Ariane-5-Start mit zwei Kommunikationssatelliten

Am 6. Dezember 2014 pünktlich um 21:40 Uhr MEZ zu Beginn eines eine Stunde und neun 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 US-amerikanischen Kommunikationssatellitenbetreiber DirecTV wurden nach rund einer halben Stunde Flug erfolgreich ausgesetzt.

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

Verwendet wurde eine Ariane-5-ECA, die von der Startrampe ELA-3 zum sechsten Flug einer Ariane 5 im Jahr 2014 abhob. Transportiert wurden bei der Mission VA211 der US-amerikanische Kommunikationssatellit DirecTV 14 (Masse beim Start 6.299 kg, unbetankt 3.573 kg) und der indische Kommunikationssatellit GSAT 16 (Startmasse 3.181,6 kg, unbetankt 1.457,7 kg).

Beide Satelliten waren zusammen unter einer 17 Meter hohen Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von 5,4 Metern untergebracht. DirecTV 14 wurde als erster der Satelliten etwa 28 Minuten nach dem Start ausgesetzt, er saß zuoberst auf der 5,8 Meter hohen Nutzlasttragstruktur SYLDA 5 C (SYLDA ist die Abkürzung von „Système de Lancement Double Ariane“, Ariane-Doppelstartvorrichtung). Nach Abstoßen der SYLDA 5 C wurde GSAT 16 nach Angaben der ISRO etwa 32 Minuten und 20,4 Sekunden nach dem Start freigegeben.

Die beiden Satelliten werden aus dem Geotransferorbit mit einem geplanten Perigäum von 249,5 km über der Erde (erreicht 249,5 km, Schätzung Arianespace) und einem geplanten Apogäum von 35.930 km über der Erde (erreicht 35.925 km, Schätzung Arianespace) mit eigenen Antrieben den Geostationären Orbit ansteuern.

Die Antriebe müssen auch den Abbau der Rest-Inklination, der verbliebenen Neigung der Bahn gegen den Erdäquator, von geplanten 6 bzw. erreichten 5,99 Grad bewerkstelligen. GSAT 16 beispielsweise soll laut Plan nach drei Brennphasen seines mit Monomethylhydrazin (MMH) und einer Mischung von Stickstoffoxiden (MON-3, Stickstofftetroxid mit 3% Stickstoffmonooxid) betriebenen, 440 Newton starken Apogäumsmotors 6 Tage nach dem Start den Geostationären Orbit erreichen. Den ersten Einsatz des Apogäumsmotors von GSAT 16 hat die ISRO für den 8. Dezember 2014 geplant.

Bei GSAT 16 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 55 Grad Ost im Geostationären Orbit, wo man ihn in Kolokation mit GSAT 8 betreiben will, mit einer Bandbreite von Kommunikationsdiensten zu versorgen. Dementsprechend ist die maximal 4.600 Watt leistende Kommunikationsnutzlast von GSAT 16 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 16 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 12 Jahren sollen die Solarzellenausleger von GSAT 16 noch rund 6.000 Watt elektrische Leistung bereitstellen können. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit zwei Lithlium-Ionen-Akkumulatorensätze mit einer Kapazität von jeweils 180 Ah.

GSAT 16 ist als Ersatz für INSAT 3E (NORAD 27.951, COSPAR 2003-043E) gedacht, der seit dem 27. September 2003 um die Erde kreist. INSAT 3E, der eigentlich eine Auslegungsbetriebsdauer von 15 Jahre hatte, war im Frühjahr 2014 nach rund 10,5 Jahren im All der Oxidator ausgegangen, der zusammen mit einem Brennstoff für den Betrieb der Lageregelungstriebwerke an Bord benötigt wurde.

Um 22:11 Uhr MEZ am 6. Dezember 2014 erreichten nach Angaben der ISRO die ersten Signale von GSAT 16 das als MCF für Master Control Facility bezeichnete Satellitenkontrollzentrum im indischen Hassan.

DirecTV 14 ist eine Konstruktion von Space Systems/Loral (SS/L) aus Palo-Alto im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien und basiert auf der Satellitenplattform SS/L 1300. Der Satellit wird vom US-amerikanischen Betreiber von Kommunikationssatelliten DirecTV aus El Segundo, ebenfalls Kalifornien, insbesondere zur Verbreitung von hochaufgelösten Fernsehprogrammen (auch in 4K Ultra HD) eingesetzt werden.

DirecTVs neuer Satellit soll im geostationären Orbit eine Position bei 99 Grad West beziehen, um von dort Empfänger in den USA mit Alaska und Hawaii sowie in Puerto-Rico zu versorgen. Dafür ist er mit 76 K_a– und 18 Reverse-Band-Transpondern ausgerüstet. (Als Reverse-Band wird eine Nutzungsvariante des elektromagnetischen Spektrums bezeichnet, bei der der Band-Bereich für den Uplink verwendet wird, der woanders dem Downlink dient, und der für den Downlink, der woanders für den Uplink zum Einsatz kommt.)
Mit elektrischer Energie versorgt wird die Kommunikationsnutzlast von DirecTV 14 von zwei Solarzellenauslegern aus jeweils 6 Segmenten, die dem Raumfahrzeug zusammen eine Spannweite von insgesamt 32,5 Metern geben. Die vorgesehene Standzeit des dreiachsstabilisierten, mit drei Lithium-Ionen-Akkumulatorensätzen ausgestatteten Satelliten im Orbit beträgt mindestens 15 Jahre. An deren Ende erwartet man von den beiden Solarzellenauslegern die Bereitstellung von immer noch 20 Kilowatt elektrischer Leistung.

Der mit MMH und MON-3 betriebene Apogäumsmotor von DirecTV 14 besitzt einen Nominalschub von 455 Newton. Für die Lageregelung sowie das Halten oder Verändern der Position des Satelliten besitzt er außerdem eine Anzahl von 22 Newton starken, MMH und MON-3 verwendende 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, welche das Edelgas Xenon als auszustoßende Stützmasse verwenden.

Vor DirecTV 14 besorgte Arianespace den Transport von 6 anderen für DirecTV gebauten Satelliten in den Weltraum. GSAT 16 wurde zum 18. Satelliten der ISRO, der mit einer europäischen Ariane-Rakete ins All gelangte. VA221 mit DirecTV 14 und GSAT 16 auf der Rakete L575 aus dem Produktionslos PB war die 63. erfolgreiche Ariane-5-Mission in Folge.

Bei der Mission VA221 wurde laut Arianespace bei einer Gesamtstartmasse von rund 780 Tonnen (laut Airbus Space and Defence rund 774,5 Tonnen beim Abheben) eine Gesamtnutzlast von 10.210 kg transportiert (laut Airbus Space and Defence 10.194 kg), von denen nach Angaben von Arianespace 9.480 kg auf die beiden Satelliten entfielen.

DirecTV 14 alias Directv BSS-99W und RB-1 wird voraussichtlich katalogisiert mit der NORAD Nr. 40.332 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2014-078A, GSAT 16 mit der NORAD Nr. 40.333 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2014-078B.

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