Ariane-5-Start mit zwei Kommunikationssatelliten

Am 5. Oktober 2016 um 22:31 Uhr MESZ zu Beginn eines eine Stunde und fünfzehn Minuten langen Startfensters startete vom Raumfahrtgelände Kourou in Französisch-Guayana eine Ariane-5-Trägerrakete mit zwei Satelliten an Bord. Die Erdtrabanten für die Indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) und den Kommunikationsnetzbetreiber NBN (National Broadband Network) aus Australien wurden nach rund einer halben Stunde Flug erfolgreich ausgesetzt.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Airbus Defence and Space, Arianespace, ISRO, Space Systems/Loral.

Verwendet wurde eine Ariane-5-ECA, die von der Startrampe ELA-3 zum fünften Flug einer Ariane 5 im Jahr 2016 abhob. Transportiert wurden bei der Mission VA231 der Kommunikationssatellit Sky Muster II (Masse beim Start 6.405 Kilogramm, unbetankt 3.573 Kilogramm) für Australien und der indische Kommunikationssatellit GSAT 18 (Startmasse 3.404 Kilogramm, unbetankt 1.480 Kilogramm).

Beide Satelliten waren zusammen unter einer 17 Meter hohen Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5,4 Metern untergebracht. Sky Muster II wurde als erster der Satelliten etwa 28 Minuten nach dem Start ausgesetzt, er saß zuoberst auf der Nutzlasttragstruktur SYLDA (SYLDA ist die Abkürzung von “Système de Lancement Double Ariane”, Ariane-Doppelstartvorrichtung). Nach Abstoßen der SYLDA wurde GSAT 18 nach Angaben der ISRO etwa 32 Minuten und 28 Sekunden nach dem Start freigegeben.

Die neuen Satelliten werden aus dem Geotransferorbit (GTO) mit einem geplanten Perigäum von 250 km über der Erde (erreicht 250,2 km, Schätzung Arianespace) und einem geplanten Apogäum von 35.957 km über der Erde (erreicht 35.965 km, Schätzung Arianespace) mit eigenen Antrieben den Geostationären Orbit (GEO) ansteuern. Die Antriebe müssen auch den Abbau der Rest-Inklination, der verbliebenen Neigung der Bahn gegen den Erdäquator, von geplanten 6 bzw. erreichten 6,01 Grad bewerkstelligen. Die ISRO nennt für GSAT 18 einen erreichten Absetztorbit von 251,7 x 35.888 km mit 6 Grad Bahnneigung, ein erstes Bahnanhebungsmanöver soll der Satellit außerdem bereits hinter sich gebracht haben.

Bei GSAT 18 handelt es sich um ein in Indien auf Basis des Satellitenbus’ I-3K entworfenes und gebautes Raumfahrzeug, dessen Grundkörper Maße von rund 2,0 auf 1,77 auf 3,1 Metern aufweist. Der dreiachsstabilisierte Satellit ist dazu gedacht, den indischen Subkontinent von einer Position bei 74 Grad Ost im Geostationären Orbit mit einer Bandbreite von Kommunikationsdiensten zu versorgen. Dementsprechend ist die maximal 4.600 Watt leistende Kommunikationsnutzlast von GSAT 18 mit 24 C-Band-Transpondern, 12 Transpondern für das erweiterte C-Band und 12 K_u-Band-Transpondern ausgestattet. Außerdem hat man den Satelliten mit einer K_u-Band-Bake versehen, die eine vereinfachte Ausrichtung von Antennen am Boden auf den Satelliten ermöglichen soll.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme von GSAT 18 erfolgt durch zwei Solarzellenausleger, die sich aus jeweils drei Segmenten zusammensetzen und dem Raumfahrzeug eine Spannweite von rund 15,50 Metern geben. Am Ende der projektierten Einsatzdauer von 15 Jahren sollen die Solarzellenausleger von GSAT 18 noch rund 6.474 Watt elektrische Leistung bereitstellen können. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit zwei Lithium-Ionen-Akkumulatorensätze mit einer Kapazität von jeweils 144 Amperestunden.

Um seine Position im GEO erreichen zu können, ist GSAT 18 mit einem mit Monomethylhydrazin (MMH) und einer Mischung von Stickstoffoxiden (MON-3, Stickstofftetroxid mit 3% Stickstoffmonooxid) betriebenen, 440 Newton starken Apogäumsmotor ausgestattet.

GSAT 18 ist als Ersatz für INSAT 3C (NORAD Katalognummer 27.298, gestartet 2002) und INSAT 4CR (NORAD 32.050, gestartet 2007). gedacht. INSAT 3C war für eine Auslegungsbetriebsdauer von elf Jahren vorgesehen, INSAT 4CR ebenfalls. Allerdings wird die tatsächlich mögliche Betriebszeit von INSAT 4CR geringer sein – bei seinem Start arbeitete die Trägerrakete (GSLV-F04) nicht wie vorgesehen, und der Satellit musste den nach dem Start erreichten im Apogäum um 1.265 Kilometer zu niedrigen Orbit unter Verwendung eigener Treibstoffreserven kompensieren. Zwischenzeitlich waren mindestens sechs Jahre als mögliche Betriebsdauer für INSAT 4CR genannt worden.

Erste Signale von GSAT 18 sind nach Angaben der ISRO im als MCF für Master Control Facility bezeichneten Satellitenkontrollzentrum im indischen Hassan eingetroffen und sprächen dafür, dass der Satellit den Transport ins All gut überstanden habe.

Bei Sky Muster II handelt es sich um ein von Space Systems / Loral (SSL) aus Palo Alto im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien auf Basis des Satellitenbus´ 1300 entworfenes und gebautes Raumfahrzeug, dessen Grundkörper Maße von rund 8,5 auf 3,5 auf 3 Meter aufweist. Ursprünglich hieß der Satellit NBN Co 1B, wurde jedoch nach einem Wettbewerb von NBN umbenannt.

Der dreiachsstabilisierte Satellit ist dazu gedacht, Empfänger in Australien und auf den Inseln in der Region von einer Position zwischen 135 und 150 Grad Ost im GEO mit breitbandigen Datenverbindungen zu versorgen. Dementsprechend ist die über zehn Kilowatt leistende Kommunikationsnutzlast von Sky Muster mit 202 K_a-Band-Transpondern ausgestattet, die 101 Ausleuchtzonen bedienen sollen. Darunter sind Ausleuchtzonen für die Inseln Christmas, Cocos, Lord Howe, Norfolk und Macquarie.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme von Sky Muster II erfolgt durch zwei Solarzellenausleger, die dem Raumfahrzeug eine Spannweite von rund 26 Metern geben. Am Ende der projektierten Einsatzdauer von über 15 Jahren sollen die Solarzellenausleger von Sky Muster II noch mindestens 16,4 Kilowatt elektrische Leistung bereitstellen können. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit drei Lithium-Ionen-Akkumulatorensätze.

Der mit Monomethylhydrazin (MMH) und einer Mischung von Stickstoffoxiden (MON-3, Stickstofftetroxid mit 3% Stickstoffmonooxid) betriebene Apogäumsmotor von Sky Muster II besitzt einen Nominalschub von 455 Newton. Er wird für die Anhebung und Zirkulisation der Bahn des Satelliten benötigt. Dabei wird ein großer Teil der rund 2.700 Kilogramm Treibstoffe an Bord von Sky Muster II verbraucht werden.

Für die Lageregelung sowie das Halten oder Verändern der Position des Satelliten besitzt der Satellit außerdem eine Anzahl von 22 Newton starken, MMH und MON-3 verwendenden Zweistofftriebwerken sowie elektrische Triebwerke des Typs SPT-100 (SPT steht für stationary plasma thruster) bzw. SPD-100 vom russischen Konstruktionsbüro Fackel bzw. Fakel aus Kaliningrad. Die elektrischen Triebwerke verwenden das Edelgas Xenon als auszustoßende Stützmasse. Sie haben einen Schub von jeweils nur 83 Millinewton (80 Millinewton bei 1,5 Kilowatt Leistungseingang), lassen sich jedoch sehr ausdauernd einsetzen.

Am Tag nach dem Start, dem 6. Oktober 2016, gab SSL bekannt, dass Sky Muster II erste Manöver im Weltraum erfolgreich absolviert habe. Die Solarzellenausleger konnten laut SSL erfolgreich entfaltet werden. Der erste Einsatz des Apogäumsmotors des Satelliten soll am 7. Oktober 2016 erfolgen.

In zwei bis drei Monaten will NBN den kommerziellen Betrieb von Sky Muster II an der vorgesehenen Position im GEO aufnehmen. Sky Muster II war die 59. von SSL gebaute Nutzlast, die auf einer Ariane-Rakete gestartet wurde. Eigenen Angaben zu Folge hat Arianespace aktuell Aufträge für Starts mit weiteren elf Satelliten von SSL.

Vor Sky Muster II besorgte Arianespace bereits den Transport von Sky Muster I in den Weltraum. GSAT 16 wurde zum 20. Satelliten der ISRO, der mit einer europäischen Ariane-Rakete ins All gelangte. VA231 mit Sky Muster II und GSAT 18 auf der Rakete L585 war die 74. erfolgreiche Ariane-5-Mission in Folge.

Bei der Mission VA231 wurde laut Arianespace (bei einer Gesamtstartmasse von rund 780 Tonnen) eine Gesamtnutzlast von 10.660 Kilogramm transportiert. Davon entfielen 9.809 Kilogramm auf die beiden Satelliten.

Neben dem Transport der beiden Satelliten hatte die Rakete, genauer ihre Oberstufe, eine zusätzliche Aufgabe zu erfüllen. Geplant war eine Flugdemonstration namens DEMOFLIGHT, in deren Rahmen die ESC-A-Oberstufe mit 62,7 Kilonewton starkem HM7b-Haupttriebwerk eine Reihe Manöver durchzuführen hatte. Eine erste DEMOFLIGHT-Mission war im Rahmen des Ariane-5-Mission VA223 erfolgt, die zweite am Ende der Mission VA229.

Rund eine Stunde und 22 Minuten nach dem Start sollte DEMOFLIGHT nach Senden gewonnener Telemetrie und Videobilder enden und die ESC-A wie bei früheren Ariane-Missionen passiviert werden. Die Tests mit der Oberstufe erfolgten im Kontext einer zukünftigen Nutzung eines Triebwerks namens VINCI auf Ariane-Raketen.

Die Objekte, die nach dem Start Umlaufbahnen um die Erde erreichten, sind wie folgt katalogisiert:

• NORAD Nr. 41.793, COSPAR-Objekt 2016-060A
• NORAD Nr. 41.794, COSPAR-Objekt 2016-060B
• NORAD Nr. 41.795, COSPAR-Objekt 2016-060C
• NORAD Nr. 41.796, COSPAR-Objekt 2016-060D

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