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Autor: Thomas Weyrauch / 23. Februar 2014, 10:04 Uhr

Navigationssatellit GPS 2F-5 im Weltraum

Am 21. Februar 2014 wurde der US-amerikanische Navigationssatellit GPS 2F-5 auf einer Delta-IV-Rakete in Medium+ 4,2-Konfiguration ins All gebracht.

Quelle: ATK, Boeing, ULA, USAF
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ULA / Ben Cooper

Bild vergrößernD365 startet am 21. Februar 2014
(Bild: ULA / Ben Cooper)
Der Start der Delta-Rakete mit der Nummer D365 erfolgte um 2:59 Uhr MEZ von der Rampe SLC-37B der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida. Die Delta-IV-Rakete der United Launch Alliance (ULA) flog in Medium+ 4,2-Konfiguration, es wurden zwei Feststoffbooster verwendet, und die Nutzlast, der Navigationssatellit, war unter einer Nutzlastverkleidung aus Kompositmaterial mit vier Metern Durchmesser untergebracht.

Nach einer Minute und 40 Sekunden Flug wurden die beiden beim Start gezündeten, von ATK gebauten Feststoffbooster des Typs GEM-60 abgeworfen. Die common booster core (CBC) genannte Zentralstufe brannte weiter, bis ihr Haupttriebwerk des Typs RS-68 von Pratt & Whitney Rocketdyne 246 Sekunden nach dem Start seine Aufgabe beim 25. Flug einer Delta-IV erfüllt hatte.

Die Stufentrennung zwischen erster und zweiter Stufe erfolgte rund sieben Sekunden später, und die als Delta cryogenic second stage (DCSS) bezeichnete zweite Stufe der Rakete zündete zur einer rund acht Minuten langen ersten Brennphase. An deren Ende kurz nach der 12. Flugminute war eine Parkbahn mit einem Perigäum, also einem der Erde nächsten Bahnpunkt, von rund 186 Kilometern über der Erde und einem Apogäum, dem der Erde fernsten Bahnpunkt, von etwa 402 Kilometern über der Erde erreicht, deren Bahnneigung gegen der Erdäquator bei 41,6 Grad lag.

Eine weitere Brennphase der zweiten Stufe begann 21 Minuten und 19 Sekunden nach dem Abheben. Das RL10B-2-Triebwerk von Pratt & Whitney Rocketdyne in der zweiten Stufe arbeitete dabei etwa drei Minuten und 17 Sekunden. Nach der zweiten Brennphase war eine 239 x 20.386 km-Bahn mit einer Bahnneigung gegen den Erdäquator von 43,3 Grad erreicht. Eine rund drei Stunden dauernde Freiflugphase schloss sich an.

Boieng

Bild vergrößernGPS 2F-5 am 17. September 2013, CCAFS
(Bild: Boeing)
USAF

Bild vergrößernGPS-2F-Satellit über der Erde - Illustration
(Bild: USAF)
Nach dem Ende einer dritten, eine Minute und 37 Sekunden dauernden Brennphase der zweiten Stufe wurde das Ensemble zum Zwecke der Spinstabilisierung in Drehung versetzt. Der GPS-Satellit mit einer Startmasse von 1.630 kg und einer Lebenserwartung zwischen zwölf und fünfzehn Jahren wurde dann rund drei Stunden und 33 Minuten nach dem Start auf einer Bahn ausgesetzt, die im wesentlichen seinem Arbeitsorbit entspricht. Er gelangte auf eine annähernd kreisförmige Bahn in rund 20.460 km über der Erdoberfläche mit einer Neigung von 55 Grad gegen den Äquator.

Auf Grund des direkten Bahneinschuss war es nicht erforderlich, einen Apogäumsmotor für das Raumfahrzeug vorzusehen, was sich in dessen vergleichsweise geringen Masse widerspiegelt (zum Vergleich: die Startmasse der Satelliten der Vorgängergeneration GPS 2R betrug 2.032 kg). Für Bahnmanöver können insgesamt 16 kleine Hydrazin-Triebwerke eingesetzt werden, für die der auf dem Bus AS-4000 basierende Satellit 145 Kilogramm Treibstoff mitführt.

GPS 2F-5 ist der fünfte von Boeing gebaute in den Weltraum transportierte Navigationssatellit aus der 2F-Serie. Wie seine Serienvorgänger aus der Fabrik in El Segundo im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien besitzt er zwei Rubidium- und eine Cäsium-Uhr. Nach Angaben von Boeing ist die Genauigkeit der von GPS 2F-Staelliten ausgestrahlten Navigationssignale doppelt so hoch wie die der Vorgängergeneration GPS 2R.

Das L5-Signal kann der Zivilluftfahrt robustere Signale liefern, und das Militär wird von M-Code genannten Signalen und an Störungsversuche anpassbarer Sendeleistung profitieren, glaubt der Hersteller des Satelliten. Ein weiterer Vorteil gegenüber älteren US-amerikanischen Navigationssatelliten soll auch die Möglichkeit des schnellen Änderns der auf den Rechnern an Bord des Satelliten laufenden Software sein.

In der Konstellation der GPS-Satelliten wird GPS 2F-5 als SVN64 / PRN30 künftig die Position 3 in der Ebene A besetzen, und dort den alternden GPS 2A-28 alias USA 135 ablösen, der seit dem 5. November 1997 um die Erde kreist. GPS 2A-28 will man dann für den Rest seiner möglichen Nutzungszeit als Reserve vorhalten.

GPS 2F-5 alias NAVSTAR 69 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.533 und als Objekt 2014-008A. Außerdem wird der Satellit auch unter der Tarnbezeichnung USA 248 geführt. Die zweite Stufe der Delta-IV-Rakete, die DCSS, ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.534 und als Objekt 2014-008B.

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