Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: SpaceX, NSF, SFN, SpaceNews.

Am 12. Februar 2015 ist das Deep Space Climate Observatory (kurz DSCOVR, klingt wie „discover“ – deutsch: „entdecken“) (deutsch: Weltraumwetterteleskop) mit einer Falcon 9-Rakete ins All transportiert worden. Der Start erfolgte gegen 00:03 MEZ vom Startplatz 40 auf dem US-amerikanischen Luftwaffenstützpunkt Cape Canaveral. 165 Sekunden nach dem Start erfolgte die Stufentrennung zwischen erster und zweiter Stufe. Anschließend flog die zweite Stufe mit DSCOVR weiter Richtung Weltall, während die erste Stufe eine Landung auf dem Meer versuchte – wegen hohen Wellen musste die Seeplattform leider die Heimreise antreten. Ca. 8 Minuten und 40 Sekunden nach dem Start war die Brennphase der ersten Stufe zuende und es folgte eine Freiflugphase von ca. 22 Minuten. Anschließend wurde das Oberstufentriebwerk wiedergezündet und DSCOVR ca. 35 Minuten nach dem Start ausgesetzt. Der Zielorbit der Nutzlast ist 187 km x 1.241.000 km x 37°. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung lagen keine Informationen zur Einschussgenauigkeit vor. Der Start musste zweimal verschoben werden – wegen Problemen mit der Radarverfolgung am Sonntag und wegen starken Höhenwinden am Dienstag.

Deep Space Climate Observatory
Das Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) ist eine gemeinsame Mission von US-Luftwaffe, NASA und NOAA und soll das Weltraumwetter untersuchen. Dafür wird es an dem Lagrangepunkt 1 des Systems Sonne-Erde, also zwischen Erde und Sonne positioniert. Es dauert knapp über 100 Tage bis DSCOVR seinen Zielorbit erreichen wird. Die Sonde wiegt 570 kg und hat eine nominelle Lebensdauer von 5 Jahren, diese kann jedoch vermutlich deutlich ausgedehnt werden.

DSCOVR hat eine lange Geschichte. Ursprünglich wurde die Sonde 1998 von US-Vizepräsident Al Gore vorgeschlagen und bekam den Namen Triana. Die Sonde sollte die Erde in ihrer Ganzheit fotografieren und diese Bilder sollten dann live im Internet öffentlich zugänglich gemacht werden. Dies sollte die Menschen für das Klima sensibilisieren. Jedoch verpasste Triana dann das geplante Startdatum von 2001 mit dem Shuttle und es kam George W. Bush an die Macht. Dieser strich die Mission aus politischen Gründen. Die Sonde wurde in einem Reinraum für mehrere Jahre aufbewahrt und ein neuer Nutzen wollte gefunden werden. Schließlich entschied man sich im Jahre 2011 die Sonde mit einem anderen Fokus doch noch zu starten und änderte den Namen auf DSCOVR, gemäß dem neuen Ziel. Jetzt sollte es um die Erforschung des Weltraumwetters gehen. 2012 wurde SpaceX als Startanbieter von der US-Luftwaffe ausgewählt. SpaceX darf diese Mission auch ohne Zertifizierung für US-Militärnutzlasten fliegen, weil sie ohne strategischen Wert für das US-Militär ist.

Die Weltraumwetterdaten werden der Öffentlichkeit über die Webseite https://www.swpc.noaa.gov/ frei und live zugänglich gemacht. Die Bilder der Erde werden übrigens trotz der geänderten Missionsziele ebenfalls der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, allerdings nicht mehr live sondern mit 24 Stunden Verzögerung.

Die Landung im Meer
Nach der Stufentrennung folgte die erste Stufe einer ballistischen Flugbahn bis zum Wiedereintritt in die Atmosphäre. Sie erreichte dabei ein Apogäum von ca. 130 km. Kurz vor dem Wiedereintritt wurden drei Merlin 1D-Haupttriebwerke der Falcon 9 wiedergezündet um Geschwindigkeit abzubauen und eine thermische bzw. strukturelle Überlastung der Raketenstruktur zu verhindern. Anschließend steuerte die Stufe mit sogenannten Gitterflossen (englisch: grid fins) den geplanten Ort der Seeplattform an. Mit diesen Steuerflächen kann die Stufe leicht angewinkelt werden um einen Auftrieb zu erzeugen, der eine laterale Bewegung der Stufe ermöglicht. Eine kurze Zeit vor dem Aufprall wurde dann die Geschwindigkeit ein weiteres Mal durch die Wiederzündung des zentralen Triebwerks der Stufe auf fast null reduziert, die ein sanftes Aufsetzen auf dem Wasser ermöglichte. Leider verhinderte enormer Wellengang von 10 Metern Höhe eine Landung auf der Plattform, sodass diese zurück nach Florida beordert wurde. Die Stufe traf also nur das Wasser.

Die Seeplattform hat eine Größe von 300 Fuß x 170 Fuß (ca. 91 x 52 m), Elon Musk hat sie auf den Namen „just read the instructions“ nach der „culture“-Science-Fiction-Reihe getauft. Die Plattform kann auch in rauer See ihren Standort auf +/- 3 Meter halten. Dafür besitzt sie vier starke Unterwasserpropeller von der Firma Thrustmaster, die zentral gesteuert werden. Die Plattform ist unbemannt und wird vermutlich von einem Begleitschiff aus ferngesteuert. Laut NASASpaceflight.com soll die Plattform später vor allem an der Westküste der US-Küste eingesetzt werden um dort die Zentralstufe der Falcon Heavy zu landen. Die Booster der Falcon Heavy sollen beide zum Startplatz zurückfliegen. Sowohl in Vandenberg als auch am Cape Canaveral entstehenderzeit extra Landeplätze für die zurückkommende(n) Stufe(n). Die Entscheidung zwischen Rückflug zum Startplatz, Landung auf der Seeplattform oder „Wegwerfmodus“ kann dann individuell der Mission angepasst werden. Laut Kommentar während des Starts „Stage One Splashdown“ wurde wohl eine Wasserlandung geschafft. Eine Aussage zur Landegenauigkeit lag zur Veröffentlichung nicht vor.

Themen im Raumcon-Forum:

• Falcon 9/DSCOVR Missionsthema
• Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

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Quelle: NASA, NOAA. Vertont von Peter Rittinger.

DSCOVR steht für Deep Space Climate Observatory und bedeutet übersetzt sinngemäß Tiefraum-Klima-Observatorium. Es handelt sich um ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA), der US-amerikanischen Wetterbehörde (NOAA) sowie der US-amerikanischen Luftwaffe (USAF).

Betreiben wird den Satelliten die NOAA, den Transport ins All auf einer Falcon-9-Rakete von SpaceX organisiert die USAF. Die NASA entwickelt das Bodensegment, über das der Betrieb des Satelliten künftig abgewickelt werden wird, und überarbeitet unter Nutzung von durch die NOAA bereitgestellten Geldern einen ab November 2001 lange beim Goddard-Raumflugzentrum (GSFC) der NASA eingelagerten Satelliten, der nicht zum Start gebracht worden war.

Ursprünglich zum Transport durch ein Space Shuttle vorgesehen und Triana genannt war dem auf dem SMEX-Lite-Bus aufgebauten, primär für die Untersuchung von Klimaveränderungen auf der Erde und der Sensibilisierung einer breiteren Öffentlichkeit dafür gedachten Raumfahrzeug keine ausreichende politische Unterstützung zugebilligt worden.

2001 hatte man Tirana aus der Startplanung der Space Shuttle gestrichen, 2006 die Mission schließlich endgültig abgesagt. Jetzt ist der Start des Satelliten nach Änderungen von Missionszielen und Instrumentierung wieder in greifbare Nähe gerückt.

Triana hätte aus einem Bereich beim Lagrange-Punkt L1 in rund 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde, wo sich Gravitationskräfte von Sonne und Erde egalisieren, Richtung unseres Heimatplaneten schauen, regelmäßig Bilder von ihm aufzeichnen und zur Erde schicken sollen. Außerdem wollte man an Bord von Triana Geräte zur Messungen der Menge des von der Erde reflektierten Sonnenlichts und der Untersuchung der Erdatmosphäre einsetzen.

Als DSCOVR wird der Satellit von seiner Bahn um den Lagrange-Punkt L1 seinen Blick laut Plan auch zur Sonne richten. Auf diese Weise kann er den Sonnenwind untersuchen und Sonnenstürme erfassen, bevor diese die Erde erreichen.

Wenn die Sonne große Mengen energiereicher Protonen, Ionen, ultravioletter Strahlung und anderer energiereicher Partikel Richtung Erde sendet, kann das im Endeffekt Betriebsstörungen und Schäden zum Beispiel in Stromversorgungs- und Kommunikationsnetzen, in Navigationssystemen und Geräten im Luft- und Raumfahrteinsatz verursachen.

Nach Angaben der NASA schätzen Experten den finanziellen Schaden, der durch einen schweren Sonnensturm entstehen kann, auf 1 bis 2 Billionen US-Dollar. Die NOAA erhofft sich von DSCOVR künftig verbesserte Warnmöglichkeiten. Die vom Satelliten erfassten Daten will die NOAA in das Real Time Solar Wind Network (RTSWnet) einspeisen.

Die Instrumentierung des Satelliten mit einer Auslegungsbetriebsdauer von fünf Jahren, für den die NOAA aktuell eine Trockenmasse von 307 und eine Startmasse von 440 Kilogramm nennt, besteht aus fünf Gerätekomplexen zur Erd- und Sonnenbeobachtung.

Im Bereich der Sonnenbeobachtung soll DSCOVR die Nachfolge des spinstabilisierten Advanced Composition Explorer (ACE) alias Explorer 71 antreten. Letzterer wurde am 25. August 1997 gestartet wurde und arbeitet bereits deutlich jenseits seiner Auslegungsbetriebsdauer.

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