Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Florida Today, Spacenews, Spaceflight Now, ULA, USAF.

Beim Brennschluss der ersten Stufe der Atlas-V-Rakete der United Launch Alliance (ULA) am 23. März 2016 war weder die vorausberechnete Fluggeschwindigkeit noch die geplante Flughöhe erreicht. Das RD-180-Triebwerk der ersten Stufe war aus einem derzeit nicht öffentlich bekannten Grund beim 62. Flug einer Atlas-V-Rakete fünf oder sechs Sekunden zu früh abgeschaltet worden.

Dank intelligenter Programmierung und einer ausreichenden Betankung war die zweite Stufe der Atlas V, Centaur genannt, allerdings in der Lage, die zu geringe Leistung der ersten Stufe zu kompensieren.

Um das von Orbital ATK gebaute Cygnus-Versorgungsschiff auf die vorgesehen Erdumlaufbahn zu bringen, ließ die Computersteuerung des Centaur sein Haupttriebwerk vom Typ RL-10C über eine Minuten länger feuern, als im ursprünglichen Flugplan vorgesehen. Statt 18 Minuten und 9 Sekunden nach dem Abheben geschah der erste Centaur-Brennschluss nach rund 19 Minuten und 20 Sekunden. Statt rund 14 Minuten arbeite das Triebwerk über eine Minute länger, bevor es abgeschaltet und das Transportschiff ausgesetzt wurde. Inklination und Höhe des erreichten Orbits entsprechen der geplanten Bahn. Weil das Aussetzen aber nicht an der vorher festgelegten Position innerhalb dieses Orbits stattfand, werden die Bahnmanöver, die den Cygnus-Transporter zur ISS führen, angepasst.

Nach dem Aussetzen der Nutzlast standen für der Centaur weitere Manöver auf dem Programm. Um einer Existenz als Weltraumschrott aus dem Wege zu gehen war ein gezielter Wiedereintritt in die Erdatmosphäre südlich von Australien vorgesehen. Um das geplante Wiedereintrittsfenster zu erreichen, musste der Centaur sein für eine Reihe von Wiederzündungen geeignetes Haupttriebwerk erneut in Betrieb setzen. Der Centaur der AV-064 beendete eine entsprechende Brennphase 8 Sekunden früher als im ursprünglichen Flugplan festgelegt. Ob das aus Treibstoffmangel geschah, wurde bisher nicht mitgeteilt.

Nach vorliegenden Informationen erfolgte der Wiedereintritt des Centaur nicht exakt an der geplanten Position. Trotzdem sollen Trümmerteile des Centaur, die den Sturz durch die Atmosphäre überstanden haben könnten, keinesfalls über Land zu Boden gegangen sein. Gegebenenfalls sind sie in einem Bereich östlich vom vorgesehenen Gebiet südlich von Australien ins Meer gefallen, teilte die ULA-Sprecherin Lyn Chassagne dem Branchendienst Spacenews mit.

Der Vorfall, unter anderem als Booster stage anomaly bezeichnet, wird aktuell untersucht. Ob das Ereignis eine Auswirkung auf das Startmanifest der Atlas-V-Raketen haben wird, ist derzeit nicht abzusehen. Die nächste Atlas-V-Mission soll dem Start des US-amerikanischen Marinekommunikationssatelliten MUOS 5 dienen.

Aktuell ist der Start von MUOS 5 auf der Atlas-V mit der Baunummer AV-063 auf den 5. Mai 2016 terminiert, und von einem Aufschub aus aktuellem Anlass nichts bekannt.

Update 26. März 2016
Um mehr Zeit für erforderliche Untersuchungen zu bekommen, wurde der Start von MUOS 5 mittlerweile verschoben. Starten will man jetzt frühestens am 12. Mai 2016.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• OA-6 Cygnus CRS Orb-6 auf Atlas V 401

Der Beitrag AV-064: Atlas-V-Startstufe vorzeitig abgeschaltet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Thales Alenia Space, raumfahrer.net.

Der von Thales Alenia Space gebaute Kommunikationssatellit Palapa-D1 war am 31. August 2009 auf einer chinesischen Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 3B gestartet worden. Auf Grund eines Fehlers in der dritten Stufe gelangte der Satellit jedoch nicht auf die vorgesehene Übergangsbahn. Die notwendige zweite Brennphase der dritten Stufe war zu kurz.

Spezialisten von Thales Alenia Space entwickelten eine Strategie, die es erlauben würde, den Kommunikationssatelliten unter Einsatz seiner eigenen Triebwerke bis in den Geostationären Orbit zu bringen. Nach drei Brennphasen des Apogäumsmotors des Satelliten war Palapa-D1 in einem geeigneten Geotransferorbit unterwegs. Der Satellit befindet sich mittlerweile wie vorgesehen bei 113 Grad Ost im Geostationären Orbit.

Nach dem intensiven Einsatz der bordeigenen Triebwerke und dem damit verbundenen Treibstoffverbrauch wird für Palapa-D1 nunmehr von einer verbleibenden Lebenserwartung von über 10,5 Jahren ausgegangen. Der ursprünglich vorgesehene Missonsverlauf hätte eine Nutzungsdauer des Satelliten von 15 Jahren erlaubt. 17,5 Jahre lang hätte der Satellit im All manövriert werden können.

Die indonesische PT Indosat Tbk will die 35 C-Band- und 5 Ku-Band-Transponder von Palapa-D1 insbesondere für Breitbandinternetanwendungen und zur Ausstrahlung von Fernsehprogrammen verwenden. Ende Oktober 2009 sendeten die ersten Fernsehkanäle über Palapa-D1.

Palapa-D1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 35812 bzw. als Objekt 2009-046A.

Der Beitrag Palapa-D1 betriebsbereit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Spaceflight Now.

24 Treibstoffsensoren werden im externen Tank des Space Shuttle verwendet: 12 in der Sauerstoff- und 12 in der Wasserstoffsektion. Acht davon messen die Menge von Treibstoff vor dem Start. Jene vier hingegen, die mittlerweile als Engine-Cutoff-Sensoren (ECO), also Triebwerks-Brennschluss-Sensoren, bekannt sind, sind Teil eines Sicherheitssystems, das garantieren soll, dass die Triebwerke des Shuttle weder zu früh abschalten noch zu lange laufen und damit den Tank „trocken saugen“, mit möglicherweise katastrophalen Folgen. Daher müssen alle vier ECO-Sensoren in jedem der beiden Tanks beim Start funktionieren.

Die Wasserstoff-ECO-Sensoren befinden sich ganz unten im Tank, nahe der Mündung des Ansaugrohrs, das den flüssigen Wasserstoff – mit einer Temperatur von -250 Grad Celsius, nahe dem absoluten Nullpunkt -, zu den Triebwerken leitet. Die meiste Zeit sind die Sensoren also in dem superkalten Treibstoff eingetaucht; erst kurz bevor der Tank leer läuft, können sie „trocken“ werden.

Die ECO-Sensoren werden erst spät in der Aufstiegsphase scharf geschaltet, wenn sich nur noch eine relativ kleine Menge von Treibstoff im Tank befindet. Ist das ECO-System aktiv, prüft das Computersystem des Shuttle ständig den Status jedes Sensors, ob er immer noch „nass“ ist. Als Schutz gegen einen fehlerhaften Sensor wird die erste „Trocken“-Meldung von jedem von ihnen verworfen.

Dabei ist das ECO-System nur ein Hilfssystem. Die Flugcomputer des Shuttle messen ohnehin ständig Position, Geschwindigkeit und Treibstoffverbrauch und können daraus selbständig kalkulieren, wann die Triebwerke abgeschaltet werden müssen. Nur zur Sicherheit überwachen die Computer die ECO-Sensoren, während sich der Tank allmählich leert, um vor unliebsamen Überraschungen geschützt zu sein.

Der Shuttle wird mit mehr Treibstoff gestartet, als er für seine Mission braucht, also könnten die ECO-Sensoren eigentlich niemals „trocken“ laufen. Aber wenn ein Problem auftritt und die Computer zwei „trockene“ Sensoren feststellen, dann schalten sie die Triebwerke ab, um zu verhindern, dass der Tank leer läuft. So lange wie mindestens drei Sensoren „nass“ melden, wird angenommen, dass noch Treibstoff im Tank ist.

Wenn das System scharf geschaltet ist, müssten zwei Sensoren fälschlich „trocken“ melden, um einen versehentlichen Brennschluss auszulösen. Wenn drei Sensoren fälschlich „nass“ melden, könnten die Triebwerke trocken laufen.

Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Mehrfachversagens ist extrem gering, internen NASA-Dokumenten zu früheren Problemen zufolge. Tatsächlich hat seit der sechsten Shuttle-Mission 1983, als das Design geändert wurde, kein ECO-Sensor mehr während des Flugs versagt.

Allerdings hat sowohl ein zu früher als auch ein zu später Triebwerks-Brennschluss schwer wiegende Folgen. Ein vorzeitiger Brennschluss kann dazu führen, dass die Crew den angepeilten Orbit nicht erreicht. Ein verspäteter Brennschluss ist noch schlimmer. Denn das Triebwerkssystem ist auf ein bestimmtes Gemisch von Treibstoff (hier Wasserstoff) und Oxidator (hier Sauerstoff) ausgelegt. Wird das Gemisch zu fett oder zu mager, stimmt – wie beim gemeinen Kraftfahrzeug – nicht nur die Leistung nicht mehr, sondern das Triebwerk kann sogar beschädigt werden, angefangen von Kavitation in den Hochleistungs-Turbopumpen bis hin zu Bränden oder gar Explosionen der Triebwerke. Obwohl das ECO-Sensorsystem also eigentlich nur ein Hilfssystem ist, den Flugcomputern von der Bedeutung her untergeordnet, fordern die Startregeln der NASA ganz klar vier funktionierende ECO-Sensoren in jedem Tank, um das Ziel der mehrfach redundanten Absicherung zu erreichen. Von daher war der Startabbruch nur konsequent.

Bisher zwei Notabschaltungen
In der Geschichte des Shuttle-Programms wurde das ECO-System bisher erst zweimal auf die Probe gestellt.

Während der Mission STS-51F der Challenger am 29. Juli 1985 schaltete sich eines der Haupttriebwerke fünf Minuten und 43 Sekunden nach dem Start ab, weil ein interner Temperatursensor versagte. Dadurch stieg der Treibstoffverbrauch der beiden verbliebenen Triebwerke, der Treibstoff reichte nicht, und das Resultat war, dass die ECO-Sensoren die Triebwerke ganz abschalten mussten.

Die andere ECO-Notabschaltung ereignete sich just während des letzten Flugs von Discovery-Kommandantin Eileen Collins, bei Mission STS-93, als ein Wasserstoffleck in den Kühlröhren, aus denen die Düse von Triebwerk 3 bestand, zu einem überhöhten Sauerstoffverbrauch führte. In diesem Fall liefen die Sauerstoff-ECO-Sensoren „trocken“, was zur Triebwerksabschaltung führte.
In beiden Fällen geschahen die Abschaltungen erst spät während des Aufstiegs und beide Shuttle-Crews konnten ihre Missionen vollenden, obwohl die Challenger-Crew in einen niedrigeren Orbit als geplant kam.
Chronologie des Discovery-ECO-Problems
Die NASA wurde in den vergangenen Wochen mit einer Reihe von Problemen mit dem ECO-Sensorsystem konfrontiert, Störungen von überraschender Hartnäckigkeit. Die Probleme begannen während eines Betankungstests im April, als die ECO-Sensoren 3 und 4 nur sporadisch funktionierten.

Ingenieure entfernten einen elektronischen Controller, eine so genannte „Point sensor box“, und ersetzten die Verkabelung zu den beiden fraglichen Sensoren, während die Verkabelung zu den Sensoren 1 und 2 unverändert blieb. Der Controller stellte sich aber als intakt heraus und die Ingenieure konnten die Ursache des Problems nicht aufspüren. Ein Controller vom Shuttle Atlantis wurde installiert und ein zweiter Betankungstest durchgeführt.

Diesmal arbeiteten die Sensoren normal. Aber bei weiteren Untersuchungen nach dem Test versagte der Austausch-Controller. Er wurde durch einen weiteren von der Endeavour ersetzt. Die NASA hatte da schon entschieden, dass der Tank der Discovery wegen den Eis-Problemen ausgetauscht werden sollte. Mit einem frischen Controller, ausgetauschter Verkabelung, einem neuen Tank und soliden Testergebnissen, entschieden die NASA-Manager, die bisherigen Sensorprobleme als „unerklärte Anmomalie“ zu den Akten zu legen.

Aber während des Countdowns am Mittwoch versagte nun der Wasserstoff-ECO-Sensor Nr. 2 bei einem Test, bei dem die Computer Signale senden, um einen „trockenen“ Tank zu simulieren: Anstelle „trocken“ zu melden“, blieb er auf „nass“ stehen. Und als der Tank anschließend, nach dem Startabbruch geleert wurde und folglich die anderen drei Sensoren wie erwartet von „nass“ auf „trocken“ sprangen, meldete Sensor Nummer 2 noch drei Stunden lang „nass“, bevor er sich dazu bequemte, „trocken“ anzuzeigen.

Zur Zeit steht die Discovery noch auf der Startrampe und Experten arbeiten rund um die Uhr daran, das Problem endgültig zu lösen. Viel Zeit haben sie dazu nicht mehr. Normalerweise werden derartige Arbeiten auch im „Vehicle Assembly Building“ erledigt, aber dann wäre ein Starttermin „noch im Juli“ endgültig nicht zu halten und müsste auf September verschoben werden. Denn erst dann sind die beiden Randbedingungen „Start bei Tageslicht“ und „Treffen mit der ISS“ wieder unter einen Hut zu bringen.

Derweil steigt das Unverständnis bei den ungeduldigen Zuschauern rund um die Welt. Drosch man vor dem Start auf die NASA ein, wie sie mit diesem „schlachtreifen Schlachtross“ überhaupt noch fliegen könne, dreschen nun, nach dem Abbruch, viele auf die NASA ein, wo sie nun wirklich auf Nummer Sicher geht und auf der tadellosen Funktion eines wichtigen Hilfssystems besteht.

Wie Shuttle-Manager Wayne Hale schon sagte: „Es gibt dieses System und das hat seinen guten Grund.“ Und NASA-Administrator Michael Griffin mahnte letzte Woche die vielen ungeduldig Wartenden schon zu Gelassenheit und Geduld. Er erinnerte daran, wie eine Shuttle-Mission einmal erst nach 14 Countdown-Abbrüchen hatte starten können.

Der Beitrag Warum wir auf den Start warten müssen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.