Das Delta-DOR-Verfahren (englisch: Delta Differential One-way Ranging) zur interplanetaren Navigation basiert auf einer einfachen, aber effektiven Idee. Zwei weit auseinanderstehende Empfangsantennen oder Radioteleskope verfolgen simultan eine Raumsonde und ermitteln dabei die Zeitdifferenz der Momente, zu denen das Signal an den zwei Stationen ankommt. Im Prinzip entspricht dies der Differenz einer Laufzeitmessung, aus der eine Entfernungsdifferenz ermittelt werden kann.
Die Technik, um diese Entfernungs- bzw. Zeitdifferenz zu ermitteln, heißt Differential One-way Range (DOR). Theoretisch hängt diese Differenz nur von den Positionen der beiden Antennen und des beobachteten Raumschiffs ab. Jedoch gibt es etliche Störeinflüsse:
Das Delta-DOR-Verfahren kann diese Fehler großteils eliminieren, indem ein Quasar in Richtung der Raumsonde (innerhalb von 10°) zur Korrektur benutzt wird.
Die Richtung des Quasars ist durch vorherige Messungen mittels VLBI sehr genau bekannt, mit einer Genauigkeit von nur einem 50 Milliardstel Grad. Die Entfernung zur Raumsonde wird ermittelt, indem man die Zeit misst, die ein Radiosignal zur Sonde und zurück zur Erde benötigt. Die Doppler-Verschiebung des Signals wiederum ergibt die relative Geschwindigkeit entlang der Sichtlinie. Zur Steuerung der Raumsonde wird jedoch die echte Geschwindigkeit im Raum benötigt. Bisher wurde dazu die Bewegung der Sonde gegenüber dem Himmelshintergrund über mehrere Tage beobachtet (?). Im Prinzip wird die vom Radiosignal des Quasars gemessene Zeitdifferenz (das Delta) von der Zeitdifferenz der Raumsonde abgezogen. Das Delta-DOR-Verfahren ist v. a. deshalb so genau, weil der Fehler bei der Messung der Raumsondenposition durch den gleichartigen Fehler bei der Quasarposition korrigiert werden kann.
Das Verfahren kam bei den NASA-Raumsonden Phoenix und den beiden Mars Exploration Rovers und bei den ESA-Sonden Venus Express und Rosetta zum Einsatz. [1] [2] [3] [4]
