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Weltraum

Damit die Schweizer Armee ihre Aufgaben wahrnehmen kann, ist sie bereits heute auf Leistungen aus dem Weltraum angewiesen. Um dies zu ermöglichen erforscht, entwickelt und erprobt der Bereich Weltraum modernste Weltraumtechnologien zur Nachrichtenbeschaffung, Führungsunterstützung, Präzisionsnavigation und Synchronisation. Damit ermöglichen wir den Aufbau der notwendigen operationellen Fähigkeiten im Weltraum sowie möglicher Alternativen.

GPS oder Wettersatellit in der Erdumlaufbahn

Unsere Kompetenzen

Icons der verschiedenen Kompetenzen des Bereichs Weltraum

Unsere Projekte

Fähigkeitsorientierte Forschung

Lagebild Weltraum

Die GPS-Satelliten drehen sich um die Erde.

Aufgrund der steigenden militärischen Nutzung des Weltraums ist es auch für die Schweizer Armee zwingend notwendig, eine genaue Kenntnis der Situation und der Vorgänge im Weltraum zu haben. Aus diesem Grund untersuchen wir verschiedene Technologien und Methoden zur Beschaffung, Verarbeitung und Fusionierung sowie Visualisierung von Weltrauminformationen.

Tracking und Vorhersage von Satellitenpositionen

Leuchtende Bahnen der Orbite, welche die Erde umkreisen

Für die Planung von militärischen Operationen und Manöver benötigt die Truppe eine zuverlässige Vorhersage des Weltraumlagebilds in der Zukunft. Sie muss wissen, wann sich welcher Satellit wo befinden wird, und welche Fähigkeiten dieser Satellit aufweist (resp. welche Objekte damit aufgeklärt werden können). Um der Armee diese Planungsgrundlage zur Verfügung zu stellen, erforschen wir verschiedene Technologien zum aktiven und passiven Tracking sowie der zuverlässigen Vorhersage von Satellitenpositionen in der Zukunft. Dies erfolgt einerseits durch aktive Vermessung mit optischen oder elektromagnetischen Methoden aber auch durch Verwendung von Open Source Daten oder Daten aus Partnerschaften mit ausländischen Streitkräften. Die gewonnenen Daten werden unter anderem mit Algorithmen des maschinellen Lernens analysiert um Zustand, Absichten oder Manöver von Satelliten beurteilen zu können.

Weltraumanwendung Satellitenkommunikation

Drei Kommunikations-Satellitenschüsseln bei Gewitter.

Die Truppe benötigt die Fähigkeit, eigene Kräfte in allen Lagen mit redundanten Kommunikationsmitteln zu vernetzen. Satellitengestützte Kommunikation schafft in diesen Fällen eine mögliche Redundanz. Aus diesem Grund erforschen wir die Satellitenkommunikation mit all ihren Anwendungen und beurteilen das Leistungsvermögen aber auch die Grenzen moderner kommerzieller Satelliten und Satellitenkostellationen. Zusätzlich analysieren und bewerten wir die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit von satellitengestützten Verbindungen in unterschiedlichen Ausprägungen (z.B. geostationäre vs. niedrige Erdumlaufbahn). 

Weltraumanwendung Bild- und Signalaufklärung

GPS oder Wettersatellit in der Erdumlaufbahn

Für die Erfüllung ihres Auftrages und zur Abdeckung der eigenen Interessenräume benötigt die Armee Informationen und Daten aus dem Weltraum. Dabei stehen Fähigkeiten im Bereich Bildaufklärung (IMINT) und Signalaufklärung (SIGINT) im Vordergrund. Unsere Forschung im Bereich Bild- und Signalaufklärung konzentriert sich auf die Beurteilung des Leistungsvermögens und der Grenzen moderner Satellitenaufklärung sowie der Einschätzung der Leistungsfähigkeiten neuer (kommerzieller) Satelliten bzw. Satellitenkonstellationen. Mit den technologischen Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens liegt ein weiterer Fokus auf der Beurteilung der Möglichkeiten und Grenzen in der Automatisierung der Satellitenbildauswertung, insbesondere in der Signaturerkennung im EO-, IR- und SAR-Bereich. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Bewertung der Nutzung von modernen Software definierten Empfängern.

Weltraumanwendung Satellitennavigation

Ein Satellit wird im Labor untersucht

Nahezu alle militärischen Systeme sind heute auf permanente und präzise Positions-, Navigations- und Zeitsignale angewiesen, welche durch die verschiedenen Global Navigation Satellite Systems (GNSS) bereitgestellt werden. Aufgrund dieser grossen Abhängigkeit befassen wir uns intensiv mit dem Erkennen und Absichern von gezielten Störungen der GNSS Signale (Jamming und Spoofing), der Prüfung der Qualität bzw. Integrität der Signale, dem Umgang mit schwachen und verfälschten Signalen und der Verwendung von GNSS ähnlichen Signalen aus anderen erd- oder luftgestützten Quellen. Zudem erforschen wir auch Alternativen zu GNSS z.B. Navigation mittels Funksignalen, bildbasierten Informationen oder anderen Sensordaten.

Entscheidungsunterstützung

Überwachung der Technologie und Marktentwicklung

Rakete fliegt durch die Wolken auf Mondlicht 3d illustration

Wie in vielen anderen technischen Bereichen schreitet auch in der Raumfahrt der technologische Fortschritt zunehmend schneller voran. Darüber hinaus nutzen nicht mehr nur große Staaten und Regierung den Weltraum, sondern vor allem visionäre Unternehmer treiben die Entwicklungen im sogenannten «New Space» massiv voran. Im Auftrag der Armee überwachen wir deshalb die nationalen und internationalen Entwicklungen und zeigen mögliche Auswirkungen auf die Aufgabenerfüllung sowie Vorhaben der Armee in der Operationssphäre Weltraum auf. Dabei stehen technische Machbarkeit, Verfügbarkeit, Einsetzbarkeit, Kosten und Abhängigkeit im Zentrum.

Weltraumfähigkeiten in der Schweiz

Ein Team von Ingenieuren arbeitet am Bau eines Satelliten. Internationale Weltraummission der Agentur für Luft- und Raumfahrt: Verschiedene Wissenschaftlergruppen entwickeln Raumfahrzeuge und berechnen die Flugbahn im Orbit am Computer

Als Gründungsmitglied der europäischen Raumfahrtbehörde ESA verfolgt die Schweiz seit den 70er Jahren aktiv Bestrebungen im Weltraum. Infolgedessen hat sich eine Vielzahl von Organisationen und Unternehmen in den verschiedensten Anwendungsbereichen in der Schweiz etabliert. Im Rahmen des Fähigkeitsaufbaus im Bereich Weltraum erstellen und unterhalten wir im Auftrag der Armee eine Übersicht der Institutionen und ihrer Fähigkeiten um ihr Potenzial zu identifizieren und bewerten.

Innovation

SitSat: Die Weltraumapplikation der Schweizer Armee

Screenshot des Demonstrators SitSat

Die erworbenen Informationen über das Lagebild des Weltraums sind erst dann von Bedeutung, wenn sie verschiedenen Einheiten der Armee und anderen relevanten Behörden zur Verfügung gestellt werden können. Um diesen Zweck zu erfüllen haben wir in Zusammenarbeit mit einem externen Partner die Anwendung SitSat («Situation des Satelliten») entwickelt. SitSat erlaubt es, die Situation aller bekannten Satelliten an einem beliebigen weltweiten Referenzort und in einem beliebigen Zeitfenster darzustellen und genauestens zu analysieren. Ebenfalls kann ermittelt werden, ob und in welchem Zeitfenster der ausgewählte Referenzort für einen Aufklärungssatelliten sichtbar ist und ob eine Verbindung zu einem Kommunikations- oder Navigationssatelliten möglich ist. Dabei berücksichtigt die Applikation sowohl die vorherrschenden Wetterbedingungen wie auch topografische Gegebenheiten. SitSat existiert einerseits als Webanwendung, um auf operativer Ebene ein umfassendes Lagebild zu erhalten und die operative Planung gezielt zu unterstützen. Andererseits liegt SitSat aber auch als Applikation für Tablets und Smartphones vor, um auf taktischer Ebene ein schnelles Lagebewusstsein zu erlangen und taktische Entscheidungen zu beschleunigen. 


armasuisse Wissenschaft und Technologie Fachbereich Forschungsmanagement und Operations Research
Dr. Ulrich Langer
Forschungsprogrammleiter
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