Erstellt von Axel Nantes. Quelle: DigitalGlobe, Harris, Lockheed Martin, NASA, ULA, USAF

Der 6. Start einer Atlas-V-Rakete im Jahr 2016 und der 66. insgesamt erfolgte zu Beginn eines 15 Minuten langen Startfensters um 19:30 Uhr MEZ und wurde am 11. November 2016 unter der Ägide der United Launch Alliance (ULA) abgewickelt. Der Flug begann auf der Space Launch Complex 3E (SLC-3E) genannten Startanlage der an der Pazifikküste gelegenen Luftwaffenbasis Vandenberg (Vandenberg Air Force Base, VAFB).

WorldView 4 mit einer Startmasse von rund 2.087 Kilogramm wurde von einer Atlas V in 401-Konfiguration transportiert. Das bedeutet, dass auf der Zentralstufe mit RD-180-Triebwerk von RD-AMROSS eine Centaur-Oberstufe mit einem Triebwerk aufgesetzt war, an der Zentralstufe keine Feststoffbooster angebracht waren und die Nutzlastverkleidung vier Meter Durchmesser hatte.

Das Haupttriebwerk der Zentralstufe der Rakete mit der Seriennummer AV-062 wurde rund vier Sekunden vor dem Abheben gezündet. Die Zentralstufe trug Centaur und Nutzlast dann in die Höhe. Nach etwas über vier Minuten Flugzeit war die Zentralstufe ausgebrannt und abgetrennt, und es war nun Aufgabe der Centaur, mit einer einzelnen Brennphase ihres RL10C-Triebwerks von Aerojet Rocketdyne die Nutzlast in den vorgesehenen Zielorbit zu bringen. Die erforderliche Brennphase dauerte rund 11 Minuten und 16 Sekunden.

Die Centaur-Oberstufe funktionierte wie vorgesehen und ermöglichte rund 19 Minuten nach dem Abheben ein Aussetzen von WorldView 4 im richtigen Orbit. Damit war der Job der Oberstufe aber noch nicht abgeschlossen. Im Rahmen einer weiteren rund zwei Stunden dauernden Flugphase sollten einige Kleinstsatelliten, sogenannte Cubesats, ausgesetzt werden, was auch gelang. Für Transport und Aussetzen der Cubesats wurde ein Dispenser mit dem Namen Enterprise am Heck der Oberstufe verwendet.

Die beiden ins All transportierten AeroCubes 8C und 8D sind Cubesats im Format 1,5U. Sie dienen dem Unternehmen Aerospace Corporation aus El Segundo im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien als Technologiedemonstratoren. An Bord sind unter anderem neuartige Solarzellen und besondere Ionentriebwerke vom Typ SiEPro (Scalable ion-Electrospray Propulsion System). Außerdem kommen Kohlenstoffnanoröhren zum Einsatz, die dem Schutz vor Weltraumstrahlung dienen sollen.

Ein Cubesat-Experiment mit der Bezeichnung CELTEE für CubeSat Enhanced Locator Transponder Evaluation Experiment ist in einem 1U-Cubesat untergebracht. Mit dem Satelliten mit einer Masse von rund einem Kilogramm will das Forschungslabor der US-amerikanischen Luftwaffe (Air Force Research Laboratory, AFRL) die Leistungen eines neuartigen Transponders zur Positionsbestimmung des Raumfahrzeugs testen. Maximal sechs Monate sollen die Untersuchungen der von M42 Technologies aus Seattle im US-Bundesstaat Washington gelieferten Technik dauern.

Prometheus 2-1 und 2-2 sind Entwicklungen des Los Alamos National Laboratory (LANL) für das United States Special Operations Command (USSOCOM). In erster Linie dienen sie der Erprobung der Kommunikation von Stationen im Feld mit günstig herzustellenden Cubesats im All, die Informationen zwischenspeichern und bei Bedarf an Empfänger am Erdboden weiterleiten. Die beiden Cubesats im Format 1,5U und mit je vier entfaltbaren Solarzellenauslegern sollen jeweils unter 100.000 US-Dollar gekostet haben.

RAVAN ist ein Cubesat im Format 3U. RAVAN steht für „Radiometer Assessment using Vertically Aligned Nanotubes“ und beschreibt damit die Aufgabe des von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (National Aeronautics and Space Administration, NASA) finanzierten und vom Labor für angewandte Physik der Johns Hopkins Universität (Applied Physics Laboratory at Johns Hopkins University, JHU/APL) betriebenen Satelliten mit einer Masse von rund fünf Kilogramm.

Die günstige Radiometer-Technik von RAVAN könnte Prototyp für Instrumente an Bord einer Reihe von Kleinstsatelliten werden, wenn sie sich bei der Messung von Daten zur Earth Radiation Imbalance (ERI) bewährt. Bei der Absorption von Energie aus dem All und der Abstrahlung von Energie durch die Erde ins All gibt es ein Ungleichgewicht, von dem man vermutet, dass es vor Beginn der Industrialisierung nicht bestand. Im Klimasystem der Erde nimmt die Energie derzeit offenbar zu.

Die Bestimmung der von der Erde abgestrahlten Energie kann wertvolle Daten zur Klimaforschung liefern. Gelingt es, die Rückstrahlung über einen weiten Frequenzbereich mit einer bestimmten Genauigkeit zu erfassen, während parallel dazu die Einstrahlung aus dem All zuverlässig erfasst wird, könnte man zu zuverlässigeren Aussagen darüber kommen, ob eine Abkühlung oder eine Erwärmung der Erde zu erwarten ist.

WorldView 4 – die Hauptnutzlast der Atlas V AV-062 – basiert auf dem Satellitenbus LM 900 von Lockheed Martin. Das Raumfahrzeug gelangte auf eine annähernd kreisförmige Bahn in rund 620 Kilometern Höhe über der Erde, wo es für einen Orbit rund 97 Minuten benötigt. Die Bahn des dreiachsstabilisierten Satelliten ist um rund 98 Grad gegen den Erdäquator geneigt, es handelt sich um einen polaren, sonnensynchronen Orbit. Bis zu 680.000 Quadratkilometer der Erdoberfläche pro Tag gedenkt man mit WorldView 4 abtasten zu können. Dabei wird laut Lockheed Martin pro Tag eine Datenmenge von rund 19,5 Terabyte entstehen. Ein Großteil der Kapazität des Satelliten wird DigitalGlobe im Auftrag der US-Regierung einsetzen.

Der mit einem Teleskop mit einem Primärspiegel mit einem Durchmesser von rund 1,1 Metern ausgerüstete neue Erdtrabant besitzt ein Kamerasystem, von dem man sich bei einer Flughöhe von 617 Kilometern über der Erde panchromatische Bilder in einer Auflösung von 31 Zentimetern verspricht. Das von ITT Exelis – jetzt ein Teil der Harris Corporation – in den Vereinigten Staaten von Amerika gebaute System mit der Bezeichnung GIS-2 für GeoEye Imaging System – 2 auf Basis einer SpaceView 110 (SV-110) genannten Konstruktion arbeitet panchromatisch im Bereich zwischen 450 und 800 Nanometern. Multispektral stehen vier Bandbereiche zur Verfügung: 450 – 510 Nanometer (blau), 510 – 580 Nanometer (grün), 655 – 690 Nanometer (rot), 780 – 920 Nanometer (nahes Infrarot). Die multispektral maximal erreichbare Auflösung liegt im Bereich von 1,24 Metern.

Für die Zwischenspeicherung großer Datenmengen an Bord besitzt WorldView 4 ein Halbleiter-Festplattensystem mit einer Kapazität von 3.200 Gigabit. Die Übertragung der gewonnenen Bilddaten zu entsprechenden Bodenstationen wird im X-Band mit einer Datenrate von 800 Megabit pro Sekunde erfolgen, wofür es an Bord entsprechende Funkausrüstung gibt. Telemetrie zum Zustand der Beobachtungsnutzlast und der raumflugtechnischen Systeme kann der Satellit im X-Band mit einer Datenrate von 120 Kilobit pro Sekunde senden. Zusätzlich kann Telemetrie auch im S-Band mit 64 Kilobit pro Sekunde übertragen werden. Der Empfang von Kommandos an Bord des Satelliten erfolgt ebenfalls im S-Band.

Erdbeobachtungsnutzlast und raumflugtechnische Systeme des Satelliten werden von fünf Solarzellenauslegern mit Strom versorgt. Die jeweils 1,17 Meter breiten und 2,01 Meter langen Ausleger sind an fünf der sechs Kanten der Basis des Servicemoduls des rund 5,3 Meter langen Satelliten mit einem Durchmesser von etwa 2,5 Metern montiert. Einen sechsten Ausleger gibt es nicht, um das Sichtfeld der Sternensensoren des Satelliten nicht zu behindern, die zusammen mit GPS-Daten zur exakten Lagebestimmung benötigt werden. Die Ausleger geben dem Satelliten eine Spannweite von rund 7,9 Metern. Der Speicherung elektrischer Energie an Bord dient ein Lithiumionen-Akkumulatorensatz.

Zur Lageregelung und zur Bewältigung anfallender Bahnmanöver gibt es an Bord von WorldView4 zwölf jeweils einen Newton starke Einstofftriebwerke des Typs MR-106L von Aerojet Rocketdyne, in denen Hydrazin katalytisch zersetzt wird. Stellkreisel (CMGs, Control Moment Gyros) können ebenfalls zur Ausrichtung des Satelliten verwendet werden. Bei ihnen kann die Kreiselachse gekippt und so ein Drehmoment auf den Satelliten ausgeübt werden.

Die Auslegungsbetriebsdauer von WorldView 4 beträgt sieben Jahre. Erwartet wird allerdings ein Zeitraum für eine sinnvolle Nutzung des Satelliten von zehn bis zwölf Jahren. WorldView 4 war durch die GeoEye Inc. im Jahr 2010 als GeoEye 2 bei Lockheed Martin bestellt worden. Nach dem Zusammenschluss der GeoEye Inc. mit DigitalGlobe im Jahre 2013 wurde beschlossen, den neuen Satelliten zunächst einzulagern.

Mitte 2014 wurde der Start des zwischenzeitlich in WorldView 4 umbenannten Raumfahrzeugs wegen erwarteter Steigerung der Nachfrage von Erdbeobachtungsdaten für das Jahr 2016 angesetzt, und der Termin 2015 auf September 2016 konkretisiert. Brände im Bereich und auf dem Gelände der VAFB sowie ein Austausch eines Füll- und Ablassventils an der Trägerrakete verursachten anschießend einige Startverschiebungen.

WorldView 4 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.848 und als COSPAR-Objekt 2016-067A.

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• Atlas V 401 mit WorldView 4

Der Beitrag AV-062: WorldView 4 und Cubesats gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Viktoria Schöneich. Quelle: NASA

Junos Reise begann vor fast fünf Jahren am 5. August 2011 mit dem Start auf einer Atlas V551. Dieser Träger besitzt 5 Feststoffbooster als Starthilfe sowie eine wiederzündbare Centaur-Oberstufe, mit der der Einschuss in die Transferbahn zu Jupiter vorgenommen wurde. Kurz nach dem Start wurden die Instrumente der Raumsonde überprüft sowie erste Kurskorrekturen vorgenommen. Ein gutes Jahr nach dem Start wurden schließlich zwei längere Bahnmanöver durchgeführt, die jeweils etwa 30 Minuten dauerten und die Flugbahn korrigierten. Im Oktober wurde Juno mittels eines Swing-By Manövers an der Erde auf ihre Endgeschwindigkeit beschleunigt und auf Jupiterkurs gebracht.

Für den Einschuss in die Jupiterumlaufbahn wurden neben den wissenschaftlichen Instrumenten auch einige Softwarefeatures deaktiviert, um einem plötzlichen Neustart oder anderen Anomalien während dieser kritischen Phase vorzubeugen. Einige Minuten vor dem Einschuss wurde die Nutationsrate (Nickbewegung) gedämpft und das Raumschiff von zwei auf fünf Umdrehung pro Minute aufgespint, um die Lagestabilität zu verbessern. Die Triebwerkszündung selber nahm 35 Minuten in Anspruch und wurde mit dem Deep Space Network der NASA überwacht, das die Signale nach etwa 48 Minuten empfing.

Nun befindet sich Juno in einem Capture Orbit, den sie bis zum 14. Oktober beibehalten wird; in diesem Zeitraum werden zwei Jupiterumrundungen vollendet. Hier werden die wissenschaftlichen Instrumente wieder hochgefahren, getestet und kalibriert. Während des zweiten Orbits wird Junos Haupttriebwerk erneut für 22 Minuten zünden und die Raumsonde auf den Wissenschaftsorbit einschießen. Ab dem vierten Orbit, der am 16. November beginnen wird, soll die wissenschaftliche Arbeit aufgenommen werden.

Die Umweltbedingungen um den Gasriesen zeichnen sich insbesondere durch ein extremes Magnetfeld aus, das bis zu zwanzigmal stärker ist als das der Erde. Ähnlich wie unser Heimatplanet fängt das Magnetfeld geladene Teilchen vom Sonnenwind (und Jupiters Vulkanmond Io) ein und zwingt sie in Gürtel um den Planeten. Aus diesem Grunde ist eine Annäherung an Jupiter für die Elektronik einer Raumsonde sehr gefährlich. Auf der anderen Seite muss Juno, um die gewünschte Messgenauigkeit zu erzielen, so nah wie möglich an Jupiters Wolkendecke heranfliegen (auf 4200 km – 7900 km Entfernung am Perijovum, dem jupiternächsten Punkt). Die Wahl des Wissenschaftsorbits spiegelt diese Problematik.

Junos Orbit führt über die Jupiterpole, wo die Strahlenbelastung für die Raumsonde am geringsten ist. Da sich der Planet um die eigene Achse dreht, bekommt Juno im Laufe der Mission die ganze Planeten“oberfläche“ zu Gesicht. Ein weiterer Vorteil dieses Orbits ist, dass der Jupiter sich nicht zwischen der Sonde und der Sonne/Erde befindet, was für die Energieversorgung und Kommunikation von Bedeutung ist. Gleichzeitig ist der Orbit hochelliptisch; eine Umrundung dauert 14 Tage. Dadurch ist die Geschwindigkeit der Raumsonde umso größer, je näher sie sich am Perijovum befindet und ihre Aufenthaltszeit in den gefährlichen Strahlungsgürteln geringer.

Insgesamt sollen 32 Wissenschaftsorbits vollendet werden. Bei jedem Orbit wird der Fokus auf ein bestimmtes Instrument gelegt und die Lage der Raumsonde so angepasst, wie es für das jeweilige Instrument am günstigsten ist. Nachdem die wissenschaftliche Arbeit abgeschlossen ist, soll Juno auf Kollisionskurs mit Jupiter gebracht werden. Dies hat vor allem den Zweck, dass die Sonde nicht mit einem der Jupitermonde kollidiert und ihn versehentlich mit irdischem Leben kontaminiert. Der Eintritt in die Atmosphäre ist für den 20. Februar 2018 geplant.

Die Raumsonde
Juno vereint sowohl technische Neuerungen als auch Konzepte, die sich in der Raumfahrt bereits bewährt haben. Eine dieser Neuerungen fällt sofort ins Auge: Musste Rosetta noch in den Winterschlaf versetzt werden, da mit ihren Solarzellen keine Stromerzeugung in dieser Entfernung möglich war, wird Junos Energie vollständig über ihre drei 9 m langen Solarpaneele generiert. In Sonnennähe kann die generierte Leistung gedrosselt werden, um einen Überschuss an Energie zu vermeiden, den man sonst mühselig in den Weltraum abstrahlen müsste. In Schattenphasen versorgen Lithium-Ionen-Akkus die Raumsonde mit Strom.

Auch die neue Fertigungstechnologie des 3D-Drucks hält mit Juno Einzug in eine größere Raumfahrtmission: die Raumsonde hat 3D-gedruckte Titankomponenten an Bord. Diese Technik ist für die Raumfahrt besonders reizvoll, da sie die Möglichkeit bietet, andernfalls schwierig zu fertigende Komponenten in einem vertretbaren finanziellen Rahmen herzustellen. Allerdings ist diese Technik für raumfahrtrelevante Materialien stellenweise noch nicht ganz ausgereift und die Qualifikation kann sich je nach 3D-Druckverfahren komplex gestalten.

Um die empfindliche Elektronik vor der aggressiven Strahlung zu schützen, ist sie in einem 18 kg schweren Titanwürfel verbaut, die die Strahlung abschirmen soll. Diese Art von Strahlungsabschirmung ist ebenfalls ein Novum für die Raumfahrt.

Für die Lageregelung setzt die NASA hingegen auf die bewährte Drallstabilisierung. Hier rotiert das Raumschiff um eine Achse und stabilisiert hierdurch die Lage. Die Drehrate variiert von Missionsphase zu Missionsphase: in der Cruise-Phase dreht sie sich lediglich mit einer Umdrehung pro Minute. Ist eine höhere Lagegenauigkeit gefragt, wie zum Beispiel bei Bahnmanövern, wird die Drehrate auf fünf Umdrehungen pro Minute erhöht. Das Lageregelungssystem besteht aus 12 Düsen, die in vier Blöcken angeordnet sind. Dies erlaubt dem Raumschiff eine Kontrolle um alle drei Achsen. Auch das Haupttriebwerk ist mit einem Hydrazin-NTO (Stickstofftetroxid) Triebwerk eher ein alter Bekannter. Es liefert einen Schub von 645 Newton.

Die Wissenschaft

Junos Hauptziel ist ein besseres Verständnis der Entstehung von Jupiter und somit unseres Sonnensystems. Dies trägt nicht nur zur Klärung der jahrhundertealten Frage nach der Entstehung der Erde bei, sondern ermöglicht es auch, die Entstehungsprozesse extrasolarer Planetensysteme besser zu verstehen.

Momentan geht man davon aus, dass sich unser Sonnensystem aus einer Akkretionsscheibe aus Staub und Gas formte, aus der sich durch Gravitationseinflüsse allmählich die Planeten und andere Körper unseres Sonnensystems formten. Warum Jupiter die meiste Masse für sich beanspruchen konnte, ist allerdings bisher unklar. Es könnte sein, dass sich zunächst ein massereicher Kern geformt hat, der schließlich mehr Masse auf sich zog als die anderen Planetesimale („halbfertige“ Planeten) oder dass eine instabile Region in der Staubscheibe kollabiert ist. Um die Kerntheorie zu überprüfen, soll Juno mithilfe des Magnet- und Gravitationsfeldes den Kern von Jupiter vermessen. Mit diesen Informationen lassen sich auch Rückschlüsse auf die Entstehung der anderen Planeten und schließlich der Erde ziehen.

Jupiter konnte durch seine große Gravitation und die Entfernung zur Sonne die flüchtigen Gase, die bei der Entstehung des Sonnensystems vorherrschten, festhalten und hat somit die Zusammensetzung der Akkretionsscheibe konserviert. Eine Untersuchung der Komponenten von Jupiter wird somit Aufschluss auf die chemische Vergangenheit des Sonnensystems geben.

Ein weiteres Untersuchungsobjekt ist die Dynamik der Jupiteratmosphäre, die in nie dagewesener Tiefe kartografiert werden soll. Auch Jupiters Magnetfeld wird ein Untersuchungsgegenstand sein. Da der Orbit von Juno über den Polen verläuft, können Polarlichter beobachtet und analysiert werden. Junos Orbit führt sie außerdem so nah an den Jupiter heran wie kein Orbiter vor ihr. Von der JunoCam sind also spektakuläre Farbaufnahmen von Jupiters Wolken und Stürmen zu erwarten.

Wenn man das ehrgeizige Portfolio an wissenschaftlichen Zielen betrachtet, erscheinen die 1,13 Milliarden Dollar, die die NASA für die Mission geplant hat, gut investiert. Juno wird schließlich nicht nur weitere Geheimnisse der Entstehung unseres Sonnensystems und anderer Planetensysteme lüften, sondern auch eine Reihe neuer Technologien im Weltall erproben und für künftige Missionen nutzbar machen. Man darf sehr gespannt auf die Ergebnisse sein.

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• Juno – Mission beim Jupiter

Der Beitrag Juno erreicht Jupiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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.

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• 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: Ball Aerospace, GigitalGlobe, Lockheed Martin, ULA, USAF.

Der 48. Start einer Atlas V insgesamt erfolgte zu Beginn eines 15 Minuten breiten Startfensters von 20:30 bis 20:45 Uhr MESZ und wurde am 13. August 2014 von der United Launch Alliance (ULA) abgewickelt. Der Flug begann auf der Space Launch Complex 3E (SLC-3E) genannten Startanlage der an der Pazifikküste gelegenen Luftwaffenbasis.

WorldView 3 mit einer Startmasse von rund 2.800 Kilogramm wurde von einer Atlas V in 401-Konfiguration transportiert. Das bedeutet, dass auf der Zentralstufe mit RD-180-Triebwerk von RD-AMROSS eine Centaur-Oberstufe mit einem Triebwerk aufgesetzt war, an der Zentralstufe kein Feststoffbooster angebracht waren und die Nutzlastverkleidung vier Meter Durchmesser hatte.

Das Haupttriebwerk der Zentralstufe der Rakete mit der Seriennummer AV-047 wurde 3,8 Sekunden vor dem Abheben gezündet. Die Zentralstufe trug Centaur und Nutzlast dann in die Höhe. Nach etwas über 4 Minuten Flugzeit war die Zentralstufe ausgebrannt und abgetrennt, und es war nun Aufgabe der Centaur, mit einer einzelnen Brennphase ihres RL10A-4-2-Triebwerks von Pratt & Whitney Rocketdyne die Nutzlast in den vorgesehenen Zielorbit zu bringen. Die erforderliche Brennphase dauerte rund 11 Minuten.

Die Centaur-Oberstufe funktionierte wie vorgesehen und ermöglichte ein Aussetzen von WorldView 3 im richtigen Orbit. Das auf dem Satellitenbus BCP 5000 von Ball Aerospace basierende Raumfahrzeug gelangte auf eine annähernd kreisförmige Bahn in rund 620 Kilometern Höhe über der Erde.

Für einen Erdumlauf benötigt WorldView 3 rund 97 Minuten. Die Bahn des dreiachsstabilisierten, mit besonders flinken Reaktionsrädern (Control Moment Gyroscopes, CMGs) bestückten Satelliten ist um 98 Grad gegen den Erdäquator geneigt, es handelt sich um einen polaren, sonnensynchronen Orbit. Auf diesem können die bildgebenden Systeme des nach Angaben von Vantor (früher SS/L bzw. Maxar) mindestens doppelt so schnell wie jedes vergleichbare Raumfahrzeug ausrichtbaren Satelliten optimal zum Einsatz gebracht werden. Bis zu 680.000 Quadratkilometer der Erdoberfläche pro Tag gedenkt man mit WorldView 3 abtasten zu können.

Der mit einem Teleskop mit einem Primärspiegel mit einem Durchmesser von rund 1,1 Metern ausgerüstete neue Satellit besitzt ein Kamerasystem, von dem man sich panchromatische Bilder in einer Auflösung von 31 Zentimetern erhofft. Das von Exelis (jetzt L3Harris) gebaute System arbeitet panchromatisch im Bereich zwischen 450 und 800 Nanometern. Multispektral stehen 8 Bandbereiche zwischen 400 und 1.040 Nanometern zur Verfügung, die maximal erreichbare Auflösung liegt bei 1,24 Metern. Im Infraroten arbeitende Sensoren sollen eine Auflösung von etwa 3,7 Metern erreichen. Abgedeckt werden acht Bandbereiche zwischen 1.195 und 2.365 Nanometer-Wellen.

Neben den Geräten zur unmittelbaren Beobachtung der Erdoberfläche besitzt WorldView 3 außerdem einen CAVIS für Clouds, Aerosols, Water Vapor, Ice and Snow genannten, von Ball Aerospace gebauten Instrumentenkomplex, der dazu gedacht ist, neben Bewuchs, Bodenfeuchte und Schneebedeckung auch Wolkenbedeckung, Luftfeuchte und Aerosolgehalt zu bestimmen. Die dabei gewonnenen Daten aus 12 Bandbereichen zwischen 405 und 2.245 Nanometern können als Korrekturfaktoren in die digitalen Bilder der bildgebenden Systeme von WorldView 3 eingerechnet werden und die Bildqualität verbessern. Die Auflösung des Instruments liegt bei rund 30 Metern.

Für die Zwischenspeicherung großer Datenmengen an Bord besitzt WorldView 3 ein Halbleiter-Festplattensystem mit einer Kapazität von 2.199 Gigabyte. Die Übertragung der gewonnenen Bilddaten zu entsprechenden Bodenstationen wird im X-Band zwischen 8,025 und 8,040 Gigahertz mit einer Datenrate von 800 und 1200 Megabits pro Sekunde erfolgen, wo für es an Bord entsprechende Funkausrüstung gibt.

Erdbeobachtungsnutzlast und raumflugtechnische Systeme des Satelliten werden von zwei Solarzellenauslegern mit einer elektrischen Leistung von zusammen rund 3,11 Kilowatt (bei Einsatzende) mit Strom versorgt. Die Ausleger geben dem rund 5,7 Meter langen Satelliten mit einem Durchmesser von etwa 2,5 Metern eine Spannweite von rund 7,1 Meter. Der Speicherung elektrischer Energie an Bord dient ein Akkumulatorensatz mit einer Kapazität von 100 Amperestunden.

Die Auslegungsbetriebsdauer von WorldView 3 beträgt 7,25 Jahre. Erwartet wird ein Zeitraum für eine sinnvolle Nutzung des Satelliten von 10 bis 12 Jahren. WorldView3 war durch DigitalGlobe im Herbst 2010 bei Ball Aerospace bestellt worden. Am 3. Oktober 2011 hatten Kunde und Hersteller den erfolgreichen Abschluss der maßgeblichen Entwurfsüberprüfung bekannt gegeben. Mit der Integration des Raumfahrzeugs begann Ball Aerospace schließlich im Frühjahr 2013.

Die Vermarktung von Bildern in der besten Auflösung von 31 Zentimetern muss DigitalGlobe nach Auflagen des US-amerikanischen Handelsministeriums nach der offiziellen Indienststellung des Satelliten ein halbes Jahr lang zurückstellen. Bevor der Bildanbieter entsprechende Produkte auf den Markt bringen darf, soll gewährleistet werden, dass es hinsichtlich der besten durch den neuen Satelliten erzielbaren Auflösung und sonstigen Fähigkeiten des Raumfahrzeugs keine den USA unangenehme Überraschungen gibt.

WorldView 3 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 40.115 und als COSPAR-Objekt 2014-048A.

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• Worldview 3 auf Atlas V 401

Der Beitrag Erdbeobachtungssatellit WorldView 3 im All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NRO, NOAA, ULA, USAF.

Die Rakete mit der Seriennummer AV-044 der United Launch Alliance hob am 3. April 2014 um 16:46 Uhr und 30 Sekunden MESZ von der Startrampe SLC-3E in Vandenberg ab. Nach rund 18 Minuten Flug wurde die Nutzlast, der von Lockheed Martin gebaute Wettersatellit DMSP F19, dann in der vorgesehenen Erdumlaufbahn ausgesetzt.

Der Einschuss in den Zielorbit erfolgte direkt nach einer einzigen Brennphase der Centaur-Oberstufe. Anvisiert war ein kreisförmiger, sonnensynchroner Orbit in 852,8 Kilometern Höhe über der Erde mit einer Neigung gegen den Erdäquator von 98,87 Grad. Für einen Erdumlauf werden dort rund 101 Minuten benötigt.

Da die mögliche Transportkapazität des Centaur mit dem Transport des rund 1.230 Kilogramm schweren DMSP F19 nicht ausgeschöpft wurde, könnte die Oberstufe unter Verwendung von in ihren Tanks noch vorhandenem Treibstoff erhebliche zusätzliche Bahnänderungen durchführen. In wie weit solche geplant waren oder bereits ausgeführt wurden, wurde bis dato nicht mitgeteilt.

Möglicherweise wird der Centaur auf einen heliozentrischen Orbit gebracht. Eine Warnung an Luftfahrzeugführer (Notice to Airmen, NOTAM), die für einen gezielten Wiedereintritt der Oberstufe nach dem Aussetzen des Satelliten in die Erdatmosphäre sprechen könnte, wurde nicht herausgegeben.

DMSP F19 ist Bestandteil einer langen Reihe von stetig weiterentwickelten Satelliten, er ist konkret ein Block-5D3-Modell. Unter den Block-5-Modellen ist er Nummer 30, von der Variante D die Nummer 19, von der Version D3 die Nummer 5. DMSP steht für Defense Meteorological Satellite Program, übersetzt etwa Militärisches Wettersatellitenprogramm.

Das jetzt gestartete Raumfahrzeug basiert wie zahlreiche Vorgänger auf dem Satellitenbus TIROS-N. Es war bereits in den 1990igern Jahren gebaut worden und dann lange bei Lockheed Martin Space Systems in Denver eingelagert. Vor dem Start wurden Teile von ihm und der Instrumentenausstattung erneuert bzw. ersetzt.

Das Hauptinstrument des über 518 Millionen US-Dollar teuren Satelliten ist eines von Northrop Grumman namens Operational Linescan System (OLS), das Wolkenbilder im Bereich des sichtbaren Lichts und im Infraroten anfertigen kann. Das Instrument wurde so ausgelegt, dass es in 12 Stunden den gesamten Erdball abtasten kann.

Mit einem ebenfalls von Northrop Grumman hergestellten Gerät mit der Bezeichnung Special Sensor Microwave Imager & Sounder (SSMIS) lässt sich die Intensität, die Schwere von Niederschlägen und Stürmen bestimmen und die Bodenfeuchte und -Temperatur messen.

Wie seine letzten drei Vorgänger trägt DMSP F19 außerdem Instrumente mit den Bezeichnungen Laser Threat Warning Sensor alias Special Sensor F (SSF), Precipitation Electron/Proton Spectrometer alias Special Sensor J5 (SSJ/5), Special Sensor Ionospheric Plasma Drift/Scintillation Monitor (SSI/ES-3), Special Sensor Magnetometer (SSM), Special Sensor Ultraviolet Limb Imager (SSULI) und Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Image (SSUSI).

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• DMSP F19 auf Atlas V 401

Der Beitrag USA: Wettersatellit DMSP F19 gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, OSC, Raumcon, Skyrocket, Wikipedia.

Der Start erfolgte gegen 19.02 Uhr MEZ vom Gelände der Vandenberg Air Force Base. Zum Einsatz kam eine Atlas 5 ohne Booster mit einer Centaur-Oberstufe. Der von der Orbital Sciences Corporation im Auftrag der NASA gebaute Satellit hat eine Masse von etwa 3 t und soll mindestens 5 Jahre lang Bilder von der Erdoberfläche anfertigen und zur Erde übermitteln.

Der im Rahmen der Landsat Data Continuity Mission gestartete Satellit setzt eine mehr als 40-jährige erfolgreiche Arbeit fort, die mit dem Start von Landsat 1, der 1972 als Earth Resources Technology Satellite gestartet wurde, begann. Bei der Erderkundung arbeiten NASA und der Geologische Dienst der USA (U.S. Geological Survey) eng zusammen.

Landsat 8 ist mit zwei wissenschaftlichen Haupt-Instrumenten ausgestattet, die hochaufgelöste Bilder bereitstellen. Der Operational Land Imager (OLI) arbeitet im Bereich sichtbaren Lichts sowie im nahen Infrarot. Außerdem verfügt der Messkomplex über zwei zusätzliche Spektralkanäle zur Untersuchung von Küstengebieten und Aerosolen sowie zur Erkennung von Cirruswolken. Der Thermal Infrared Sensor (TIRS) arbeitet hingegen im langwelligen Infrarot-Bereich und verfügt über einen besonders empfindlichen Quantentopf-Infrarot-Photodetektor.

Landsat 8 bewegt sich übrigens auf gleicher Bahn wie seine Vorgänger Landsat 4, 5 und 7. Insbesondere dadurch werden Aufnahmen der letzten Jahrzehnte mit den neuen absolut vergleichbar, allerdings sind sie qualitativ besser. Landsat 8 befindet sich in einem Orbit mit einer Flughöhe von 705 Kilometern bei einer Bahnneigung von 98 Grad und einer Umlaufzeit von 99 Minuten. Innerhalb von 16 Tagen wird die komplette Erdoberfläche einmal erfasst.

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• Landsat Data Continuity Mission

Der Beitrag Landsat 8 auf Kurs erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Quelle: sciencemag.

Die Centaur-Raketenstufe schleuderte bei der Mission im Oktober 2009 etwa 5 t Material aus dem Mondboden. Darin befanden sich rund 155 kg Wasser, somit besteht das Innere des Cabeus-Krater aus cirka 5 % Wasser. Neben Wasser spürten die Wissenschaftler in der ausgeworfenen Materie noch eine ganze Reihe weiterer chemischer Elemente und Verbindungen auf: molekularen Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe, leichte Schwefelverbindungen, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Kalzium, Blei und Magnesium, aber auch Silber, jedoch davon nur winzige Mengen.
Die Forscher interpretieren die Auswertung so, dass die meisten dieser Stoffe über viele Jahrmillionen hinweg durch Kometen, Asteroiden und Meteoroide zum Mond gebracht wurden, durch Sonnenstrahlung, Sonnenwind und Mikrometeoriten aus dem Regolith der Mondoberfläche wieder gelöst wurden und dann zum Südpol transportiert worden sind. In den kälteren Bereichen dieser seit langem dunklen Region haben sich die Substanzen dann angesammelt.

Wasservorkommen auf dem Mond stehen besonders im Interesse der Forscher und der Raumfahrt, da Informationen über diesen Rohstoff die Grundlage für künftige Mondstationen bieten können. Die jetzt aufgefundene Menge an Wasser sichert aber keine Basis für autarke Mondexpeditionen. Die Mondreisenden müssten also Wasser von der Erde mitbringen, was die Expeditionen erheblich belastet.

RaumCon:

• LCROSS sucht Wasser auf dem Mond

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA / SpaceflightNow.

Es war der 80. erfolgreiche Start einer Rakete der Atlas-Familie seit 1993: Um 4.10 Uhr (MEZ) hob die Atlas V (401) ab. Nach 4 Minuten und 15 Sekunden wurde die erste Stufe erfolgreich abgetrennt und 10 Sekunden später wurde die zweite Centaur-Stufe das erste Mal gezündet. Weitere 10 Sekunden später wurde die Nutzlastverkleidung der „Nase“ der Centaur-Oberstufe abgeworfen. Darunter waren die Satelliten in zwei unabhängigen Aufhängungen befestigt, was deren Einschuss in zwei unterschiedliche Umlaufbahnen möglich machte.
Genau 14 Minuten und 18 Sekunden nach dem Start war vorerst Brennschluss für die Centaur. Die Rakete wurde daraufhin neu ausgerichtet. Um 18 Minuten nach dem Liftoff wurde als erste Nutzlast Orbital Express ausgesetzt. Innerhalb dieser Mission soll das Auftanken von Satelliten im Erdorbit erprobt werden. Sie besteht aus den zwei Einzelnutzlasten Space Transfer and Robotic Orbiter (ASTRO) und NextSat. Beide haben eine Gesamtmasse von 1.315 Kilogramm. Diese Mission der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) soll prüfen, wie das Wiederbetanken von Satelliten im All funktioniert, um damit ihre Lebensdauer zu verlängern. Bisher gehört der Treibstoffverbrauch von Satelliten, die gerade in niedrigen Umlaufbahn regelmäßig ihre Lage korrigieren müssen, zu den gravierendsten limitierenden Faktoren einer Satellitenmission.

56 Minuten und 41 Sekunden nach dem Start wurde auch STPSat 1 erfolgreich ausgesetzt. Der 111 Kilogramm wiegende Space Test Program Satellite besteht aus zwei komplexen Experimenten. Mit dem Spatial Heterodyne Imager for Mesospheric Radicals (SHIMMER) sollen biologische und chemische Erreger im All untersucht, mit dem Computerized Ionospheric Tomography Receiver in Space (CITRIS) atmosphärische Elektronen gemessen und deren Einfluss auf Radiofrequenzen untersucht werden.

Um T plus 61 Minuten und 43 Sekunden wurde der Cibola Flight Experiment Satellite (CFESAT) ausgesetzt, der ein echter Technologie-Demonstrator ist. Das vom Los Alamos-Forschungszentrum entwickelte Vehikel beherbergt acht Experimente: Ein neues Energiesystem, ausfahrbare Antennen, ausfahrbare Ausleger sowie hochdichte Litium-Ionen-Akkus bestehend aus AA-Batterien. Der 159 kg wiegende Satellit hat daneben einen Supercomputer an Bord, der alle Daten erst verarbeitet, anstatt die Rohdaten direkt zur Erde zu senden, was auch das benötigte Transfervolumen verringert. Insgesamt soll die Mission die Ionosphäre und ihre Auswirkungen auf die Kommunikation untersuchen.

Die letzte Nutzlust wurde 66 Minuten und 5 Sekunden nach dem Start ausgesetzt: FALCONSAT 3 der US Air Force Academy wurde von Kadetten der Akademie entwickelt und sollte ihnen die Möglichkeit geben, an einem echten Satelliten mitzuarbeiten. Er wiegt 54 Kilogramm und beherbergt fünf wissenschaftliche, militärische Experimente. Dazu gehört unter anderem das Flat Plasma Spectrometer, um Effekte von geladenen Partikel bei Entstehung, Fortbewegung und Zerfall zu messen. Daneben sind das Plasma Local Anomalous Noise Element zur Detektierung von Plasmaturbulenzen innerhalb des Satelliten und das Micropropulsion Attitude Control System, das mit einem Schub von 150 Mikronewton als Antriebssystem dienen wird und das elektrisch arbeitet sowie ein Schockring zum Test einer Vibrationsunterdrückung sowie eine Gravitations-Messantenne mit an Bord.

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Ein Beitrag von Michael Stein Quelle: ILS.

Die Atlas V stellt den jüngsten Sproß einer Raketenfamilie dar, deren Anfänge bis zum Beginn der 1960er Jahre zurückreichen. Diese von Lockheed Martin Space Systems produzierte Rakete ist die stärkste Version der Atlas-Raketen und wurde entworfen, um den Anforderungen des Evolved Expendable Launch Vehicle-Programms der U.S. Air Force sowie des globalen kommerziellen Satellitenmarktes nach zuverlässigeren und kostengünstigeren Trägersystemen zu genügen.
 
Die heute gestartete Version Atlas V 401 ist die leistungsschwächste Variante des neuen Trägersystems und besteht aus zwei Stufen: dem mit einem russischen RD-180-Triebwerk ausgestatteten so genannten Common Core Booster sowie der mit einem amerikanischen RL-10-Triebwerk ausgestatteten Centaur-Oberstufe. Insgesamt existieren drei verschiedene Atlas V-Grundtypen, die jeweils mit einer verschiedenen Anzahl von Feststoffboostern ausgestattet werden können und so eine Vielzahl von Variationen erlauben.
 
Um die Ziele „geringere Kosten“, „höhere Startfrequenzen“ und „höhere Zuverlässigkeit“ zu erreichen wurde nicht nur die Rakete neu entwickelt, auch der Startkomplex 41 ist neu errichtet worden. Im Gegensatz zur früheren Verfahrensweise werden die einzelnen Stufen der Rakete nicht erst auf der Startrampe aufeinander montiert, sondern in einem dafür ebenfalls neu errichteten Vehicle Assembly Building. Dort wird ebenfalls die Nutzlast auf die Rakete gesetzt, erst dann erfolgt der Transport des kompletten Systems auf einer mobilen Plattform zum Startplatz.
 
Mit dem heutigen Jungfernflug kann die Atlas-Raketenfamilie nun auf 61 erfolgreiche Starts hintereinander zurückblicken. Der nächste Start der neuen Atlas V ist für den kommenden Dezember geplant, dann soll ein kanadischer Kommunikationssatellit ins All gebracht werden.

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