Ariane-5-Start mit DSN 1 / Superbird 8 und Hylas 4

Am 5. April 2018 startete um 23:34 Uhr MESZ vom Raumfahrtgelände Kourou in Französisch-Guayana eine Ariane-5-Trägerrakete mit zwei Kommunikationssatelliten an Bord. Die Erdtrabanten für die SKY Perfect JSAT Corporation (JSAT) und die DSN Corporation aus Japan sowie den britischen Kommunikationssatellitenbetreiber Avanti Communications PLC (Avanti) wurden nach rund einer halben Stunde Flug erfolgreich ausgesetzt.

Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Arianespace, Avanti, JSAT, Orbital ATK.

Verwendet wurde eine Ariane-5-ECA von Airbus Safran Launchers (ASL), die von Kourous Startrampe ELA-3 zum 2. Flug einer Ariane 5 im Jahr 2018 abhob. Transportiert wurden bei der Mission VA242 der Kommunikationssatellit DSN 1 / Superbird 8 (Masse beim Start 5.348 kg) und der Kommunikationssatellit Hylas 4 (Startmasse 4.050 kg).

Beide Satelliten waren zusammen unter einer 17 Meter hohen Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5,4 Metern und einer Masse von 2,4 Tonnen untergebracht. DSN 1 / Superbird 8 wurde als erster der Satelliten etwa 28 Minuten nach dem Start ausgesetzt, er saß zuoberst auf der 6,4 Meter hohen Nutzlasttragstruktur SYLDA 5 A (SYLDA ist die Abkürzung von „Système de Lancement Double Ariane“, Ariane-Doppelstartvorrichtung). Nach Abstoßen der SYLDA 5 A wurde Hylas 4 rund 34 Minuten nach dem Start freigegeben.

Die zwei Satelliten werden aus dem Geotransferorbit (GTO) mit einem Perigäum von 252 km über der Erde (geplant 250,00 km) und einem Apogäum von 35.710 km über der Erde (geplant 35.786 km) 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 und erreichten 3 Grad bewerkstelligen.

DSN 1 / Superbird 8 ist eine Konstruktion des japanischen Mischkonzerns Mitsubishi Electric Corporation (MELCO) und basiert auf der Satellitenplattform DS2000. Der Satellit wird von einem in Japans Hauptstadt Tokio ansässigen Joint-Venture der SKY Perfect JSAT Corporation (JSAT) mit der NEC Corporation, der NTT Communications Corporation (NTT Com) und der Maeda Corporation namens DSN Corporation insbesondere zur Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen für die Japanischen Selbstverteidigungskräfte (Japan Self-Defence Forces, JSDF) – das japanische Militär – eingesetzt werden.

JSAT fungiert im DSN-Programm als Hauptauftragnehmer und organisiert Beschaffung, Start und Betrieb der Satelliten. NEC organisiert den Bau von Kommunikationsnutzlasten und Satelliten und kümmert sich um die Anpassung von Bodenstationen. NTT Com wartet und organisiert die Bodenstationen, Maeda widmet sich erforderlichen Bauarbeiten. Am 15. Januar 2013 hatte JSAT mitgeteilt, dass die DSN Corporation mit der Umsetzung des entsprechenden Programms beauftragt worden ist.

Die ursprüngliche Planung sah vor, DSN 1, eigentlich nur ein Teil der Kommunikationsnutzlast des kommerziellen Kommunikationssatelliten Superbird 8 alias Superbird B3, im Dezember 2015 auf einer Ariane-5-Rakete ins All transportieren zu lassen.

Planmäßig gelangte DSN 2 alias Kirameki 2 ins All. Der ausschließlich staatlichen bzw. militärischen Aufgaben gewidmete Satellit wurde am 24. Januar 2017 auf der japanischen H-IIA-Rakete mit der Flugnummer F32 von Tanegashima aus in den Weltraum transportiert.

DSN 1 / Superbird 8 wurde beim ersten Transport zum Startzentrum Kourou beschädigt. Wäre sein Start termingerecht erfolgt, wäre laut Plan im März 2016 der Beginn seines Regelbetriebs und im April 2030 das Ende seines Regelbetriebes zu erwarten gewesen.

Ein Be- bzw. Entlüftungsventil am Transportcontainer mit DSN 1 / Superbird 8 war während des Lufttransports nach Kourou offenbar von einer Abdeckplane blockiert. Ungeeignete Druckverhältnisse führten deshalb zu einer Beschädigung des Satelliten bzw. seines Antennensystems. Mitte 2016 ging man davon aus, dass sich der Start von DSN 1 / Superbird 8 alias Kirameki 1 daher um rund zwei Jahre verzögern wird. Dass man jetzt etwas früher starten konnte als zwischenzeitlich erwartet, dürfte alle Beteiligten freuen.

Der neue dreiachsstabilisierte Satellit soll im GEO eine Position im Bereich von 162 Grad Ost beziehen, um von dort als Nachfolger von Superbird B2 Empfänger vor allem in Japan, aber auch im mittleren Osten, Afrika und Südamerika zu versorgen. Dafür ist er mit einer Kommunikationsnutzlast mit K_a– und K_u-Band-Transpondern ausgerüstet. Passend zur Bezeichnung DSN 1 bzw. X-Band Defense Communication Satellite-1 besitzt das Raumfahrzeug außerdem eine im X-Band arbeitende Kommunikationsnutzlast für das Militär Japans, die unter anderem zur Verbindung mit Flugzeugen und Schiffen der Streitkräfte benutzt werden soll.
DSN 1 / Superbird 8 ist der 19. von Ariancespace für JSAT in den Weltraum transportierte Satellit. Das japanische Verteidigungsministerium bestätigte am 6. April 2018 den erfolgreichen Start und teilte mit, man wolle den neuen Satelliten ab Juli 2018 im GEO im Rahmen der ihm zugedachten Aufgaben benutzen.

Bei Hylas 4 handelt es sich um ein von Orbital ATK aus Dulles im US-amerikanischen Bundesstaat Virginia auf Basis des Satellitenbus´ GeoStar 3 entworfenes und gebautes Raumfahrzeug, dessen Grundkörper Maße von rund 5,18 auf 3,33 auf 3,1 Meter aufweist.

Der dreiachsstabilisierte Satellit ist dazu gedacht, Wiederverkäufern von Breitbandverbindungen bzw. Internetserviceprovidern (ISPs), Mobilfunknetzbetreibern (Mobile Network Operators, MNOs), staatlichen Stellen sowie anderen Kommunikationssatellitenbetreibern Kapazitäten zur Verfügung zu stellen.

Unter anderem sollen zahlreiche Gebiete im mittleren Osten und dem Norden Afrikas (middle east, northern africa, MENA) via Hylas 4 mit breitbandigen Kommunikationsdiensten versorgt werden, unter dem Titel „Hylas 4 Africa“ (dt. Hylas für Afrika) z.B. mit Anbindungen an das Internet. Dementsprechend ist die Kommunikationsnutzlast von Hylas 4 mit insgesamt 66 K_a-Band-Transpondern für 53 gleichzeitig bedienbare Ausleuchtzonen und vier Verbindungen zu Gateways (irdische Netzknoten mit Satellitenverbindung, Gateway Earth Stations, GES) ausgestattet. Sie sollen eine Gesamtbandbreite von bis zu 28 Ghz und einen Gesamtdurchsatz von bis zu 120 Gbit/s ermöglichen.
Mit vier richtbaren Antennen will man von einer Position bei 33,5 Grad West im GEO außerdem Empfänger in anderen Region Afrikas und in Lateinamerika erreichen. Der Flexibilität des Satelliten ist sein Name angepasst: Hylas steht für Highly Adaptable Satellite, was soviel wie besonders anpassbarer Satellit bedeutet.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme von Hylas 4 erfolgt durch zwei Solarzellenausleger, die dem Raumfahrzeug eine Spannweite von rund 32 Metern geben. Am Ende der projektierten Einsatzdauer von mindestens 15 Jahren (rechnerisch technisch möglich sind rund 19 Jahre) sollen die Solarzellenausleger von Hylas 4 noch mindestens 8 Kilowatt elektrische Leistung bereitstellen können. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit Lithium-Ionen-Akkumulatoren.

Der mit Monomethylhydrazin (MMH) und einer Mischung von Stickstoffoxiden (MON-3, Stickstofftetroxid mit 3% Stickstoffmonooxid) betriebene Apogäumsmotor von Hylas 4 vom Typ BT-4 kommt von IHI Aerospace aus Japan und besitzt einen Nominalschub von 450 Newton. Für die Lageregelung sowie das Halten oder Verändern der Position des Satelliten besitzt das Raumfahrzeug außerdem eine Anzahl von 22 Newton starken, MMH und MON-3 verwendenden Zweistofftriebwerken und vier elektrische Hall-Triebwerke von Aerojet Rocketdyne vom Typ XR-5. Letztere wären prinzipiell auch für Bahnanhebungsmanöver qualifiziert und nutzbar, werden auf Hylas 4 aber nur zum Positionshalten eingesetzt.

Orbital ATK meldete am 6. April 2018, dass man nach ersten Tests nach dem Start sehr bald sicher war, dass alle Subsysteme des Satelliten funktionieren wie vorgesehen. Der Satellit sei bereit für die anstehenden Bahnanhebungsmanöver und die darauf folgende umfangreiche Test- und Inbetriebnahmephase.

Hylas 4 ist nach Hylas 2 der 2. auf einer GeoStar-Plattform basierende Satellit für Avanti, und wurde zum 2. der mit einer europäischen Ariane-Rakete ins All gelangte. Hylas 4 ist nach dem Startauftrag vom September 2014 der 3. Satellit, den Arianespace für Avanti transportierte, und der 28. von Orbital ATK bzw. der Orbital Sciences Corporation (OSC) gebaute Satellit auf einer Rakete von Arianespace. Ursprünglich war einmal vorgesehen, dass Hylas Anfang 2017 den Weltraum erreicht. Er ist also wie sein Mitflieger ein Nachzügler.

VA242 mit DSN 1 / Superbird 8 und Hylas 4 auf der Rakete L5102 war die 98. Ariane-5-Mission. Bei der Mission VA242 wurde bei einer Gesamtstartmasse von rund 780 Tonnen eine Gesamtnutzlast von 10.260 kg transportiert, von denen 9.398 kg auf die beiden Satelliten entfielen. Mit den beiden neuen Erdtrabanten wurden jetzt insgesamt 200 Satelliten von Ariane-5-Raketen in den Weltraum gebracht.

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

• DSN 1 / Superbird 8 NORAD Nr. 43.271, COSPAR-Objekt 2018-033A
• Hylas 4 NORAD Nr. 43.272, COSPAR-Objekt 2018-033B
• Nutzlasttragstruktur NORAD Nr. 43.273, COSPAR-Objekt 2018-033C
• Oberstufe NORAD Nr. 43.274, COSPAR-Objekt 2018-033D

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