auch um eine einzigartige Abmilderung der wachsenden Bedrohung durch Weltraummüll im LEO.

Trümmer und weggeworfene Phasen aus einer schnell wachsenden Zahl kommerzieller Starts tragen zum Problem der Trümmer in der Umlaufbahn bei. Das vielleicht ergreifendste Beispiel war der russische Anti-Satelliten-Raketentest. In einer rücksichtslosen Tat feuerte Russland am 15. November 2021 eine Rakete in den Weltraum ab, die seinen eigenen Satelliten ins Visier nahm und zerstörte, wodurch eine Trümmerwolke entstand, die später das Leben von Astronauten (und russischen Kosmonauten) an Bord der Internationalen Raumstation bedrohte. Wie wir in der Branche wissen, haben viele Gelegenheits-Weltraumfans durch den Film erfahren Schwerkraftkollidierende Objekte in LEO können kaskadierende Kettenreaktionen verursachen. Die Trümmerwolke in LEO-Umlaufbahnen kann ein Jahrzehnt oder länger bestehen bleiben. VLEO ist jedoch selbstreinigend. Trümmer und nicht angetriebene Satelliten gelangen auf natürliche Weise wieder in die obere Erdatmosphäre und lösen sich sicher auf, normalerweise innerhalb weniger Tage, wodurch das Risiko für andere betriebsbereite VLEO-Satelliten erheblich verringert wird.

Auch Konkurrenten in der Nähe von Konkurrenten haben die Vorteile von VLEO erkannt und Programme gestartet, um die Vorteile der Domain zu nutzen. Die China Aerospace Science and Industry Corporation, ein wichtiger Akteur im chinesischen Verteidigungssektor, hat Pläne angekündigt eine Konstellation von VLEO-Satelliten einzusetzen. Diese Satelliten, die in Höhen zwischen 150 und 300 Kilometern kreisen, stellen einen bedeutenden Schritt in Chinas Bestreben dar, seine Fernerkundungskapazitäten zu stärken, und versprechen eine Bildgebung mit höherer Auflösung und eine schnellere Datenübertragung. 

General James Dickinson, der ehemalige Kommandeur des United States Space Command, veröffentlichte 2021 seine strategische Vision mit dem Titel „Nie ein Tag ohne Platz, was hervorhebt, dass „unsere Konkurrenten versuchen, unseren uneingeschränkten Zugang zum Weltraum zu verhindern und unsere Freiheit, im Weltraum zu operieren, zu verweigern.“ Wie bereits erwähnt, ist der Wert, den VLEO den USA und ihren Verbündeten bietet, zu groß, um ihn zu verlieren. Die Kombination aus hochauflösenden Bildern, innovativen Antriebssystemen und dem Nachhaltigkeitsaspekt von VLEO-Operationen macht sie zu einem entscheidenden Bereich für die Zukunft von Verteidigungs- und Geheimdienstoperationen. Während sich diese Entwicklungen entfalten, ist VLEO bereit, eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Dynamik weltraumgestützter Verteidigungsstrategien zu spielen.

Spence Wise ist Senior Vice President, Missions and Platforms bei Redwire Corporation, einem globalen Raumfahrtinfrastruktur- und Innovationsunternehmen, das zivile, kommerzielle und nationale Sicherheitsprogramme ermöglicht. Spence hat mehr als 15 Jahre damit verbracht, innovative Weltraumtechnologien und -architekturen zu entwickeln, zu kommerzialisieren und sich dafür einzusetzen, um wichtige nationale Sicherheitsmissionen zu unterstützen.

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• Quelle: https://spacenews.com/eyes-sky-increasing-importance-very-low-earth-orbit-vleo-national-security/