Erstellt von Oliver Karger. Quelle: Raumfahrer.net / ESA / Emily Lakdawalla

Die Nacht war lang – so viel stand gleich zu Beginn des Media Briefings fest. Alle Beteiligten schauten etwas müde, aber auch recht zuversichtlich aus. Nachdem gestern aus dem ESOC Hauptkontrollraum (Raumfahrer.net berichtete live) zunächst eine sichere Landung inklusive Verankerung durch die Harpunen bekannt gegeben wurde, musste dies nach etwa einer Stunde vom Team im Landerkontrollraum am DLR in Köln wieder revidiert werden (Raumfahrer.net berichtete ebenfalls live).

Im Verlauf der Nacht und des heutigen Vormittags haben das Landerteam alle verfügbaren Daten gesichtet und die gestern etwas konfuse Situation um Philae stellt sich heute deutlich klarer da.
Nachdem es bereits in der Nacht vor der Landung Schwierigkeiten mit dem Kaltgastriebwerk zum Andrücken von Philae auf der Kometenoberfläche gegeben hatte und dieses dann zur Landung auch tatsächlich nicht zur Verfügung stand, hatten die Harpunen, die Philae eigentlich auf der Kometenoberfläche fest verankern sollten, auch nicht gezündet. Philae konnte sich somit frei bewegen. Es gab jedoch eine Funkverbindung über Rosetta zu Philae, dauernd wurden Telemetriewerte zum Gesundheitszustand des Landers und wissenschaftliche Daten der laufenden Experimente gesendet. Allerdings gab es Schwankungen in der Signalamplitude, die bei einer ruhigen, sich nicht ändernden Position relativ zur Kometenoberfläche nicht hätten auftreten sollen. Ein weiterer Indikator, dass sich Philae tatsächlich nicht einer stabilen Position verankert ist, war eine messbare Rotation um die Längsachse, welche durch das Herunterfahren des Drallrads ausgelöst wurde. Wäre Philae fest verankert gewesen, hätte es keine Drehung geben können.

Heute Nachmittag gab es dann die Bestätigung – Philae ist nicht nur einmal gelandet, sondern gleich dreimal. Stephan Ulamec beschrieb die mit einer „Inflation von Landungen.“ Aus Messungen des Magnetfelds konnten die jeweiligen Flugzeiten zwischen den drei Landungen bestimmt werden. Nach der Separation von Rosetta setzte Philae mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s exakt in der Mitte der vorausberechneten Landeellipse auf. Die wäre die perfekte Punktlandung gewesen. Aufgrund des Ausfalls des Kaltgastriebswerks und der nicht auslösenden Harpunen federte Philae mit einem inelastischen Stoß jedoch mit einer Geschwindigkeit von 48 cm/s wieder hoch und setze nach knapp 2 Stunden etwa 1 km entfernt vom Zielgebiet wieder auf. Die zweite Landung erfolgte vermutlich in der Gegend des ursprünglichen Zielgebiets B. Ein weiterer, kleiner Sprung erfolgte mit einigen cm/s. Nach 7 weiteren Minuten kam Philae endgültig zum Stillstand. Während der gesamten Zeit liefen die Experimente, zeichneten Daten auf und übertrugen sie.

Die weitere Analyse zeigt: die Oberfläche hat eine niedrige Dichte, sie ist porös und nicht hart. Unter diese Bedingungen ist ein Abprall unverständlich. Möglicherweise befindet sich unter einer nicht sehr dicken, porösen Staubschicht härteres Gesteinsmaterial.
„Eine Aufnahme der ROLIS-Kamera an Bord von Philae zeigt auf einem Foto 46 Sekunden vor dem ersten Kontakt eine aktive Oberfläche, die sich dauernd ändert“, erläutert Stefano Mottola, Principal Investigator der ROLIS Kamera. Die Ursache des Ausfalls der Harpunen ist nach wie vor unbekannt. Das Triggersignal erfolgte jedenfalls, auch die Seilwinden liefen an und stoppten regulär. Beide Treibladungen haben aber nicht gezündet.

„Die Signalübertragung verlief bisher fast problemlos. Heute Morgen gab es leichte Störungen im Linkaufbau, die jedoch relativ schnell gelöst werden konnten“, gibt Stephan Ulamec, Projektverantwortlicher des Philaelanders beim DLR an. Der Kontakt konnte um 07:01 Uhr MEZ wieder hergestellt werden. Je weiter Rosetta über den Horizont kam, desto stabiler wurde die Verbindung und es wurden Telemetrie und wissenschaftliche Daten übertragen. Typischerweise wird es aufgrund des Orbits von Rosetta jeden Tag zwei Kommunikationsfenster mit Philae geben. Koen Geurts, Leiter des Landeteams bestätigt die längere Landeprozedur und erläutert, dass aufgrund der momentanen Orientierung und Lage an einem Gesteinshang die Lichtverhältnisse deutlich bescheidener sind als geplant. Die Solarpanele schauen alle intakt aus, doch statt der geplanten 6 Stunden Sonnenlicht bei einer Umdrehung von 67P sind es nun lediglich anderthalb Stunden. „Eine gute Nachricht ist, dass während der nächtlichen Funkpause alle geplanten Experimente erfolgreich gelaufen sind und tolle Daten liefern.“

Planmäßig ging heute morgen um 10:58 Uhr MEZ der Kontakt wieder verloren.

Im Anschluss hebt Holger Sierks, Principal Investigator der OSIRIS-Kamera die Arbeit der Flugdynamiker hervor, die Rosetta mit einer Präzision von weniger 10 mm für die Abtrennung des Landers auf Kurs gebracht haben. OSIRIS hat während des Abstiegs von Philae pro Stunde ein Foto aufgenommen, das letzte etwas 6 Minuten vor dem ersten Touchdown. „Dies bisher angefertigten Aufnahmen des möglichen Landegebiets sind leider überbelichtet. Beim nächsten Umlauf wollen wir mit geänderten Belichtungsparametern dasselbe Areal erneut fotografieren und dort hoffentlich irgendwo Philae finden.

Jean-Pierre Bibring gibt eine etwas genauere Einschätzung der Lage, welche insbesondere die Ausrichtung von Philae und die daraus resultierenden Konsequenzen betrifft. Erste Fotos vom endgültigen dritten Landeplatz von den ÇIVA-Panorama-Kameras zeigen, dass Philae aufrecht steht, allerdings schräg. Zwei Beine haben Bodenkontakt, eines nicht. „Die genaue Lage ist noch unklar. Wir versuchen mit weiteren Panoramafotos in den nächsten Stunden diese besser feststellen zu können. Wir werden die Bilder auch auf Bewegungen untersuchen.“ so Bibring. Momentan wird überlegt, ob bei einem bekannten Neigungswinkel eine Aufrichtung möglicherweise mit dem Drallrad möglich ist. „Sollte sich dies als machbar und erfolgreich umsetzbar herausstellen, kann anschließend eventuell ein neuer Versuch gestartet werden, die Harpunen zu zünden.“ Die etwas unglückliche Ausrichtung des Kometenlanders bedingt allerdings, dass zur Zeit nur Experimente durchgeführt werden, die keine mechanische Bewegung erfordern. Das bedeutet, dass es erstmal keine Untersuchungen mit MUPUS und APXS geben wird. Ebenfalls wird kein Material zum Gaschromatographen gebracht werden. Dennoch, so Bibring weiter, ist seiner Meinung nach die Untersuchung von Bodenproben aus größerer Tiefe unverzichtbar – wörtlich „drilling ist not an option“. „Meiner Einschätzung nach ist das Bohren auch mit nur zwei Füßen am Boden machbar.“ zeigt die Jean-Pierre Bibring optimistisch.

Aufgrund des doch recht schattigen Landeplatzes wird voraussichtlich bereits übermorgen die Energieversorgung knapp. „Ein Teil des Equipments muss auf Temperaturen über -50 °C gehalten werden, um betrieben werden zu können“, gibt Bibring an. Momentan stehen aufgrund der umliegenden Hügel statt der geplanten 6 Stunden Aufladezeit nur anderthalb Stunden pro Umdrehungszeit von 12 Stunden zur Verfügung stehen. Dies ist eventuell zu wenig Energie, um die Batterien zu laden. Philae wurde allerdings derart konstruiert, dass es durchaus möglich ist, dass nach einem Standby-Zustand ohne Energie der Lander wieder aktiv werden kann. Dazu muss allerdings die Sekundärbatterie zunächst direkt aufgewärmt werden und sich dann laden. Anschließend kann sich Philae per Radioverbindung wieder melden und weiterarbeiten. Die nächsten Tage werden zeigen, ob dies möglich ist. Aktuell sind beide Batteriesystem, sowohl die Primär-, wie auch die Sekundärbatterie in guten Zustand. Für den morgigen Freitag steht genügend Energie zur Verfügung, ab Samstag wird es jedoch schwierig.

Rosetta ist nach dem Aussetzen von Philae wieder in einem Orbit um 67P/Tschurjumow-Gerassimenko eingeschwenkt und nach wie vor in ausgezeichnetem Zustand. Am Freitagmorgen wird es eine Kurskorrektur geben, um längeren Kontakt zu Philae zu haben. Es bleibt also weiterhin spannend…

Abschließend noch der augenzwinkernde Hinweis von einem heute sichtlich bewegten Andrea Accomazzo, Flugdirektor von Rosetta, wie sich ein Profi verhält: „Stephan [Ulamec] war nach der Landung schlafen.“

UPDATE Freitag, 14.11., 09:42 Uhr

Paolo Ferri, Leiter der Missionkontrolle am ESOC in Darmstadt, gibt ein kurzes Status-Update:
Es wird noch zwei Überflüge geben, während es Kommunikation gibt. Einer findet gerade jetzt statt, ein weiterer in der kommenden Nacht, bevor die Batterien entladen sind.

Man hat bisher alles durchgeführt, was ohne mechanische Bewegung möglich war. Heute Nacht wurde das Experiment MUPUS ausgefahren, es wird nun während des aktuellen Kommunikationslinks eventuell versucht zu Bohren. Dabei kann es passieren, dass die Lage von Philae destabilisiert wird und dabei der Kontakt verloren geht. „Das Risiko ist es aber wert, da wir alles andere bereits erfolgreich gemacht haben!“, so Paolo Ferri.

Wenn der nächste und möglicherweise letzte Kommunikationslink in der kommenden Nacht auch zustande kommt, wird man versuchen, Philaes Körper etwas zu rotieren, um das größte an Bord befindliche Solarpanel in Richtung Sonne auszurichten. „Sie wollen es wirklich versuchen! Dies wird das Minimum sein, was wir machen können. Es gibt auch noch weitere verrückte Ideen, aber ich bezweifel, dass wir dafür genügend Energie haben werden. Aber ich habe nicht die Hoffnung verloren, dass sich mit der sich ändernden Jahreszeit oder sogar der Kometenaktivität eine bessere Beleuchtungssituation einstellt und den Lander wiederbelebt.“

Weiterhin wurde die erste von zwei Messungen mit dem CONSERT-Instrument über Philae durchgeführt, um mittels Triangulation seine Position bestimmen zu können. Auf Fotos konnte er bisher nicht lokalisiert werden.

Soweit das Kurzupdate von Paolo Ferri. Die nächsten Informationen wird es wohl gegen 14:00 Uhr geben.

Schauen Sie nochmal in die Live-Berichterstattung von Spacelivecast und Raumfahrer.net:

• 12.11.2014 – Landung auf dem Komet 67P/Tschurjumow-Gerasimenko
• 12.11.2014 – Philae ist gelandet – live aus dem ESOC
• 12.11.2014 – Philae-Landung – der Plan und Updates aus dem DLR

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Verwandte Seiten bei Raumfahrer.net:

• Rosetta-Sonderseite
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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Nach einer zehntägigen Ruhepause für das Drallrad mit der Nr. 4, die am 17. Januar 2013 begann, lässt sich das Teleskop nun wieder ohne Einsatz kleiner Lageregelungstriebwerke im Raum ausrichten. Dank der durch die wieder hochgefahrenen Drallräder ermöglichte Exaktheit kann Kepler seit dem 28. Januar 2013 wieder wissenschaftliche Daten sammeln.

Anfang Januar 2013 waren für das Drallrad Nr. 4 erhöhte Reibungswerte verzeichnet worden, weshalb man die Drehzahl aller Drallräder an Bord von Kepler schließlich auf Null absenkte und das Weltraumteleskop in einem speziellen Sicherheitsmodus, in dem die Lageregelung mit Hilfe kleiner Triebwerke erfolgt, ausruhen ließ.

Im Zeitraum des Betriebs im Sicherheitsmodus war keine Beobachtungstätigkeit möglich. Der solarzellenbedeckte Rücken des Raumfahrzeugs war während dieser Zeit dauerhaft Richtung Sonne ausgerichtet, um eine ununterbrochene Energieversorgung sicherzustellen.

Seit dem Ausfall des ersten Drallrads, dem mit der Nr. 2, im Juli 2012 war die Leistung des Raumfahrzeugs mit den drei verbliebenen, laufenden Drallrädern ohne Anlass zur Kritik. Das Drallrad Nr. 2 hatte im Janaur 2012 mit ansteigenden Reibungswerten auf sich aufmerksam gemacht und war schließlich nach einer Periode mit sich immer wieder verändernden Reibungswerten stillgelegt worden.

Auch das Drallrad Nr. 4 zeigte veränderliche Reibungswerte, ließ aber bis dato keine Signaturen erkennen, die solchen in den Daten zum abgeschalteten Drallrad Nr. 2 ähneln.

Dass Drallrad Nr. 4 aktuell wieder einen störungsfreien Betrieb ermöglicht, führt man darauf zurück, dass es den Schmiermitteln im Drallrad während der verordneten Zwangspause möglich war, sich neu in der Mechanik zu verteilen und so wieder für ausreichend geringe Reibungswerte zu sorgen.

Im Februar 2013 wollen die mit den Drallrädern von Kepler beschäftigten Ingenieure die Daten zum Drallrad Nr. 4 aus der Einsatzpause sowie aus den Betriebszeiten davor und danach sorgfältig auswerten, um Aussagen über Erfolg und Wert des Sicherheitsmodus mit angehaltenen Drallrädern treffen zu können.

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Der Beitrag Kepler wieder im Beobachtungseinsatz erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Das System zur Bestimmung und Steuerung der Lage des Weltraumteleskops im All von Kepler namens ADCS für Attitude and Determination Control Subsystem besitzt eine als RWA für reaction wheel assembly bezeichnete Baugruppe mit vier aktiv redundanten Reaktionsrädern. Drei aktive Reaktionsräder werden wegen der erforderlichen exakten Ausrichtung für den Regelbetrieb des Teleskops im Beobachtungseinsatz benötigt.

Im vergangenen Jahr begann ein erstes der vier Reaktionsräder, das Rad mit der Nummer zwei, ein auffälliges Verhalten zu zeigen. Nachdem es nicht mehr auf Steuereingaben reagierte, wurde es schließlich stillgelegt (Raumfahrer.net berichtete). Nach der Isolation des defekten Reaktionsrades konnte Kepler den Beobachtungsbetrieb wieder aufnehmen.

Versagt ein weiteres Reaktionsrad, müsste man den Betrieb von Kepler einstellen, da dann kein sinnvoller Beobachtungseinsatz des Teleskops mehr möglich ist. Als am 7. Januar 2013 eines der verbliebenen drei Reaktionsräder erhöhte Reibungswerte entwickelte und eine absichtlich herbeigeführte Rotation des Raumfahrzeugs keine positive Wirkung erzielte, ging man auf Nummer Sicher und versetze Kepler in einen speziellen Sicherheitsmodus, bei dem die Lageregelung ausschließlich durch kleine Lageregelungstriebwerke erfolgt. Der Beobachtungseinsatz ist deshalb vorerst unterbrochen.

Die Hoffnung ist, dass sich die Verfassung des betroffenen Reaktionsrades mit der Nummer vier innerhalb eines Zeitraums von zehn Tagen, beginnend mit dem 17. Januar 2013, normalisiert. Man geht davon aus, dass sich das Schmiermittel für die Lagerkugeln während der Ruheperiode neuerlich gleichmäßig verteilen kann. Am 27. Januar 2013 will man den Zustand des betroffenen Reaktionsrades erneut intensiv begutachten.

Sofern sich das möglicherweise vorliegende Schmierproblem lösen lässt, könnte Kepler die ausgefallenen Beobachtungstage problemlos nachholen. Die beschlossene Missionserweiterung des Weltraumteleskops reicht bis ins Jahr 2016. Der Zeitaufwand für die Wiederaufnahme des Beobachtungsbetriebs beträgt voraussichtlich drei Tage.

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Der Beitrag Planetenjäger Kepler ist angeschlagen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Das ADCS für Attitude and Determination Control Subsystem genannte System zur Bestimmung und Steuerung der Lage des Weltraumteleskops im All besitzt nach Angaben der US-amerikanischen Raumfahrtagentur (NASA) eine als RWA für reaction wheel assembly bezeichnete Baugruppe mit vier aktiv redundanten Reaktionsrädern.

Das Reaktionsrad mit der Nr. 2 reagierte nicht mehr auf Steuerbefehle, weshalb es am 19. Juli 2012 schließlich aus dem Prozess der Lagesteuerung von Kepler isoliert wurde. Mit den verbleibenden drei Reaktionsrädern ist Kepler weiter voll einsatzfähig. Den wissenschaftlichen Betrieb hat das seit dem 7. März 2009 im All befindliche Teleskop bereits wieder aufgenommen.

Als die Anomalie an Bord von Kepler am 14. Juli 2012 Wirkung zu zeigen begann, wechselte das Teleskop seinen Orientierungsmodus von fine-point auf coarse-point, und verblieb in der für den wissenschaftlichen Einsatz erforderlichen Lage. So konnten die anvisierten Sterne weiter beobachtet werden, wegen den im Modus coarse-point allerdings auftretenden größeren Abweichungen (jitter) hatten die so gewonnenen Informationen keinen wissenschaftlichen Wert.

Man schätzt, dass man etwa sechs Tage der wertvollen Beobachtungszeit wegen des Versagens des Reaktionsrads Nr. 2 verloren hat. In den kommenden Wochen sollen sämtliche verfügbaren Telemetriedaten von Kepler auf Hinweise für den Grund des Ausfalls des Reaktionsrads gesichtet werden. Vielleicht ergeben sich Erkenntnisse, die es zulassen, das Reaktionsrad Nr. 2 wieder in Betrieb zu nehmen.

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Der Beitrag Reaktionsradproblem an Bord von Kepler erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Orbcomm, ESA.

Am 31. Juli 2009 trat bei einem der Quick-Launch-Satelliten eine Anomalie im sogannten Gateway Transmitter zur Datenkommunikation mit dem Bodensegment auf, nach der keine Kommunikation mehr zwischen Satellit und Bodensegment möglich war. Orbcomm geht davon aus, dass der Gateway Transmitter nicht mehr in einen normalen Betriebszustand versetzt werden kann und der Satellit so seinen Kommunikationaufgaben nicht mehr wird nachkommen können.

Eine Störung im Energieversogungssystem erfuhr ein anderer der Satelliten aus der Konstellation am 7. August 2009, aus der ein Verbindungsverlust resultierte. Versuche, die Kontrolle über den Satellit wiederzuerlangen, werden unternommen.

Die Quick-Launch-Satelliten waren bereits früher zu einem Versicherungsfall geworden. Der Satellit QL4 bzw. FM37 ist nach einem Fehler in seinem Energieversogungssystem am 22. Februar 2009 ausgefallen. Raumfahrer.net berichtete.

Alle sechs am 19. Juni 2008 ins All gebrachten Satelliten litten zunächst neben anderen an Problemen ihrer Lageregelungssysteme. Mehrfach kam es zum Ausfall von einem oder mehreren Drallrädern pro Satellit. Zwischenzeitlich soll ein auf den Satelliten eingespieltes Softwareupdate derartige Ausfälle verhindern. Jeder der Satelliten besitzt fünf Drallräder, von denen drei zum stabilen Betrieb benötigt werden.

Ursprünglich ging man von einer Standzeit der Satelliten zwischen acht und zehn Jahren aus. Jetzt muss aber damit gerechnet werden, dass keiner der Sateliiten dauerhaft in das aktive Betriebsnetz von Orbcomm integriert werden wird. Alle sechs Satelliten sind unter anderem auch mit einer Anlage zur Verarbeitung von Signalen des Automatischen Identifikationssystems (AIS) ausgestattet, das eine Möglichkeit, den Schiffsverkehr global und nicht nur in Reichweite terrestrischer AIS-Stationen zu überwachen, bieten sollte.

Mit Testhardware von Orbcomm für das AIS im Auftrag der US-Regierung war der von MicroSat Systems Inc. (MSI, Tochterunternehmen der Sierra Nevada Corp. (SNC) in Sparks, Nevada) gebaute und am 16. Dezember 2006 gestartete TacSat 2 alias Roadrunner ausgestattet, der aber Probleme mit Interferenzen beim Empfang von Schiffsdaten hatte. AIS war ursprünglich als Antikollisionssystem für Schiffe entworfen worden.

Ein neue Satellitenserie, Orbcomm Generation 2 (OG2) genannt und ebenfalls mit AIS ausgestattet, hatte Orbcomm bereits im Mai 2008 bei der SNC in Auftrag gegeben. Im Jahr 2010 erwartet Orbcomm die Lieferung der ersten Satelliten aus diesem Auftrag, die nach derzeitigem Planungsstand ab 2011 auf Umlaufbahnen um die Erde gebracht werden sollen.

Der Beitrag Orbcomm verliert Kontakt zu zwei Satelliten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: sat-nd.com.

Die sechs Satelliten, ein Demonstrationssatellit für die US-amerikanische Küstenwache und fünf Satelliten für das Netzwerk von Orbcomm, waren am 19. Juni 2008 vom russischen Kasputin Jar aus auf einer Kosmos-3M-Rakete ins All gebracht worden.

Der 80 Kilogramm schwere Demonstrationssatellit Orbcomm CDS 3 (alias Orbcomm J1 und Orbcomm FM29) dient der Küstenwache zur Kommunikation, Datenübertragung und trägt zu Überwachung des internationalen Schiffverkehrs bei. CDS steht für Concept Demonstration Satellite. Die 116 Kilogramm schweren Orbcomm Quick-Launch-Satelliten Orbcomm-QL1 bis Orbcomm-QL5 (alias Orbcomm FM37 bis Orbcomm FM41) für Orbcomms M2M-Kommunikationsnetzwerk stellen eine Weiterentwicklung des Orbcomm-CDS-Satelliten dar und tragen schwerere Nutzlasten. M2M steht für Machine-to-Machine.

Integration und Test der Satelliten besorgte die Bremer OHB-System, den Bau der Satelliten OHB zusammen mit der COSMOS Space Systems AG unter Verwendung von Satellitenbussen der russischen Polyot aus Omsk und Kommunikationsnutzlasten der US-amerikanischen Orbital Sciences Corporation (OSC) aus Dulles, Virginia.

Seit dem Start der Satelliten kämpft man mit Problemen. Die fünf noch kontrollierbaren Satelliten der ursprünglichen sechs werden in ihren Umlaufbahnen weiter intensiv getestet. Ursprünglich war eine ab Start drei Monate dauernde Testphase vorgesehen.

Zwei der Satelliten zeigen zu geringe Übertragungsleistung in unterschiedlichen Systemen, ein Satellit fiel durch wiederholte spontane Rechnerneustarts auf, alle Satelliten leiden unter Störungen der Lagekontrollsysteme wegen Schwierigkeiten mit ihren Drallrädern. Die Probleme beim Halten der Fluglage und der richtigen Ausrichtung zu Erde und Sonne führen wegen geringerer Stromerzeugung als vorgesehen zu eingeschränkten Kommunikationsleistungen.

Einer der sechs Satelliten wird mittlerweile als Totalausfall betrachtet, berichtete sat-nd.com am 19. März 2009. Auch er hatte Probleme im Lageregelungssystem, bevor am 22. Februar 2009 eine Anomalie in der Stromversorgung zu einem Verlust des Kontaktes mit den Bodenstationen von Orbcomm und Polyot führte. Zwischenzeitlich konnte ein Kontakt zum Satelliten nicht wiederhergestellt werden, weshalb man es als unwahrscheinlich betrachtet, den Satelliten noch einmal unter Kontrolle zu bekommen. Erwartet hatte man eine Standzeit der Satelliten zwischen acht und zehn Jahren.

Die sechs Satelliten sind wie folgt katalogisiert:

• NORAD 33060 Objekt 2008-031A Orbcomm QL1 FM38
• NORAD 33061 Objekt 2008-031B Orbcomm QL2 FM41
• NORAD 33062 Objekt 2008-031C Orbcomm CDS-3 FM29
• NORAD 33063 Objekt 2008-031D Orbcomm QL3 FM39
• NORAD 33064 Objekt 2008-031E Orbcomm QL4 FM37
• NORAD 33065 Objekt 2008-031F Orbcomm QL5 FM40

Der Beitrag Orbcomm-Quick-Launch-Satellit ausgefallen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: 5thstar/Planetary Society/JAXA.

Diese Mission ist so spannend wie ein Spielfilm! Was bisher geschah: Vor zwei Wochen hatte Japans Asteroidensonde Hayabusa (deutsch „Falke“) bei einer Generalprobe des Abstiegs den „Asteroidenhüpfer“ Minerva von der Größe einer Kaffeekanne ausgesetzt (Raumfahrer.net berichtete). Da sich die Sonde zum Zeitpunkt des Aussetzens aber (notwendigerweise) schon im autonomen Steuerungsmodus befand, traf das Aussetzen unglücklicherweise mit einer momentanen Aufwärtsbewegung der Sonde zusammen. Und weil sich Minerva langsamer abwärts bewegte als Hayabusa aufwärts, hatte Minerva wegen der kaum vorhandenen Gravitation des Asteroiden keine Chance, jemals dessen Oberfläche zu erreichen. Die beiden Sonden hatten noch 18 Stunden lang Funkkontakt miteinander, bis Minerva schließlich außer Reichweite geriet und der kleine Roboter verstummte.

Erster Landungsversuch
Letzte Woche Samstag sollte dann der erste richtige Abstieg hinunter auf „Itokawa“ mit Probensammeln starten („Abstieg“ ist hier freilich ein relativer Begriff, da der nur 540 x 310 x 250 Meter große Asteroid über kaum nennenswerte Gravitation verfügt und es somit nur geringen Schubs bedarf, sich über ihm zu halten). Es begann auch wie geplant: Hayabusa wurde per direkter Steuerung in die Nähe von „Itokawa“ gelotst und dann im autonomen Modus sich selbst überlassen. Nur noch ein periodisch ausgesandtes Funkfeuer-Signal, das aber erstaunlich detailliert ausgewertet werden konnte, verriet dem japanischen Team im Kontrollraum in Sagamihara, was sich über „Itokawa“ tat. Die Sonde stieg ab und verringerte dabei ihre Abstiegsgeschwindigkeit immer weiter. Schließlich setzte sie planmäßig einen so genannten „Zielmarkierer“ aus: Ein kleiner heller Ball, der als Referenzpunkt auf der Oberfläche dienen sollte. Dieses Manöver glückte problemlos.

Hayabusa setzte den Abstieg weiter fort, ging in 17 Meter Höhe gar vom kontrollierten Abstieg in freien Fall über. Während einer Unterbrechung, in der durch die Erdrotation bedingt von einer Antennenstation in USA auf eine in Japan umgeschaltet werden musste, ging dann das Funksignal zwangsweise verloren. Als es wieder da war, schien Hayabusa aber immer noch nicht auf der Oberfläche zu sein, sondern trieb weiterhin in gleichbleibend geringer Höhe darüber hinweg. Die Sonde schien sich nicht entschließen zu können, was sie tun sollte. Die Teammitglieder waren ratlos.

Die sonnenbeschienene Oberfläche des Asteroiden entwickelt Temperaturen von über 100 Grad Celsius. Da das Team befürchtete, dass Hayabusa durch die abgestrahlte Wärme Schaden nehmen könnte, schickte es nach einer halben Stunde schließlich einen Notbefehl zum Abbruch und sofortigen Aufstieg vom Asteroiden. Die Sonde reagierte prompt, zündete ihre Triebwerke und schoss weit weg von „Itokawa“, wurde erst in etwa 100 Kilometer Entfernung wieder von der Erde aus gestoppt und ging in einen Sicherheitsmodus.

Dort hatte das Team nun endlich Zeit und Ruhe, die aufgezeichneten Daten aus dem Bordcomputer herunterzuladen und auszuwerten. Und dabei stellte sich Erstaunliches heraus: In der Zeit, in der durch das Umschalten der Antennenstation das Funksignal ausgesetzt hatte, war Hayabusa selbstständig bis auf die Asteroidenoberfläche abgestiegen und weich gelandet! In dem Moment, als das Signal wieder da war, ruhte die Sonde bereits auf der Oberfläche! Und in der folgenden halben Stunde, in der das Team sein „Baby“ aufgrund der Dopplerauswertung des Funkfeuersignals über dem Asteroiden in konstanter Höhe dahintreibend wähnte, stand es die ganze Zeit auf der heißen Oberfläche – und hatte sich immer weiter aufgeheizt!

Hayabusa hatte zwar aufgesetzt, aber keine Proben gesammelt. Als Grund dafür stellte sich nun heraus, dass der „Hindernissensor“ der Sonde angesprochen hatte. Dieser sollte verhindern, dass bei einer Landung über unebenem Gelände nicht das spezielle „Probensammelhorn“ den Boden berührt, sondern ein nicht dafür ausgelegter Teil der Sonde. So könnte etwa ein Bodenkontakt der sperrigen und zerbrechlichen Solarpaneele diese allein schon durch die mechanische Trägheit der immerhin sechs Meter langen und 500 Kilogramm massigen Raumsonde beschädigen, und dann wäre die Mission verloren gewesen. Dieser Hindernissensor meinte also ein Hindernis erkannt zu haben, und da dann der Probensammelmechanismus außer Kraft gesetzt ist, hatte die Sonde trotz der halbwegs geglückten Landung keine Proben gesammelt (und das Team nicht gemerkt, dass die Sonde längst gelandet war).

Wie sich später heraus stellte, hatte der Sensor sich vermutlich nur durch Schatten irritieren lassen, ähnlich wie der Bildprozessor des autonomen Steuerungssystems bei der ersten, gescheiterten Generalprobe am 4. November. Der Aufenthalt auf der heißen Oberfläche scheint keine größeren Schäden verursacht zu haben, lediglich ein leichter Schaden an einem Heizelement wurde gemeldet.

Für diejenigen, die sich im Raumfahrtgeschäft auskennen, kam das Scheitern des ersten Abstiegs wenig überraschend. Der erfahrene NASA-Wissenschaftler Donald K. Yeomans, der von Seiten des JPL aus der Ferne an der Hayabusa-Mission beteiligt ist (und übrigens für eine gewisse NASA-Mission namens Deep Impact mit verantwortlich war) zollte den Japanern höchstes Lob allein schon für die bisher erbrachte Leistung, noch dazu angesichts des schmalen Budgets von nur 170 Millionen Dollar, ein Drittel einer typischen NASA-Discovery-Mission. Er räumte ihnen jetzt schon einen Platz unter den führenden Raumfahrtnationen der Welt ein.
Und selbst wenn kein weiterer Abstieg mehr erfolgt wäre: Auch dann war Hayabusa die erste Raumsonde überhaupt, die auf einem Asteroiden gelandet und wieder davon gestartet ist. Die Raumsonde NEAR der NASA landete 2001, am Ende ihrer Mission, zwar unbeschädigt auf dem Asteroiden „Eros“, startete aber nicht mehr und liegt heute noch dort.

Zweiter Landungsversuch
Im Laufe der letzten Woche pirschte sich Hayabusa, nun wieder von der Erde aus gesteuert, mit ihrem Ionentriebwerk erneut an „Itokawa“ heran, und in der Nacht von Freitag auf Samstag (unserer Zeit) begann Hayabusa einen erneuten Abstieg aus einer Höhe von etwa einem Kilometer. Das Team hat aus jedem der bisherigen Abstiegsversuche gelernt und ist jedesmal weiter gekommen als vorher, und auch diesmal hat sich die bereits gemachte Erfahrung wieder ausgezahlt: Der Hindernissensor wurde diesmal einfach ausgeschaltet, da als Zielterrain ohnehin wieder die glatte Fläche „Muses Sea“ vorgesehen war. Auch war die Sonde diesmal so programmiert, dass es keinen Aufstieg geben würde, bevor nicht der Probensammelmechanismus ausgelöst hatte. Der Zielmarkierer vom ersten Versuch vor einer Woche wurde wieder entdeckt und hätte erneut benutzt werden können. Aber da das Team nun ohnehin das erforderliche Know-How hatte, wie man auf den Asteroiden absteigt, verzichtete es auf die Nutzung des Markierers und setzte auch keinen zweiten Markierer aus.

Mit diesen Markierern hat es eine besondere Bewandtnis: Darauf sind ca. 880.000 Namen von Personen auf der Erde in winzigster Schrift eingelasert, die sich im Jahre 2002 bei der „Planetary Society of Japan“ online via Internet registrieren lassen konnten. Der eine ausgesetzte Ball mit den Namen darauf könnte noch in Milliarden Jahren auf dem Asteroiden durchs All treiben, wenn es die Menschheit schon lange nicht mehr gibt. Nach einer eingehenden Analyse von „Itokawas“ bisherigem, chaotisch und labil anmutenden Orbit um die Sonne erscheint es der Jaxa allerdings als wahrscheinlicher, dass er früher oder später auf einen der großen „Gravitationsstaubsauger“ des Sonnensystems, wie etwa Jupiter oder die Sonne selbst, stürzen wird. (Aber eine Million Jahre wird ja wohl drin sein, und ist auch schon ordentlich lang…)

Der Abstieg klappte diesmal wie am Schnürchen: Etwa 40 Minuten nach dem Übergang in den autonomen Steuerungsmodus konnte das Team dem Funkfeuersignal entnehmen, dass der Probensammelmechanismus ausgelöst hatte! Dieser besteht im Wesentlichen darin, dass das Probensammelhorn auf der Oberfläche aufsetzt, dadurch leicht zusammengeschoben wird und wiederum eine Schussvorrichtung an seinem oberen Ende auslöst, die kurz nacheinander zwei kleine Projektile aus Tantal in den Boden feuert. Eine Wolke von Bodenpartikeln stiebt in das Horn auf, einiges davon bis in das obere Ende des Horns… wo sich eine Probensammelkammer befindet, die jetzt also Originalmaterial des Asteroiden enthalten dürfte. Der ganze Vorgang wird allenfalls wenige Sekunden gedauert haben, und es ist nicht viel Material gesammelt worden, noch nicht einmal ein Gramm vermutlich, aber es reicht allemal für eingehende Analysen. Ob es wirklich funktioniert hat, wird man freilich erst wissen, wenn die Probensammelkammer bis auf die Erde zurück gelangt – und das ist noch ein weiter Weg von 180 Millionen Kilometer.

Unmittelbar nach der Landung stieg Hayabusa wieder auf und begab sich in die sichere Grundposition in einigen Kilometern Entfernung. Dort konnte sie ihre Hochgewinn-Antenne wieder zur Erde ausrichten und die normale Funkverbindung wieder aufnehmen, und die aufgezeichneten Daten sollten nun zur Bodenstation überspielt und ausgewertet werden.

Doch schon während des Abstiegs hatte es Anzeichen für ein Problem mit einem der Manövriertriebwerke zur Lageregelung gegeben. Aber zu diesem Zeitpunkt konnte das Team auf ein Reservesystem umschalten und den Abstieg fortsetzen. Jetzt versuchte das Team wieder auf das Hauptsystem zurückzuschalten – und das Problem trat erneut auf und führte dazu, dass der Bordcomputer unmittelbar in den Sicherheitsmodus überging. Das Team muss nun erst den Sicherheitsmodus zurücksetzen und die Lage klären, bevor weitere, detaillierte Daten herunter geladen werden können.

Worin genau das Problem mit dem Manövriertriebwerk besteht, ist noch nicht bekannt. Es könnte sich um ein Leck handeln. Da es schon vor der zweiten Landung auftrat und ein solches Leck kaum im freien Raum entstehen kann, vermutete Jun’ichiro Kawaguchi, der Projektmanager der Mission auf einer Pressekonferenz, dass das Problem bei der ersten Landung verursacht wurde. Näheres ist noch nicht bekannt.

Es ist auf jeden Fall zu einem Verlust von Treibstoff gekommen. Im Moment ist die Größe dieses Verlusts noch nicht Besorgnis erregend. Aber sie erschwert auf jeden Fall die Rückkehr zur Erde. Denn das Ionentriebwerk von Hayabusa als Hauptantrieb hat zwar ein eigenes, unabhängiges Treibstoffreservoir, aber zur Lageregelung ist die Raumsonde seit dem Ausfall von zwei der drei Drallräder auch während der Heimreise auf die Manövriertriebwerke angewiesen.

Einen weiteren Abstiegsversuch wird es nun vermutlich nicht mehr geben, obwohl dies ursprünglich geplant war. Denn die Zeit drängt: Spätestens Anfang Dezember muss Hayabusa den langen Rückweg zur Erde antreten, sonst werden die Positionen von „Itokawa“ und Erde zu ungünstig und die Raumsonde verfehlt ihr Ziel. Aber selbst wenn die noch bevor stehenden Herausforderungen nicht gemeistert werden können und Hayabusa den Weg zur Erde zurück nicht schaffen sollte, hat diese hochkomplexe Mission doch schon erstaunliche Erfolge angesammelt, darunter einige Premieren der Raumfahrtgeschichte. Diese Erfolge kann den Japanern nun niemand mehr nehmen.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Wie das Missionsteam mitteilte, arbeiten alle bisher überprüften Systeme der Raumsonde mit einer Ausnahme problemfrei im Rahmen ihrer Spezifikationen. Die einzige bisher festgestellte Anomalie ist bei einem der vier so genannten Drallräder (engl. „reaction wheels“) aufgetreten, mit deren Hilfe die Lage der Space Infrared Telescope Facility (SIRTF) im All kontrolliert wird.

Als während eines Tests der vier Drallräder eines von ihnen nicht das gewünschte Drehmoment erzeugte wurde es vom On-Board-Computer automatisch abgeschaltet und die gesamte Raumsonde in einen so genannten „safe mode“ geschaltet. Eine Gefährdung der Mission wäre selbst bei einem dauerhaften Ausfall des Drallrades nicht gegeben, da SIRTF nur drei solcher Drallräder benötigt, um alle mögichen Orientierungen im Raum einzunehmen (allerdings würde in diesem Fall natürlich das nicht umsonst als Reserve eingebaute vierte Drallrad nicht mehr zur Verfügung stehen).

Die Missionsspezialisten beim Jet Propulsion Laboratory der NASA und dem California Institute of Technology sind jedoch optimistisch, dass dieses Problem später gelöst werden kann. Sie vermuten als Ursache eine zu hohe interne Reibung des Drallrades, und die wiederum hängt von der Temperatur des Geräts ab: je niedriger die Temperatur, umso größer die interne Reibung. Nach dem Einschalten der wissenschaftlichen Geräte wird die Temperatur in der Raumsonde steigen, so dass damit dann auch die Reibungkräfte in dem betreffenden Drallrad reduziert werden. Das bei den anderen Drallrädern dieses Problem nicht aufgetreten ist liegt wahrscheinlich daran, dass die Temperatur dieser vier Geräte aufgrund ihrer unterschiedlichen Position in dem Weltraumteleskop verschieden ist.

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