Von Gero von Randow

Rund 20 000 Kilometer über unseren Köpfen kreisen Navigationssatelliten, von Militärs in Ost und West einst für viel Geld nach oben befördert. Für die zivile Luftfahrt könnten die Signale der Trabanten, die bereits prestigesüchtigen Yachtbesitzern und Wanderern den Weg weisen, ein Glücksfall sein. Mit Satelliten ist nämlich im Prinzip überall eine reine Instrumentenlandung möglich, nicht nur dort, wo teure Landesysteme herkömmlicher Art installiert sind.

Ein deutscher Ingenieur hat das vor drei Jahren erstmals vorgemacht und demonstrierte damit weltweiten Vorsprung auf dem Gebiet der Satellitennavigation: Professor Gunther Schänzer, Leiter des Instituts für Flugführung an der TU Braunschweig. Sein Institut platzt aus allen Nähten; demnächst, hofft Schänzer, wird eine Kaserne frei, die er beziehen kann. Häßlicher als das jetzige Hauptgebäude kann die kaum sein, was kümmert’s ihn.

Heutige Verkehrsflugzeuge sind mit Navigationsinstrumenten reichlich bestückt. Seit gut vier Jahrzehnten gibt ihren Langstreckenflügen die Trägheitsnavigation rechte Orientierung. Sie beruht auf dem Effekt, den jeder kennt, der Auto fährt: Beim Gasgeben wirft uns eine Kraft zurück, beim Bremsen schleudert sie uns nach vorne. Instrumente für die Trägheitsnavigation (inertial navigation systems, INS) messen die Beschleunigungen des Flugzeugs anhand elektrischer Ströme, die nötig sind, um eine locker aufgehängte Masse ständig in der gleichen, schwebenden Position zu halten. Aus den ermittelten Beschleunigungen errechnet eine Elektronik Geschwindigkeiten und Positionen.

Mit der Zeit addieren sich die Ungenauigkeiten der INS-Angaben. Auf Interkontinentalflügen kann der Pilot mit INS wohl eine Region finden, nicht aber einen Flughafen: Nach etwa 10 000 Kilometer Flugstrecke vertut sich das System zuweilen um 200 Kilometer. Den Flughafen zeigt, auch wenn das Wetter keine Sicht zuläßt, eine Art Radioleuchtfeuer namens VDR/DME, und zwar mit einer Genauigkeit von etwa 200 Metern.

Für sichere Blindlandungen reicht das nicht. Deshalb sind einige Großflughäfen mit Gerät ausgestattet, das pro Landebahn mehrere Millionen Mark kostet: dem Instrument landing system (ILS). Seine UKW-Funkfeuer sind gebündelt, und in ihrer Mitte entsteht ein „Pfad“, der das Flugzeug auf die Landebahn leitet. Ärmere Länder können sich kein ILS leisten. Für deutsche Regionalflughäfen ist es gleichfalls zu teuer. So entsteht das Problem, daß gehetzte Piloten allzuoft genötigt sind, dort trotz schlechten Wetters fast blind zu landen.

ILS haben Macken. Beispielsweise stören reflektierte Strahlen und Radiosender die UKW-Signale. Ein Landesystem mit Mikrowellen (MLS) hätte diese Probleme nicht. Amerikanische Unternehmen entwickelten daher ein MLS, doch anders als erhofft ist es nicht billiger als ILS; in der Umrüstphase müßten Landebahnen und Flugzeuge zudem mit Geräten für beide Systeme betrieben werden. Das mögen die Luftfahrtgesellschaften nicht bezahlen, also zögern sie die Einführung von MLS hinaus. Sie hoffen auf die Satellitentechnik. Vor fünfzehn Jahren begannen die USA, Satelliten vom Typ Navstar in den Orbit zu schießen, sechzehn umkreisen mittlerweile die Erde. Sie führen Atomuhren und Mikrowellensender mit und senden ein Zeitsignal, das auf hundert Nanosekunden (milliardstel Sekunden) genau ist. Je weiter ein Satellit vom Empfänger entfernt ist, desto länger braucht das Signal zur Empfangsantenne. Die Umlaufbahnen sind bekannt, aus den gleichzeitig von vier Satelliten empfangenen Signalen lassen sich daher die drei Raumkoordinaten des Empfängerstandorts und die Zeit ermitteln.