Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ACS, AEB, Aviation Week.

Im Gebiet des seit rund 30 Jahren existierenden Startgeländes im brasilianischen Bundesstaat Maranhão entsteht eine neue Startrampe und andere für den neuen Raketentyp notwendige Infrastruktur. Die Arbeiten dazu sind nach Angaben von ACS zu rund 48% erledigt, wofür von Seiten der beteiligten Regierungen Brasiliens und der Ukraine umgerechnet rund 300 Millionen US-Dollar ausgegeben wurden.

Juristische Auseinandersetzungen mit der ortsansässigen Bevölkerung und Finanzierungsschwierigkeiten verzögerten das Projekt um mittlerweile rund 3 Jahre. Im Mai 2013 entschieden sich Brasilien und die Ukraine, die für Entwicklung und Umsetzung der neuen Startanlage zur Verfügung zu stellenden finanziellen Mittel von umgerechnet 487 auf 918 Millionen US-Dollar aufzustocken.

Die ACS will die Arbeiten an der Startanlage in Alcântara 2014 abschließen, damit die Anlieferung einer ersten flugfähigen Zyklon-4-Rakete Anfang 2015 erfolgen kann. Die laut ACS-Vorstandsmitglied Sergej Gutschenkow zu rund 76% komplettierte Zyklon 4 hat rund 73% der geplanten Testzeit überstanden.

Ende 2015 könnte die erste Zyklon 4 in Brasilien abheben. Geplant ist, dass die Rakete bei ihrem Qualifizierungsflug eine Reihe von Kleinsatelliten, darunter auch ein Raumfahrzeug aus Japan, auf niedrige Erdumlaufbahnen bringt.

Als Nutzlastkapazität der dreistufigen Zyklon 4 für einen niedrigen Orbit in rund 200 Kilometern über der Erde werden derzeit maximal 5.685 Kilogramm genannt. In einen sonnensynchronen 400-Kilometer-Orbit – übliche Nutzung u.a. durch Erdbeobachtungssatelliten – sollen 3.910 Kilogramm Nutzlast befördert werden können, und in einen Geotransferorbit, von dem aus Raumfahrzeuge den Geostationären Orbit – typisch für Kommunikationssatelliten – erreichen können, noch 1.600 Kilogramm.

Ursprünglich zielte die neue Rakete nicht auf Nutzlasten für den Geostationären Orbit. Der Hype um moderne Konstruktionen von Satelliten mit elektrischen Antrieben könnte nach langen Jahren immer schwerer werdender Kommunikationssatelliten wieder einen Trend zu leichteren Raumfahrzeugen bewirken, weshalb die künftigen Zyklon-4-Betreiber hoffen, solche Satelliten starten zu können. Man hat nun vor, die in einen Geotransferorbit transportierbare Nutzlastmasse schrittweise auf rund 2.200 Kilogramm anzuheben. So will man gewährleisten, dass man um einen Anteil an den Startaufträgen für die sogenannten all-electric Satelliten werben kann. Seinen Kunden möchte man dann zwischen 50 und 55 Millionen US-Dollar für einen Start berechnen.

Die aktuell bei Juschnoje in der Ukraine in der Entwicklung befindliche Zyklon 4 setzt bei der ersten und zweiten Stufe auf Entwürfe, die denen der sowjetischen Zyklon 2 und Zyklon 3 ähneln. Die dritte Stufe der Zyklon 4 ist eine völlige Neukonstruktion, in der Technologie wie bei ukrainischen Raketen der Typen Dnepr und Zenit zum Einsatz kommen soll. Die Auslegung der dritten Stufe erfolgt so, dass sie in der Lage sein wird, fünf Brennphasen zu absolvieren, wofür ihr insgesamt rund 9 Tonnen Betriebsstoffe zur Verfügung stehen.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Parabolic Arc, Raumcon, RN.

Dabei ist keineswegs sicher, dass es dann klappt. Kenner der Komplexität des Vorhabens witzeln mittlerweile, der Flug könne durchaus im Februar stattfinden, allerdings nicht 2014. Offenbar hat man weiterhin Schwierigkeiten mit dem Hybridantrieb. Er gilt als zu schwach und bestimmte Probleme sind noch immer nicht gelöst. Auch Versuche mit einer anderen hybriden Treibstoffkombination aus Nylon und Stickstofftetraoxid schlugen fehl. Am 17 Mai explodierte ein Triebwerk und beschädigte dabei auch den Tank und den Prüfstand so stark, dass dieser nicht mehr einsatzbereit war.

Mittlerweile denkt man über ein wiederverwendbares Flüssigkeitstriebwerk nach und arbeitet gerüchteweise bereits daran. Dies hätte zudem den Vorteil, dass ein Raumschiff nach einem absolvierten Flug wahrscheinlich schneller wieder einsatzbereit wäre. Allerdings kann man ein angepasstes Triebwerk nebst Triebstoffzuführung nicht in so kurzer Zeit aus dem Boden stampfen.

Bisher hat Spaceship Two nur ein paar Landungen nach antriebslosem Flug und zwei kurzen Antriebsphasen erfolgreich hinter sich gebracht. Auch hier lagen Scaled Composites und Virgin Galactic bereits deutlich hinter dem Zeitplan. Nach dem ersten Antriebsflug im April, bei dem das Triebwerk für wenige Sekunden gezündet wurde, kündigte Milliardär Branson an, er wolle zu Weihnachten mit seinen beiden Kindern erstmals die 100-Kilometer-Marke überschreiten.

Spaceship Two soll zwei Piloten und sechs zahlende Passagiere an die Grenze zwischen Erdatmosphäre und erdnahem Weltraum bringen. Dabei könne man mehrere Minuten lang Schwerelosigkeit erleben und zudem die Schwärze des Alls sowie die Krümmung der Erde deutlich sehen. Ein Flug soll 200.000 bis 250.000 US-Dollar kosten und etwa 1 Stunde dauern. Für die Rückkehr hat sich Scaled Composites, Entwickler des Prinzips, mit dem sogenannten Federflug etwas vollkommen Neues einfallen lassen. Während die Flügel nach oben geklappt werden, fällt das Raumflugzeug durch den Luftwiderstand gebremst in dichtere Atmosphärenschichten zurück und landet anschließend wie ein normales Flugzeug, allerdings antriebslos am Startort.

Dass das Prinzip gut funktioniert, konnte man bereits 2004 eindrucksvoll nachweisen, als Spaceship One zweimal innerhalb einer Woche bis an die Grenzen des Alls vordrang und damit den Ansari X-Prize gewann.

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• Thema Virgin Galactic ab 28. September 2013

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Orbital Sciences Corporation.

Offenbar gab es Abweichungen in den Formaten der GPS-Daten der Internationalen Raumstation und dem anfliegenden Transportraumschiff, als man in den relativen Modus übergehen wollte. Orbital hat mittlerweile den Fehler gefunden und arbeitet an einer Software-Lösung.

Beim relativen GPS werden Positions- und Geschwindigkeitsdaten als Differenzen zwischen den Werten beider Raumfahrzeuge berechnet. Dafür müssen beide Systeme mit hoher Präzision funktionieren, obwohl man sich im Endanflug nicht allein auf diese Daten verlässt.

Zusätzlich gibt es auch ein Lasersystem, mit dem man anhand von Reflexionen den Abstand des Raumfahrzeugs von der Station zentimetergenau bestimmen kann. Ziel ist es, Cygnus etwa 10 Meter unterhalb des Labormoduls Destiny relativ zur Station zum Stillstand zu bringen. Dann soll der Frachter mittels Manipulatorarm an den erdwärts gerichteten Kopplungsstutzen des Moduls Harmony am Bug der ISS angedockt werden.

Im Rahmen einer Demonstrationsmission sollen zuvor bestimmte Tests absolviert werden. Erfolgreich bewältigte Cygnus den Start am Mittwoch, Positions- und Lageregelung am ersten sowie freie Drift und Annäherungs-Abbruch am zweiten Flugtag. Freie Drift bedeutet dabei, dass Cygnus ohne Verwendung irgendwelcher Antriebssysteme eine stabile Fluglage im Orbit einhält. Beim aktiven Abbruch hingegen werden die Triebwerke dazu verwendet, sich von einem Ziel zu entfernen.

Vor dem Ankoppeln sind weitere 7 Punkte zu erfüllen. Dazu zählen die relative GPS-Navigation, Zielführung, aktive Lageregelung, Kommandoübermittlung von einer an Bord der ISS befindlichen Steuerung (Hardware Command Panel), Laser-gestützte Navigation, Rückzug auf Kommando, Halten auf Kommando und schließlich Laser-Erfassung eines einzelnen Reflektors und die auf diesen Daten basierende Fähigkeit zur Navigation im direkten Umfeld der Station.

Zwischendurch gibt es Prüfpunkte, an denen jeweils entschieden wird, ob die Mission fortgesetzt oder abgebrochen wird. Die Demonstationsmanöver beginnen im Abstand von 4 Kilometern hinter und unterhalb der Station. Zunächst verringert Cygnus den Rückstand auf 1,4 km, beim ersten Annäherungsmanöver wird die Bahn dann angehoben. Danach setzt sich Cygnus direkt unter die ISS und wird mit dem dritten und vierten Annäherungsmanöver weiter nach oben gebracht. Das fünfte derartige Manöver erfolgt bei etwa 250 Metern vertikalem Abstand und bringt Cygnus in den 200-Meter-Bereich der Station. Hier werden dann Flucht- und Haltemanöver ausprobiert, bevor die endgültige Annäherung an die Station vorgesehen ist.

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• Antares/Cygnus – COTS 1
• ISS-Expedition 37

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: IPCS, ISRO, PIB, PTI.

GSAT-7 und GSAT-7A sind dedizierte Kommunikationssatelliten für das indische Militär. Die indische Marine möchte GSAT-7 alias INSAT-4F für sich nutzen, der Satellit hätte ursprünglich bereits im Jahre 2010 in den Weltraum transportiert werden sollen. Die indische Luftwaffe (IAF) will GSAT-7A für eigene Kommunikationsverbindungen einsetzten. Zunächst war man in Indien davon ausgegangen, dass dies ab 2009 möglich sei.
Aufgrund der mangelnden Zuverlässigkeit der indischen Trägerrakete GSLV (Raumfahrer.net berichtete), welche extra für den Start von Nutzlasten, die eine geostationären Umlaufbahn erreichen sollen, entwickelt wurde, gerieten die beiden Satellitenprogramme ins Stocken.

Ende 2011 sah es so aus, dass GSAT-7 Ende 2012 auf einem nicht näher spezifizierten nicht-indischen Träger ins All gelangen könnte. Angenommen wird, dass Arianespace den Start von GSAT-7 besorgen wird. Im April 2012 berichtete der indische Verteidigungsminister Arackaparambil Kurien Antony, dass er derzeit von einem GSAT-7-Start 2012 oder 2013 ausgehe, und den Start von GSAT-7A 2013 oder 2014 erwarte.

Der auf der indischen Satellitenplattform I-2K bzw. I-2000 basierende GSAT-7 für die Marine trägt eine Kommunikationsnutzlast mit Transpondern für das C-, das K_u– und das S-Band sowie den UHF-Bereich. Die Solarzellenausleger des rund 2.330 Kilogramm schweren Satelliten mit einer projektierten Lebenserwartung von 9 Jahren sind so dimensioniert, dass sie die Kommunikationsnutzlast mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2.000 Watt versorgen können.
Im Geostationären Orbit bei 74 Grad Ost über einem IOR für Indian Ocean Region genannten Meeresgebiet mit einer Ausdehnung von etwa 600 x 1.000 nautischen Meilen (~1.110 x 1.800 Kilometer) positioniert soll GSAT-7 Verbindungen zwischen einzelnen Marineeinheiten sowie mit Kommandostellen ermöglichen.

GSAT-7A für die Luftwaffe ist unter anderem dazu gedacht, Verbindungen zu bis zu sechs fliegenden mit Radaranlagen des Typs EL/W-2090 aus Israel in Flugzeugen des russischen Typs Iljuschin IL 76 ausgerüsteten AWACS-Radarstationen bereitzustellen, und die Kommunikationsanforderungen anderer fliegender und am Boden stationierter Radareinheiten zu befriedigen.

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