Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Aerojet Rocketdyne, satobs.org, Sven Grahn, Ted Molczan, ULA, USAF.

Für die Raketenvermarkterin United Launch Alliance (ULA) war es die erste im Jahr 2019 abgewickelte Mission einer von diesem Anbieterkonsortium betriebenen Trägerrakete. Seit Gründung der ULA hat das Konsortium damit nach eigenen Angaben 132 erfolgreiche Trägerstarts abgewickelt. Darunter befanden sich 38 Flüge mit Delta-IV-Raketen.

Gestartet wurde die Rakete mit der Seriennummer D382 von der Startrampe 6 (Space Launch Complex 6, SLC 6) der Luftwaffenbasis Vandenberg (Vandenberg Air Force Base, VAFB) im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien. Für die Heavy-Variante der Delta IV war es der elfte Flug insgesamt und der dritte von Vandenberg aus. Bei den beiden vorherigen Flügen von Vandenberg aus wurden 2011 mit NROL 49 alias USA 224 und 2013 mit NROL 65 alias USA 245 wahrscheinlich ähnliche Aufklärungssatelliten gestartet.

Der NROL 71 genannte, mit der Tarnbezeichnung USA 290 versehene neue Satellit wurde also von einer Delta IV Heavy transportiert. Das bedeutet, dass ein zentraler common booster core, die eigentliche Zentralstufe, links und rechts von zwei zusätzlichen common booster cores flankiert war. Die zusätzlichen cores kann man je nach Betrachtungsweise als große Flüssigkeitsboostar, aber auch als Teil der ersten Stufe der Rakete bezeichnen.

Die drei common booster cores waren mit flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennenden RS-68A-Triebwerken von Aerojet Rocketdyne ausgerüstet. Auf dem zentrale core saß eine Oberstufe mit einem RL10B-2-Triebwerk sowie zwölf Steuertriebwerken vom Typ MR-106, sämtlich Erzeugnisse von Aerojet Rocketdyne.

Das erste der Triebwerke der common booster cores, eines an einem der beiden seitlich angebrachten cores, zündete sieben Sekunden vor dem Abheben. Die anderen beiden RS-68A wurden fünf Sekunden vor dem Abheben gezündet.

Beim Anlaufen der RS-68A wurde erneut zündfähiges Gasgemisch auf der Startrampe in Brand gesetzt, ohne dass es, soweit bekannt ist, Auswirkungen auf den Ausgang der Mission hatte. Das Ereignis sorgte aber wieder einmal für spektakuläre Bilder und eine deutlich sichtbare Schwarzfärbung der Rakete noch vor dem Verlassen der Startrampe.

Das tatsächliche Abheben der zu Beginn rund 71 Meter hohen Rakete erfolgte um 19:10 Uhr UTC (20:10 Uhr MEZ) am 19. Januar 2019. Dabei war ein kurzer Teil des Startfensters bereits verstrichen – es hatte sich um 19:05 Uhr UTC geöffnet.

Wegen eines Wasserstofflecks, Problemen mit den Bodenanlagen und zu starken Höhenwinden waren frühere Startversuche abgesagt bzw. abgebrochen worden.

Einige Sekunden nach dem Abheben begann die Rakete, ihre Flugbahn in die erforderliche Richtung zu neigen. Rund 82 Sekunden nach dem Abheben passierte die Rakete den Bahnpunkt mit der höchsten dynamischen Druckbelastung (Max-Q).

Nach rund vier Minuten Flug kam es zur planmäßigen Abtrennung der seitlich montierten common booster cores, und das RS-68A-Hauptriebwerk am zentralen core wurde auf Vollschub heraufgefahren. Es arbeitete dann noch bis zu einem Zeitpunkt rund fünf Minuten und 36 Sekunden nach dem Abheben.

Der MECO für Main Engine Cutoff genannte Brennschluss der Zentralstufe erfolgte, und fünf Minuten und 45 Sekunden nach dem Abheben wurden die Stufen getrennt. Das RL10B-2-Triebwerk der zweiten Stufe zündete zwölf Sekunden nach der Stufentrennung. Die Übertragung im Internet ließ erkennen, wie nach der Stufentrennung und vor der Zündung des RL10B-2 seine Düsenverlängerung ausgefahren wurde.

Die Nutzlastverkleidung, die den Satelliten und die Oberstufe an der Raketenspitze beim Flug durch die dichten Schichten der Atmosphäre schützte, wurde elf Sekunden nach der Zündung des RL10B-2 abgetrennt. Kurz danach wurden die Startübertragung im Internet eingestellt, um allzu neugierige Blicke auf den weiteren Missionsverlauf und die transportierte Nutzlast zu verhindern. Die zuletzt gezeigte Animation zeigte auf der Oberstufe einen Satellit mit einem seitlich angebrachten Solarzellenausleger in Transportkonfiguration – nichts was auf besondere Details von Funktion oder Eigenschaften der Nutzlast schließen ließe.

Die US-Luftwaffe gab mit Datum vom 19. Januar 2019 bekannt, dass die Mission der Delta-IV-Heavy-Rakete ein Erfolg war. Die ULA berichtete mit gleichem Datum über einen erfolgreichen Start mit NROL 71, der der Unterstützung der Verteidigung der nationalen Sicherheit (der USA) gewidmet sei.

Naturgemäß geizen Hersteller, Betreiber und Nutzer von Spionagesatelliten mit Informationen zu ihren Geräten. Nach Starts von US-amerikanischen Raumfahrzeugen für Geheimdienste und Militär werden von offiziellen Stellen oftmals keine Bahnparameter veröffentlicht. Hinsichtlich des mutmaßlichen Orbits von NROL 71 liefern Vergleiche mit früheren Starts von Vandenberg, die bekanntgegebenen Sperrzonen im und unter dem Flugweg der Rakete und Beobachtungen von Amateurbeobachtern Hinweise.

Allgemein vermutet wird, dass es sich bei NROL 71 um einen optischen Aufklärungs- bzw. Spionagesatelliten handelt, der von Lockheed Martin gebaut wurde. Beobachter entsprechender geheimer Raumfahrtprogramme der USA vermuten, NROL 71 ist der erste Satellit einer Block 5 genannten weiterentwickelten Variante einer als KH-11 bezeichneten Satellitenserie. Verschiedentlich wurde die Erwartung geäußert, der neue Satellit werde auf eine rund 74 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn zu finden sein. Auf Grund dieser Bahn wurden auch Stimmen laut, das es sich um einen Radarsatelliten handeln könnte.

Sven Grahn berichtete zwischenzeitlich, er denke, Signale des neuen Erdtrabanten auf 2.242,5 MHz rund 4 Stunden und 18 Minuten nach dem Start empfangen zu haben. Laut Grahn passt das zu dem, was einer Bewegung des Satelliten auf der von Grahn angenommenen Bahn entspricht.

NROL 71 alias USA 290 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 43.941 und als COSPAR-Objekt 2019-004A.

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• NROL-71 auf Delta IV Heavy von Vandenberg SLC-6

Der Beitrag Delta IV Heavy bringt NROL 71 ins All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Aerojet Rocketdyne, Orbital ATK, ULA, USAF.

Für die Raketenvermarkterin United Launch Alliance (ULA) war es die erste im Jahr 2018 abgewickelte Mission einer von diesem Anbieterkonsortium betriebenen Trägerrakete. Seit Gründung der ULA hat das Konsortium damit nach eigenen Angaben 124 erfolgreiche Trägerstarts abgewickelt.

Für die Medium-Variante der Delta IV war es der drittletzte Flug insgesamt und der letzte von Vandenberg aus. Zugunsten der in Entwicklung befindlichen Vulcan-Rakete entschied sich die ULA, die Delta IV auslaufen zu lassen. Die deutlich schubstärkere Delta IV Heavy wird jedoch noch über einen längeren Zeitraum mit Missionen bedacht werden. Über alle Versionen sind jetzt inklusive des Jungfernflugs im Jahre 2008 insgesamt 36 Delta-IV-Raketen gestartet.

Der NROL 47 genannte, vermutlich mit der Tarnbezeichnung USA 281 zu versehene Satellit wurde von einer Delta IV in Medium+ (5,2)-Konfiguration transportiert. Das bedeutet, dass auf der common booster core genannten Zentralstufe mit dem flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennenden RS-68A-Triebwerk von Aerojet Rocketdyne eine Oberstufe mit einem Aerojet Rocketdyne RL10B-2-Triebwerk aufgesetzt war, seitlich an der Zentralstufe zwei GEM60-Feststoffbooster von Orbital ATK angebracht waren und die Nutzlastverkleidung 5 Meter Durchmesser hatte.

Das Haupttriebwerk der Zentralstufe der Delta IV mit der Seriennummer D379 zündete rund vier Sekunden vor dem Abheben von der Startrampe 6 (Space Launch Complex 6, SLC 6) der Luftwaffenbasis Vandenberg (Vandenberg Air Force Base, VAFB) im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien.

Beim Anlaufen des RS-68A wurde erneut zündfähiges Gasgemisch auf der Startrampe in Brand gesetzt, ohne dass es, soweit bekannt ist, Auswirkungen auf den Ausgang der Mission hatte. Das Ereignis sorgte aber wieder einmal für spektakuläre Bilder und eine deutlich sichtbare Schwarzfärbung der Rakete noch vor dem Verlassen der Startrampe.

Das tatsächliche Abheben erfolgte dann exakt um 22:11 Uhr UTC (23:11 Uhr MEZ) am 12. Januar 2018 unmittelbar mit der Zündung der vier seitlich an der Zentralstufe angebrachten Feststoffbooster. Dabei war ein Teil des Startfensters bereits verstrichen, da es im Verlauf des Countdowns zu einer Kommunikationsunterbrechung gekommen war.

Einige Sekunden nach dem Abheben begann die Rakete, ihre Flugbahn in die erforderliche Richtung zu neigen. Rund 62 Sekunden nach dem Abheben passierte die Rakete den Bahnpunkt mit der höchsten dynamischen Druckbelastung (Max-Q).

Rund 90 Sekunden nach Beginn des Fluges waren die jeweils rund 16,15 Meter langen Feststoffbooster ausgebrannt. Sie wurden aus Sicherheitsgründen noch rund 20 Sekunden mitgeführt und dann abgeworfen.

Die Nutzlastverkleidung, die den Satelliten und die Oberstufe an der Raketenspitze beim Flug durch die dichten Schichten der Atmosphäre schützte, wurde anschließend nach etwa dreieinhalb Minuten Flugzeit abgetrennt.

Der BECO für Booster Engine Cutoff genannte Brennschluss der Zentralstufe dürfte etwas über vier Minuten nach dem Abheben erfolgt sein – die Liveübertragung im Internet zeigte zu diesem Zeitpunkt bereits keine bewegten Bilder oder Animationen zum Aufstieg der Rakete mehr.

Interessierte Beobachter gehen davon aus, dass der Einschuss der Nutzlast durch die Oberstufe nach zwei Brennphasen in einen annähernd kreisförmigen Orbit erfolgte. Die Oberstufe dürfte sich danach auf eine Bahn gebracht haben, die sie letztlich zu ihrer Zerstörung beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre über der Südhalbkugel südlich von Australien führte.

Die US-Luftwaffe gab mit Datum vom 12. Januar 2018 bekannt, dass die Mission der Delta-IV-Rakete ein Erfolg war. Die ULA berichtete mit gleichem Datum über einen erfolgreichen Start mit NROL 47, der der Unterstützung der Verteidigung der nationalen Sicherheit (der USA) gewidmet sei.

Naturgemäß geizen Hersteller, Betreiber und Nutzer von Spionagesatelliten mit Informationen zu ihren Geräten. Nach Starts von US-amerikanischen Raumfahrzeugen für Geheimdienste und Militär werden von offiziellen Stellen oftmals keine Bahnparameter veröffentlicht. Hinsichtlich des mutmaßlichen Orbits von NROL 47 liefern Vergleiche mit früheren Starts von Vandenberg, die bekanntgegebenen Sperrzonen im und unter dem Flugweg der Rakete und Beobachtungen von Amateurbeobachtern Hinweise. NROL 47 wurde auf einen retrograden Orbit, das heisst auf eine in Bezug auf die Erdrotation gegenläufige Erdumlaufbahn gebracht.

Allgemein vermutet wird, dass es sich bei NROL 47 um einen Radar-Satelliten zur wetterunabhängigen Aufklärung handelt, der NROL 45 alias USA 267 ähnelt oder gleicht. NROL 45 schreibt man zu, das vierte Exemplar einer Topaz genannten Satellitenserie darzustellen. Die Raumfahrzeuge der Topaz-Serie bewegen sich auf rund 123 Grad gegen den Erdäquator geneigten, also retrograden Bahnen in Höhen zwischen 1.000 und 1.200 Kilometern. NROL 47 könnte auf eine Bahn mit einer geringeren Neigung und in größerer Höhe gebracht worden sein.

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• NROL-47 auf Delta IV von Vandenberg

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Harris, JAXA, JMA, MELCO, MHI, Moog.

Von der Rampe Nummer 1 des Yoshinobu-Startkomplexes (YLP-1) an der Südküste der japanischen Insel Tanegashima aus hatte die H-IIA-Rakete mit der Flugnummer F31 den Satelliten ins All gebracht. Der Start war zuletzt wetterbedingt um einen Tag verschoben worden und erfolgte am 2. November 2016 um 6:20 Uhr UTC (Weltzeit). Die Startmasse des Satelliten betrug rund 3.500 Kilogramm, sein Leergewicht nach Fertigstellung lag bei etwa 1.300 Kilogramm.

Vor Ort herrschte zum Zeitpunkt des Starts um 3:20 Uhr JST (Japan Standard Time) eine Temperatur von 21,3 Grad Celsius, Wind kam mit einer Geschwindigkeit von rund 6,1 Meter pro Sekunde aus Richtung Nord-Ost.

Zuerst lief das LE-7A genannte, flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennende Haupttriebwerk der ersten Stufe an. Nachdem dieses die vorgesehenen Betriebsparameter erreicht hatte, zündeten die beiden mit dem Treibstoff HTPB gefüllten Feststoffbooster vom Typ SRB-A und die von Mitsubishi Heavy Industries (MHI) in Japan gebaute Rakete verließ die Rampe.

H-IIA-Rakete bei Flug F31 erfolgreich
Rund 93 Sekunden nach dem Abheben waren die Feststoffbooster ausgebrannt und wurden rund 15 Sekunden später abgeworfen. Der Abwurf der Nutzlastverkleidung an der Spitze der Rakete folgte rund drei Minuten und 57 Sekunden nach dem Abheben.

Nach rund sechs Minuten und 29 Sekunden Flug hatte die erste Stufe ihre Arbeit erledigt und wurde rund acht Sekunden später abgetrennt. Zehn weitere Sekunden später zündete das LE-5B genannte, ebenfalls flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennende Haupttriebwerk der zweiten Stufe der Rakete.

Rund fünf Minuten und zehn Sekunden arbeitete des Haupttriebwerk der zweiten Stufe, bis das Ende seiner ersten Brennphase erreicht war. Eine rund 11 Minuten und 47 Sekunden dauernde Freiflugphase schloss sich an, und die zweite Stufe zündete erneut für eine drei Minuten und zwölf Sekunden lange Brennphase. Rund 51 Sekunden nach dem erneuten Abschalten erfolgte dann das Aussetzen des Wettersatelliten im vorgesehenen Transferorbit.

Erreicht wurde ein Transferorbit, von dem aus der Satellit den Weg in den Geostationären Orbit (GEO) eigenständig bewerkstelligen muss. Das Perigäum, also der der Erde nächstliegende Bahnpunkt, des Orbits des Satelliten nach dem Aussetzen, lag bei rund 245 Kilometern über der Erde. Das Apogäum, der am weitesten von der Erde entfernte Bahnpunkt, lag bei 35.855 Kilometern über der Erde. Die verbliebene Bahnneigung gegen den Erdäquator betrug 22,39 Grad.

Die Entfaltung des maximal 2,6 Kilowatt liefernden Solarzellenauslegers des von der Mitsubishi Electric Corporation (MELCO) für die japanische Wetteragentur (Japan Meteorological Agency, JMA) gebauten, auf dem Satellitenbus DS2000 basierenden Raumfahrzeugs erfolge gegen 17:28 Uhr JST, also am 3. November 2016 um circa 0:20 Uhr UTC.

Nach ersten Tests des Satelliten sollen die bordeigenen US-amerikanischen Zweistofftriebwerke – ein Apogäumsmotor R-4D von L3Harris (war Aerojet Rocketdyne) und 12 Lageregelungstriebwerke von Moog – zum Einsatz kommen, um Himawari 9 in den GEO und dort zur vorgesehenen Position zu bringen.

Wetterbeobachtung wechselweise
Mindestens acht Jahre soll der neue dreiachsstabilisierte Satellit seinen Aufgaben im Bereich der Wetterbeobachtung nachkommen. Zusammen mit Himawari 8, dessen Start am 7. Oktober 2014 erfolgte, will man eine kontinuierliche Beobachtung der Wetterentwicklung insbesondere im Osten Asiens und im westlichen Pazifik über einen Zeitraum von 15 Jahren ermöglichen. Bestellt hatte die JMA die beiden Raumfahrzeuge bei MELCO im Juli 2009.

Geplant ist, dass Himawari 9 zunächst als Reservesatellit dient, und später die regelmäßige Wetterbeobachtung von Himawari 8 übernimmt. Die Satelliten sollen sehr nahe bei einander positioniert werden, so dass sich bei einem Umschalten zwischen den Satelliten so gut wie keine Blickwinkelveränderungen ergeben.

Die Auslegung von Himawari 8 und 9 erfolgte so, dass sich ihr raumflugtechnischer Teil mindestens 15 Jahre lang nutzen lassen wird. Der Regelbetrieb von Himawari 8 an einer Position von 140,7 Grad Ost im GEO begann um 2:00 Uhr UTC am 7. Juli 2015 als Nachfolger des Multi-functional Transport Satellite 2 (MTSAT 2) alias Himawari 7. MTSAT 2 wurde anschließend als Reservesatellit bei 145 Grad Ost im GEO bereitgehalten.

Die Anzahl der Frequenzbänder, auf welchen die Beobachtungen der neuen Satelliten erfolgen, wurde gegenüber den älteren Satelliten aus der MTSAT-Serie von 5 auf 16 gesteigert, das Intervall für die Bilderfassung um Faktoren zwischen 3 und 6 verringert (von 30 bzw. 60 Minuten auf 10 Minuten). Zusammen mit der verdoppelten Auflösung liefert ein neuer Satellit (sichtbares Licht Auflösung 0,5 km, Infrarot 2 km) rund 60 mal mehr Daten als einer der alten (sichtbares Licht Auflösung 1 km, Infrarot 4 km) in der gleichen Zeit.

Schützenhilfe aus den USA
Zentrales bildgebendes Instrument an Bord von Himawari 9 ist der von ITT Exelis – jetzt ein Teil der Harris Corporation – in den Vereinigten Staaten von Amerika gebaute Advanced Himawari Imager (AHI), der auf dem Advanced Baseline Imager (ABI) für den US-amerikanischen geostationären Wettersatelliten GOES R der US-amerikanischen Wetterbehörde NOAA basiert.

Der AHI ist dazu gedacht, alle 10 Minuten Übersichtsaufnahmen und alle zweieinhalb Minuten Detailbilder im Bereich des sichtbaren Lichts und des Infraroten zu erfassen. Die 16 Kanäle des Instruments arbeiten auf Wellenlängen zwischen 0,46 und 13,3 Mikrometern.

Für Abtastungen im Bereich des sichtbaren Lichts (VIS) stehen die Kanäle 1 bis 3 mit den Wellenlängen 0,46, 0,51 und 0,64 Mikrometern zur Verfügung. Die Kanäle 4 bis 6 sind mit Wellenlängen von 0,86, 1,6 und 2,3 Mikrometern dem nahen Infraroten (NIR) gewidmet.

Daten aus dem Infraroten (IR) liefern 10 AHI-Kanäle, die auf Wellenlängen von 3,9, 6,2, 7,0, 7,3, 8,6, 9,6, 10,4, 11,2, 12,3 und 13,3 Mikrometer eingerichtet sind.

Außerdem an Bord von Himawari 9 befindet sich eine Anlage zur Sammlung von aktuellen Weltraumwetterdaten. Entsprechend ihrer Bestimmung heißt sie Space Environment Data Acquisition Monitor, kurz SEDA. Sie ist in der Lage, das Auftreffen von Elektronen und Protonen zu detektieren.

Von den Instrumenten an Bord erfasste Daten werden über ein Data Collection Subsystem (DCS) genanntes Untersystem zusammengestellt und an geeignete Bodenstationen übertragen. Entsprechende Ausstrahlungen erfolgen im Ka-Band.

Katalogisiert ist Himawari 9 („Sonnenblume 9“) alias GMS 9 (GMS steht für geostationary meteorological satellite) mit der NORAD-Nr. 41.836 und als COSPAR-Objekt 2016-064A. Die zweite Stufe der H-IIA F31 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.837 und als COSPAR-Objekt 2016-064B.

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• Himawari-9 auf H-IIA (202)

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Autor: Thomas Weyrauch. Quelle: Aerojet Rocketdyne, Hawaii Blog, ORS, Spaceflight Now, Universität Hawaii, USAF.

Super Strypi setzt sich aus drei Stufen zusammen, in denen unterschiedlich große Feststoffmotore mit feststehenden Ausströmdüsen zum Einsatz kommen. Alle Motore sind Erzeugnisse von Aerojet Rocketdyne aus den USA. Als Treibstoff kommt in ihnen Hydroxyl-terminiertes Polybutadien (HTPB) zum Einsatz.

Die erste Stufe besitzt einen LEO-46 genannten Motor mit einer Masse von etwas über 22 Tonnen, die zweite Stufe hat ein LEO-7 genanntes Aggregat mit einer Masse von etwa 3,5 Tonnen, und in der dritten Stufe wurde ein LEO-1 genannter Antrieb mit einer Masse von etwa 710 Kilogramm verbaut.

Nach erfolgreichen Tests und angelaufener Produktion soll Super Strypi Startkosten im Bereich zwischen 15 und 16 Millionen US-Dollar ermöglichen und den Transport von Nutzlasten mit einer Gesamtmasse um 300 Kilogramm erlauben. Von Hawaii aus könnten es etwa 275 Kilogramm für eine sonnensynchrone Bahn 400 Kilometer über der Erde sein, bei Start an der US-Ostküste in einen solchen Orbit sogar 320 Kilogramm.

Aerojet Rocketdyne verspricht sich eigenen Angaben zufolge deutlich gesenkte Kosten für den Transport von kleinen Erdsatelliten und von Monaten auf Wochen reduzierten Zeiten für die Vorbereitung entsprechender Starts. Dafür habe man beim Entwurf der Rakete auf ein komplexes und teures Flugführungssystem verzichtet (und versuchte, einfachere Lösungen zu nutzen).

Die Entwicklung der Rakete ist ein Projekt einer Abteilung des US-Verteidigungsministeriums, die bei der Umsetzung mit den US-amerikanischen Sandia-Laboratorien (Sandia National Laboratories), dem Labor für Raumflug Hawaii (Hawaii Space Flight Laboratory, HSFL), dem pazifischen Raketentestgelände (Pacific Missile Range Facility, PMRF) und dem US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtkonzern Aerojet Rocketdyne zusammen gearbeitet hat.

Auf der Luftwaffenbasis Kirtland in Neumexiko arbeitet seit dem 21. Mai 2007 das Operationally Responsive Space Office (ORS Office, ORS), dessen Aufgabe es entsprechend seiner Bezeichnung ist, für neu entstandene Anforderungen möglichst rasch nutzbare Lösungen im Bereich militärischer und die nationale Sicherheit der USA betreffender Raumfahrtanwendungen zur Verfügung zu stellen.

Das ORS-4-Projekt, in dessen Rahmen Entwicklung und Test der aktuell als experimentell bezeichneten Rakete Super Strypi erfolgte, wurde nach Informationen aus den USA bis dato mit über 35 Millionen US-Dollar an staatlichen Mitteln gefördert.

Der Start der etwas über 19 Meter langen Rakete erfolgte von der vollständig neu aufgebauten Rampe LP-41 des PMRF an einer Kokole Point genannten Position am Küstenstreifen Barking Sands im Südwesten der Insel Kauai.

Nach dem Verlassen der Startschiene des rund 40 Meter langen Richtgestells – welche der Führung bei geringer Geschwindigkeit und fehlender aerodynamischer Stabilisierung dient – um 4:45 Uhr MEZ (17:45 Uhr Ortszeit Hawaii) am 4. November 2015 gewann die Rakete rasch an Höhe. In einer Videoübertragung, die die Universität Hawaii bereitstellte und vom Branchendienst Spaceflight Now im Internet gezeigt wurde, wurde jedoch recht schnell erkennbar, dass der Flug sich nicht so vollzog, wie er geplant war.

Durch mit einer gewissen Anstellung am Heck angebrachte Finnen war die Rakete zur Stabilisierung wie vorgesehen in Rotation um ihre Rollachse versetzt worden. Dies war aus Telemetrie-Animationen in den präsentierten Livebildern unschwer abzulesen.

Bilder einer im oberen Drittel der Rakete montierten Kamera zeigten, dass sich im Blickfeld der Kamera nach wenigen Sekunden Flug ein von links nach rechts verlaufender Spalt in der Raketenwand oberhalb einer Reihe von Nieten oder Ähnlichem zeigte.

Die Telemetrie-Animationen legten aber auch schnell nahe, dass es während der 76 Sekunden angesetzten Brennphase der ersten Stufe nicht mit rechten Dingen zuging. Telemetrie und Videobilder der Onbord-Kamera zeigten, wie das Heck in zunehmende Pendelbewegung geriet. Die in der Atmosphäre hinterlassene Abgasspur bildete eine Korkenzieher-spiralenartige Struktur aus.

Am Schluss der Brennphase und danach zeigte die Animation der Telemetriedaten eine heftige Rotation der Rakete, möglicherweise um den weit vorne liegenden Schwerpunkt. Am Ende der gezeigten Telemetrieanimations-Bewegtbilder war noch ein Einsatz von Kaltgas-Düsen des Lagekontrollsystems an der zweiten Raketenstufe zu sehen.

Die US-Luftwaffe (United States Airforce, USAF) veröffentlichte via Spaceflight Now eine kurze Mitteilung, in der gesagt wird, dass die experimentelle Rakete kurz nach dem Start versagt hat. Versagensgründe wurden nicht angegeben, was verständlich ist, da erst eine Analyse der Geschehnisse erfolgen muss.

An Bord der Rakete befindliche Klein- und Kleinstsatelliten, 13 an der Zahl, gingen verloren. Die schwerste Nutzlast war ein Satellit der Universität Hawaii namens HiakaSat mit einer Masse von rund 55 Kilogramm. Ursprünglich waren 80 Kilogramm vorgesehen, die dann nach Ansage durch das ORS auf zunächst 40 Kilogramm herabgesetzt werden mussten. Daher handelt es sich bei HiakaSat um eine Modifikation des Hawaiisat 1 alias HS1, dessen Struktur bei HiakaSat gewissermaßen halbiert wurde.

HiakaSat hätte als Technologiedemonstrator für eine kosten-effektive Satellitenplattform zur Überprüfung neuer Technologien dienen sollen. Der Satellit war außerdem mit einem bildgebenden Hyperspektralabtaster und zwei Farbkameras ausgestattet, die zur Erdbeobachtung gedacht waren. Ein Namensbestandteil des vollständigen Namens des Raumfahrzeugs, Hyperspectral Imaging Aeronautical Kinematic Analysis Satellite, bezieht sich auf die letztgenannte Aufgabe.

Der anvisierte Orbit für HiakaSat war ein annähernd sonnensynchroner in rund 450 Kilometern über der Erde mit einer Neigung von 97,3 Grad gegen den Äquator (475 – 525 km bei 94 Grad laut HSFL 2013). Dort wollte die Universität Hawaii den Satelliten für einen Zeitraum zwischen einem und zwei Jahren einsetzen. Das HSFL nannte 2013 eine Auslegungsbetriebsdauer von zwei Jahren.

Das ORS-4-Projekt hinkte der ursprünglichen Zeitplanung deutlich hinterher. Ein erster Super-Strypi-Start war ursprünglich einmal für das zweite Quartal 2012 vorgesehen. Probleme im Bereich der Zeitplanung und bei technischen Details führten jedoch immer wieder zu Verzögerungen.

Unklar ist, ob der Fehlstart in Zusammenhang mit einem zuvor identifizierten Problem mit der Konstruktion der ersten Stufe der Super Strypi steht. Der Jungfernflug wurde nach Feststellung des Problems zunächst auf 2016 verschoben. Das ORS hatte dann entschieden, dass man 2015 startet, weil man trotz eines höheren Risikos denke, die Stufe trotz des Problems sicher fliegen zu können. Ein Einverständnis der Nutzlasteigentümer hatte man offenbar eingeholt.

Bei einem Brenntest des LEO-46-Motors der ersten Stufe im Jahr 2014 hatte sich ein Isolationsproblem herauskristallisiert. Eine isolierende Beschichtung des Motorgehäuses war durchgebrannt. Der Motor der ersten Stufe der Rakete, die am 4. November 2015 versagte, wurde, obwohl exakt nach vorher festgelegten Spezifikationen hergestellt, im Hinblick auf das beim Test 2014 beobachtete Verhalten als anfällig eingeschätzt.

Eine Modifikation des Motors sei nicht möglich gewesen, obgleich neu zu produzierende Exemplare von vorne herein entsprechend anpassbar seien, berichtete der Hawaii Blog. Das ist nachvollziehbar, da man an innen-liegende Isolierschichten nicht heran kommt, wenn ein Feststoffmotor erst einmal mit Treibstoffmasse befüllt ist.

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• ORS-4 auf SPARK („Super Strypi“)

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Autor: Axel Nantes. Quelle: Exelis, JAXA, JMA, MELCO, Moog

Himawari 8 kreist seit dem 7. Oktober 2014 um die Erde. Von der Rampe Nummer 1 des Yoshinobu-Startkomplexes (YLP-1) an der Südküste der japanischen Insel Tanegashima aus hatte die H-IIA-Rakete mit der Flugnummer F25 den Satelliten ins All gebracht. Der Start erfolgte um 5:16 Uhr UTC (Weltzeit). Die Startmasse des Satelliten betrug rund 3.500 Kilogramm, sein Leergewicht nach Fertigstellung lag bei etwa 1.300 Kilogramm.

Das von der Mitsubishi Electric Corporation (MELCO) für die japanische Wetteragentur (JMA) gebaute, auf dem Satellitenbus DS2000 basierende Raumfahrzeug erreichte am 16. Oktober 2014 nach intensiver Nutzung bordeigener US-amerikanischer Zweistofftriebwerke – ein Apogäumsmotor R-4D von Aerojet Rocketdyne und 12 Lageregelungstriebwerke von Moog – die vorgesehene Position bei 140 Grad Ost im Geostationären Orbit (GEO).

Am 18. Dezember 2014 schickte Himawari 8, dessen Name auf Deutsch so viel wie Sonnenblume Nummer 8 bedeutet, erste Bilder zur Erde.

Den Regelbetrieb begann Himawari 8 an einer Position von 140,7 Grad Ost im GEO um 2:00 Uhr UTC am 7. Juli 2015 als Nachfolger von MTSAT 2 alias Himawari 7. MTSAT 2 wird jetzt als Reservesatellit bei 145 Grad Ost im GEO bereitgehalten, bis ein weiterer neuer japanischer Wettersatellit ins All gebracht wird.

Mindestens jeweils 8 Jahre sollen die neuen dreiachsstabilisierten Satelliten ihren Aufgaben im Bereich der Wetterbeobachtung nachkommen. Zusammen mit Himawari 9, dessen Start aktuellen Planungen zufolge für das Jahr 2016 vorgesehen ist, will man eine kontinuierliche Beobachtung der Wetterentwicklung insbesondere im Osten Asiens und im westlichen Pazifik über einen Zeitraum von 15 Jahren ermöglichen. Bestellt hatte die JMA die beiden Raumfahrzeuge bei MELCO im Juli 2009.

Geplant ist, dass Himawari 9 zunächst als Reservesatellit dient, und später die regelmäßige Wetterbeobachtung von Himawari 8 übernimmt. Die Auslegung von Himawari 8 und 9 erfolgte so, dass sich ihr raumflugtechnischer Teil mindestens 15 Jahre lang betreiben lassen wird.

Die Anzahl der Frequenzbänder, auf welchen die Beobachtungen der neuen Satelliten erfolgen, wurde gegenüber den älteren Satelliten aus der MTSAT-Serie von 5 auf 16 gesteigert, das Intervall für die Bilderfassung um Faktoren zwischen 3 und 6 verringert (von 30 bzw. 60 Minuten auf 10 Minuten). Zusammen mit der verdoppelten Auflösung liefert ein neuer Satellit (sichtbares Licht Auflösung 0,5 km, Infrarot 2 km) rund 60 mal mehr Daten als einer der alten (sichtbares Licht Auflösung 1 km, Infrarot 4 km) in der gleichen Zeit.

Zentrales bildgebendes Instrument an Bord von Himawari 8 ist der von ITT Exelis – jetzt ein Teil der Harris Corporation – in den Vereinigten Staaten von Amerika gebaute Advanced Himawari Imager (AHI), der auf dem Advanced Baseline Imager (ABI) für den US-amerikanischen geostationären Wettersatelliten GOES R der US-amerikanischen Wetterbehörde NOAA basiert.

Der AHI ist dazu gedacht, alle 10 Minuten Übersichtsaufnahmen und alle zweieinhalb Minuten Detailbilder im Bereich des sichtbaren Lichts und des Infraroten zu erfassen. Die 16 Kanäle des Instruments arbeiten auf Wellenlängen zwischen 0,46 und 13,3 Mikrometern.

Für Abtastungen im Bereich des sichtbaren Lichts (VIS) stehen die Kanäle 1 bis 3 mit den Wellenlängen 0,46, 0,51 und 0,64 Mikrometern zur Verfügung. Die Kanäle 4 bis 6 sind mit Wellenlängen von 0,86, 1,6 und 2,3 Mikrometern dem nahen Infraroten (NIR) gewidmet.

Daten aus dem Infraroten (IR) liefern 10 AHI-Kanäle, die auf Wellenlängen von 3,9, 6,2, 7,0, 7,3, 8,6, 9,6, 10,4, 11,2, 12,3 und 13,3 Mikrometer eingerichtet sind.

Außerdem an Bord von Himawari 8 befindet sich eine Anlage zur Sammlung von aktuellen Weltraumwetterdaten. Entsprechend ihrer Bestimmung heißt sie Space Environment Data Acquisition Monitor, kurz SEDA. Sie ist in der Lage, das Auftreffen von Elektronen und Protonen zu detektieren.

Von den Instrumenten an Bord erfasste Daten werden über ein Data Collection Subsystem (DCS) genanntes Untersystem zusammengestellt und an geeignete Bodenstationen übertragen. Entsprechende Ausstrahlungen erfolgen im K_a-Band.

Am 12. August 2015 schickte Himawari 8 AHI-Daten zur Erde, die deutlich die Folgen der gegen 15:35 Uhr UTC stattgefundenen Explosionen in einem Containerlager des Stadtteils Binhai der chinesischen Hafenstadt Tianjin in der Atmosphäre zeigen.

Nach offiziellen Informationen aus China wird eine chemische Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser, bei der hoch entzündliches Acetylen entsteht, als mögliche Ursache des Unglücks in der Stadt, nach der der Asteroid (2209) Tianjin benannt ist, vermutet.

In einem Blog des Zentrums für Weltraumwissenschaften und Konstruktion der Universität Wisconsin-Madison in den Vereinigten Staaten von Amerika wird von einer starken Temperatursignatur im kurzwelligen Infraroten bei einer Wellenlänge von 3,9 und 3,75 Mikrometer berichtet, welche in Bildern der Wettersatelliten Himawari 8 und MTSAT 2 (Japan) und COMS 1 (Südkorea) sichtbar ist.

Die Bilder werden als Nachweis für die Vorteile des im Vergleich schnelleren Bilderfassungssystems von Himawari 8 beurteilt. In der Bildsequenz des neuen japanischen Satelliten lassen sich die von den Explosionen ausgehenden Rauchwolken einfach verfolgen. Datenlücken, die durch Gesamtabbildungen der sichtbaren Erdscheibe entstehen könnten, soll es im Material von Himawari 8 nicht geben. Der Sensorik von Himawari 8 war es darüber hinaus auch möglich, höhere Temperaturen zu erfassen.

Der in den Satellitenbildern erfasste Rauch und seine Ausbreitung konnte gut verfolgt werden. Letztere korrespondiert mit Informationen aus China zur jeweiligen Hauptwindrichtung. Auch auf anderen Wellenlängen hinterließen die Explosionen Spuren in den Daten von Himawari 8.

Katalogisiert ist Himawari 8 alias GMS 8 (GMS steht für geostationary meteorological satellite) mit der NORAD-Nr. 40.267 und als COSPAR-Objekt 2014-060A.

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• H-IIA F25 mit Himawari-8

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, NSF.

Am 9. Januar kam das Space Launch System (SLS), die neue Schwer-lastträgerrakete der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, erneut der Realität einen Schritt näher: Auf dem Gelände des Stennis Space Centers wurde die erste Testzündung des Haupttriebwerks unternommen. Pro Flug sollen vier dieser Haupt- triebwerke mit der Bezeichnung RS-25 in der Hauptstufe des SLS zum Einsatz kommen. Bei diesen RS-25 handelt es sich um die Haupt- triebwerke der Space Shuttle-Orbiter (Space Shuttle Main Engine, SSME), alle noch einsatz- bereiten SSMEs wurden nach der Einstellung des Space Shuttle Programms für ihren nächsten Einsatz im SLS modifiziert. Diese Modifikationen betrafen vor allem den Controller, also die Kontrolleinheit der Triebwerke. Dabei handelt es sich um eine elektronische Komponente, die das Triebwerk steuert, mit der restlichen Rakete kommuniziert und Befehle übermittelt. Bei einem Alter der verbliebenen Controller von 20-30 Jahren ist es verständlich, dass da nicht mehr alles Up-To-Date ist, weswegen bei dem RS-25 jetzt moderne Controller eingesetzt werden. Darüber hinaus wurde das RS-25 an die neuen Einsatzbedingungen im Space Launch System angepasst: Die Triebwerke werden vor dem Start kältere Temperaturen und während dem Flug einen höheren Treibstoffdruck sowie eine stärkere Erhitzung der Düse erleben. All diese Modifikationen wurden von der Firma Aerojet Rocketdyne vorgenommen.

Natürlich müssen diese Modifikationen auch getestet werden. Der beste Weg dafür ist es, das modifizierte Triebwerk tatsächlich zu zünden und so realistische Einsatz- bedingungen zu simulieren. Währenddessen werden Daten über das Verhalten des Triebwerks gesammelt, deren Analyse dann zeigt, ob alles wie gewünscht funktioniert. Um eine solche Testzündung durchzuführen, wurde 2013 damit begonnen, den A-1 Teststand auf dem Stennis Space Center für Triebwerkstests des RS-25 umzubauen. Im Juni 2014 installierte schließlich die NASA ein modifiziertes RS-25 Triebwerk auf dem A-1 Teststand. Es handelte sich um das RS-25 mit der Nummer 0525, ein Entwicklungstriebwerk, das nie am Space Shuttle ins All geflogen ist. Danach wurden jedoch Verunreinigungen innerhalb der Treibstoffzuleitungen des Teststands festgestellt, und so verzögerte sich die erste Testzündung um mehrere Monate. Als dieses Problem gelöst war, war man am 23. Oktober dazu in der Lage, das RS-25 wiederzuinstallieren. Am 11. Dezember wurde dann der letzte Schritt zu einer Testzündung unternommen: Ein sogenannter Chill Test, bei dem die beiden äußerst kalten Treibstoffe LH2 (flüssiger Wasserstoff) und LOX (flüssiger Sauerstoff) durch die Leitungen des Teststands und des Triebwerks fließen, jedoch noch keine Zündung erfolgt.

Dann, am 9. Januar, war es endlich soweit: Das RS-25 wurde gezündet, und zwar über 500 Sekunden lang. Die nächsten Testzündungen werden im April erfolgen, wenn Verbesserungen an dem Hochdruck-Wassersystem abgeschlossen sind, das den Teststand mit kaltem Wasser zur Kühlung versorgen wird. Mit dem derzeitigen Triebwerk (0525) sind insgesamt 8 Testzündungen geplant, die zusammen 3.500 Sekunden dauern werden. Mit dem nächsten Testtriebwerk sollen dann 10 Testzündungen durchgeführt werden, bei denen das Triebwerk insgesamt 4.500 Sekunden gezündet wird. Die zweite Testserie wird dann Tests der Flugversionen der Controller beinhalten. Für zukünftige SLS-Flüge plant die NASA, die Produktion von RS-25 Triebwerken wieder aufzunehmen. Dazu wird die NASA mit der Herstellerfirma Aerojet zusammenarbeiten, um das RS-25 so zu modifizieren und anzupassen, dass es kostengünstiger und schubstärker wird. Das ist möglich, weil inzwischen neue Technologien vorhanden sind und das RS-25 nun nicht mehr darauf ausgelegt werden muss, wie zu Shuttle-Zeiten wiederverwendbar zu sein. Für den Anfang ist die Herstellung von sechs neuen RS-25 Triebwerken vorgesehen.

Die weiteren Highlights der SLS-Entwicklungsarbeiten im diesem Jahr werden neben den besagten Triebwerkstests eine Testzündung des neuen 5-Segmente Feststoffboosters, Schweißarbeiten an der ersten SLS-Hauptstufe in der Michoud Assembly Facility nahe New Orleans und das Critical Design Review des gesamten SLS sein, eine rigorose Designprüfung.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IB wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird ebenfalls die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug des SLS ist nicht später als im November 2018 mit der Mission EM-1 (Exploration Mission 1) geplant, bei der das neue NASA-Raumschiff Orion noch unbemannt zum Mond fliegen wird. Weitere SLS-Missionen sollen bemannte Marsflüge in den 2030ern vorbereiten, jedoch hat der US-Kongress immer noch keine dieser Missionen bewilligt, obwohl er als Unterstützer des SLS gilt.

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• SLS: Bereit für QM-1 (06. Januar 2015)
• SLS: Chill Test des Haupttriebwerks (07. November 2014)
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