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SIR-C/X-SAR

Beschreibung des Radargerätes; ausgewählte Taktisch-technische Daten

Bild 1: SIR-C/X-SAR Antenne im Orbit (© 1994 NASA)

Bild 1: SIR-C/X-SAR Antenne im Orbit (© 1994 NASA)

Bild 1: SIR-C/X-SAR Antenne im Orbit (© 1994 NASA)

Technische Daten
Frequenzbereiche: L–Band C–Band X–Band
Wellenlänge: 0,235 m 0,088 m 0,031 m
Polarisation: VV, HH, VH, HV VV
Pulswiederholfrequenz (PRF): 1395…1736 Hz
Impulsdauer (τ): 33,8; 16,9; 8,5 µs   40 µs
Impulsleistung:      
Durchschnittsleistung:      
Senderbandbreite: 10, 20 und 40 MHz;
across-track resolution: 3.7 m 3.7 m 6.9 m
interferogram along track: 5.8 m 5.8 m 6.15 m
interferogram across track: 54 m 54 m 30 m
interferogram slant range resolution: ≈ 17 m ≈ 17 m ≈ 20 m
interferogram ground resolution: ≈ 22 m ≈ 22 m ≈ 28 m
Orbit: 225 km
platform velocity: 7255 m/sec
Umlaufzeit:  

SIR-C/X-SAR

SIR-C/X-SAR steht für Spaceborne Imaging Radar- C/X–band Synthetic Aperture Radar. Das SIR-C/X-SAR ist ein bildgebendes Radar, welches vom 09. – 20. April 1994 und vom 30. September bis  11. Oktober 1994 an Bord der Raumfähre „Endeavour“ die Erde umkreiste. Die Flughöhe betrug 215 km auf einer kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Bahnneigung von 57°. Das Radar arbeitete auf drei Sendefrequenzen parallel mit unterschiedlicher Polarization und bot eine Vielzahl von Beobachtungsmöglichkeiten der Erdoberfläche.

Das SIR-C/X-SAR bestehend aus der Radarantennenbaugruppe und die damit verbundenen Sender- und Empfängermodule befand sich im Laderaum des Space-Shuttles. Die gleichzeitig aufgenommenen Bilder von L- bis X-Band halfen den Wissenschaftlern einige Umweltprozesse wie die Vernichtung des Regenwaldes am Amazonas, die Ausbreitung der Wüste Sahara in südliche Richtung sowie die Rückhaltung der Bodenfeuchtigkeit im mittleren Westen der USA zu untersuchen.

Das SIR-C/X-SAR war ein Gemeinschaftsunternehmen der National Aeronautics and Space Administration (NASA), der Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA), jetzt Teil des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie der italienischen Weltraumagentur Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Es war ein bedeutender Schritt in der Reihe der satellitengestützten Radarbeobachtung, beginnend mit SEASAT im Jahre 1978, fortgesetzt durch SIR-A (1981) und SIR-B (1984) sowie den europäischen Satelliten ERS-1 und ERS-2. Es ist ein direkter Vorgänger des Forschungsprogramms Earth Observing System (EOS) der NASA.

Die Antennenstruktur des SIR-C/X-SAR besteht aus drei verschiedenen Antennen, eine im L–Band (λ = 23,5 cm), eine im C–Band (λ = 5,8 cm) und die dritte im X–Band (λ = 3,1 cm). Die L–Band- und die C–Bandantenne bestehen aus um 90° versetzten Strahlerelementen und können somit in linear horizontaler und vertikaler Polarisation senden und empfangen.

Die Antenne ist mit einem Gewicht von 10,5 Tonnen und den Maßen von 12 · 4 m das bis dahin größte und schwerste Gerät, welches in der Firma Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien je hergestellt wurde. Die Elektronik wurde im Auftrag der NASA in Zusammenarbeit mit der Firma Ball Communication Systems Division erstellt und erlaubt mit den Antennen im L- und im C-Band Messungen mit unterschiedlicher Polarisation. Beide Antennen sind aktive Phased Array Antennen die eine elektronische Strahlschwenkung ermöglichen und bestanden aus je drei Teilflächen mit je vier Teilfeldern. Jede einzelne Antennengruppe besteht aus einer Anzahl von kreuzweise angeordneten Strahlern in Streifenleitertechnik die durch ein separates Speisenetzwerk für die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen versorgt wurden.

Das Antennendiagramm wurde durch hunderte von kleinen Halbleitermodulen mit geringerer Sendeleistung geformt, die sich in der Oberfläche der Radarantenne befanden. Eine abgestimmte Phasendifferenz zwischen diesen Strahlern erlaubte die elektronische Schwenkung von ±23° rings um den nominal um 40° vom Nadir geschwenkten mechanischen Winkel.

Das SIR-C war ein Polarimetrisches Radar und sendete mit alternativ linear horizontaler und vertikaler Polarisation. Die Echosignale von diesen Sendeimpulsen wurden in zwei separaten Empfängern verarbeitet. Das SIR-C erlaubte so, bis zu vier verschiedene Kombinationen dieser Polarisation mit der dazugehörigen Kreuzpolarisation zu verarbeiten: HH (Horizontal gesendet, Horizontal empfangen), VV (Vertikal gesendet, Vertikal empfangen), HV und VH; sowie Bilder aus verschiedenen Phasendifferenzen aus diesen Polarisationen zu erstellen. Aus dieser Matrix der verschiedenen Polarisationsdaten konnten am Boden verschiedene interferometrische Bilder erstellt werden. Die polarimetrischen Daten lieferten detailliertere Informationen über die geometrische Struktur der Erdoberfläche, über deren Bewuchs sowie unterirdische Unregelmäßigkeiten als einfache helligkeitsmodulierte Bilder.

Das X-SAR Radar wurde durch Dornier in Zusammenarbeit mit Alenia hergestellt und arbeitete nur auf einer einzelnen Frequenz. Die X–Band Antenne besteht aus einem Hohleiter mit vielen kleinen Schlitzen als Strahler. Für die Ausrichtung auf einen Punkt der Erdoberfläche wurde dieser mechanisch geschwenkt.

Quelle: NASA – What was SIR-C/XSAR (1994 Space Shuttle Missions) ?

Geometric specifications