Autor: Thomas Geuking Quelle: NASA.

Eine Zeit lang sah es so aus, als wäre die aktive wissenschaftliche Reise der Raumsonde Voyager 1 zu Ende. Die am 05. September 1977 gestartete Sonde ist mit Ihrer Schwestersonde das am weitesten entfernte von Menschen erbaute Objekt. Sie befindet sich mittlerweile im interstellaren Raum. In etwas über 17.000 Tagen im All hat sie bis zum heutigen Tag ca. 24,42 Milliarden Kilometer zurückgelegt. Ein Funksignal von der Erde benötigt heute 22,5 Stunden bis zur Raumsonde.
Noch immer sendet die Raumsonde wissenschaftlich Daten zur Erde, zumindest bis Mitte November 2023. Plötzlich sendete die Raumsonde scheinbar keine lesbaren Daten mehr, sondern in einer Art Dauerschleife immer denselben Datensatz.

Nach einer ausführlichen Analyse konnte die Ursache zunächst auf das FDS (Flight Data System) der Sonde eingegrenzt werden. Es handelt sich dabei um einen der drei Bordcomputer der Raumsonde. Das FDS kommunizierte nicht ordnungsgemäß mit einem der Subsysteme der Sonde, der sogenannten Telemetrie-Modulationseinheit (TMU). Infolgedessen werden keine wissenschaftlichen oder technischen Daten zur Erde zurückgesendet. Das FDS soll unter anderem Daten von den wissenschaftlichen Instrumenten sowie technische Daten über den Zustand und Status des Raumfahrzeugs sammeln. Anschließend werden diese Informationen zu einem einzigen Datenpaket zusammengefasst, das von der TMU zur Erde zurückgesendet wird. Nun begann die TMU, ein sich wiederholendes Muster aus Einsen und Nullen zu übertragen, als ob sie „stecken geblieben“ wäre. Nachdem ein Neustart des FDS keinen Erfolg brachte, mußten oft Jahrzehnte alte Unterlagen zur Fehleranalyse herangezogen werden. Die Spezialisten brauchten Zeit um zu verstehen, wie sich neue Befehle auf den Betrieb der Raumsonde auswirken, um unbeabsichtigte Probleme zu vermeiden.

Sie sendeten am 01. März 2024 ein Signal an die Raumsonde, das die FDS dazu veranlassen sollte, ein vollständiges Speicherabbild zu senden. Dies konnte am 03. März dann auch tatsächlich empfangen und von einem Ingenieur des Deep Space Network der Agentur, das die Funkantennen betreibt, die sowohl mit Voyager als auch mit anderen Raumfahrzeugen kommunizieren, entschlüsselt werden.
Das Speicherabbild war der Schlüssel zur Lösung des Problems!
Man stellte fest, dass 3 Prozent des Speichers des FDS beschädigt sind. Es handelt sich wahrscheinlich um einen einzelnen Chip, der entweder durch energiereiche Teilchen aus dem Weltraum, oder einfach durch die lange Betriebsdauer beschädigt worden ist. Dies führte zum Verlust eines Teils des Softwarecodes des FDS-Computers.

Der Verlust dieses Codes machte die wissenschaftlichen und technischen Daten unbrauchbar. Da der Chip nicht repariert werden kann, beschloss das Team, den betroffenen Code an einer anderen Stelle im FDS-Speicher abzulegen. Aber kein einzelner Speicherort ist groß genug, um den gesamten Codeabschnitt aufzunehmen. Deshalb entwickelte man eine Lösung, den betroffenen Code in Abschnitte zu unterteilen und diese Abschnitte an verschiedenen Stellen im FDS zu speichern. Damit dieser Plan funktioniert, müssen diese Codeabschnitte angepasst werden, um sicherzustellen, dass sie alle weiterhin als Ganzes funktionieren. Alle Verweise auf den Speicherort dieses Codes in anderen Teilen des FDS-Speichers müssen ebenfalls aktualisiert werden. Am 18. April sendete das Team ein erstes Softwareupdate an die Voyager Sonde. Als das Team im Missions-Kontrollzentrum am 20. April nach 45 Stunden eine Rückmeldung von der Raumsonde bekam, wussten sie, dass die Modifikation funktionierte. Zum ersten Mal seit fünf Monaten konnten sie den Zustand und den Status der Raumsonde überprüfen. Nach einem weiteren Update wird die Sonde dann wieder wissenschaftliche Daten zur Erde senden können. Die wissenschaftliche Mission kann weiter gehen.

Wie lange die Sonde insgesamt noch betrieben werden kann, hängt im Wesentlichen von den Radionuklidbatterien sowie der Abnutzung der thermoelektrischen Elemente ab. Pro Jahr sinkt die elektrische Leistung um etwa 4 Watt. Durch die Abschaltung einzelner Instrumente konnte die Lebensdauer der Sonde bisher immer wieder verlängert werden.

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• Voyager / Pioneer 10 + 11

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Ein Beitrag von Stefan Heykes. Quelle: NPOL/RIAN/Interfax.

Sond-PP ist das erste Projekt, das im Rahmen des russischen Programms zur „Erforschung fundamentaler Fragen mithilfe von Kleinsatelliten“ (MKA-FKI) gestartet wurde. Der Satellit selbst wird daher auch als MKA-PN1 bezeichnet (Kleinsatellit – Nutzlast 1). Die Hauptnutzlast Sond-PP ist dabei ein 2-Kanal-Mikrowellen-Radiometer. Zu dessen wichtigsten Aufgaben gehört die Beobachtung der Ozeane. So sollte dieses Instrument eine Karte des Salzgehalts der globalen Ozeane erstellen, außerdem diente es zur Beobachtung von Eisflächen an den Polen. Neben der Erforschung der Ozeane konnte dieses Instrument an Land auch die Vegetationsdichte bestimmen sowie Bodenfeuchte und Temperatur.

Als weitere Nutzlast besitzt MKA-PN1 das sogenannte „Hyperspektrometer“, dass in 150 Spektralkanälen die Erde aufnehmen kann. Solche Instrumente sind auf einer Vielzahl von Erdbeobachtungssatelliten installiert, da sie detaillierte Informationen liefern können, wie die jeweiligen Bodenverhältnisse, Vegetation usw. vor Ort beschaffen sind. Installiert sind diese Instrumente auf der ersten Einheit des von NPO Lawotschkin entwickelten Karat-Satellitenbusses. Viele Lösungen bei der Konstruktion sind brandneu und wurden erstmals bei MKA-PN1 getestet. Gestartet wurde der Satellit am 22.07.2012 gemeinsam mit einer ganzen Reihe anderer Satelliten, darunter auch der deutsche TET 1 sowie die baugleichen Erdbeobachtungssatelliten Kanopus-V (für Russland) und BKA (für Weißrussland), die beide vom russischen Unternehmen VNIIEM gebaut wurden.

Wie NPO-Lawotschkin-Direktor Wiktor Chartow gegenüber RIA Nowosti bestätigte, ging der Kontakt zum Satelliten am 1./2. Juni verloren. Nach vorläufigen Erkenntnissen kam es zu einem Versagen des Bordcomputers. Weitere Versuche, die Kommunikation wieder herzustellen, verliefen bis jetzt erfolglos. Die geplante Lebensdauer von MKA-PN1 lag bei mindestens 3 Jahren, damit reiht sich dieser Verlust in die traurige Serie vorzeitiger russischer Satellitenversager ein. So war das letzte von Lawotschkin gebaute Projekt die Marssonde Fobos-Grunt – hier kam es bereits unmittelbar nach dem Start zu einem Versagen der Bordelektronik. Und auch bei BKA gibt es bereits unbestätigte Gerüchte, dass Probleme aufgetreten sein sollen.

Russische Satelliten in deutscher Kooperation?
Die nach wie vor bestehenden Probleme insbesondere bei Lawotschkin betreffen auch deutsche und europäische Projekte. So ist das nächste gemeinsame Projekt der Röntgensatellit Spektr-RG – das größere seiner beiden Teleskope wird in Deutschland gebaut. Der Start dieses Observatoriums wird für Anfang 2015 erwartet. 2018 soll ExoMars starten. Der europäische Marsrover wird dabei von einer Landeplattform transportiert, die ebenfalls Lawotschkin entwickeln soll. Von daher ist zu hoffen, dass innerhalb des Unternehmens die richtigen Konsequenzen aus den Problemen bei MKA-PN1 und Fobos-Grunt gezogen werden.

In Bezug auf MKA-PN1 äußerte sich Chartow so, dass es sich bei dem Satelliten vor allem um ein günstiges Testexemplar gehandelt habe. Daher sei ein vorzeitiges Versagen bedauernswert und müsse untersucht werden, aber es sei ein einkalkuliertes Risiko. In Abhängigkeit von den Ergebnissen der Untersuchung hier wird sich eventuell der nächste Satellit dieser Serie verschieben. Derzeit ist der Start von MKA-PN2/Relek zur Erforschung relativistischer Elektronen aus dem Weltraum für diesen September geplant.

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• Kanopus-V, TET-1 und weitere auf Sojus-FG/Fregat

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ISRO.

Nach dem Start vom Satish Dhawan Space Centre auf der Insel Sriharikota an Indiens Südküste um 11:34 Uhr MEZ (16:04 Uhr Ortszeit) arbeitete die dreistufige GSLV-Rakete ersten offiziellen Angaben der indischen Raumfahrtorganisation (ISRO) zufolge 47 Sekunden lang wie vorgesehen. Dann kam es zu einer Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Flugcomputer der Rakete und den Stellgliedern zur Lenkung der Rakete in den vier flüssigkeitsbetriebenen seitlichen, L40H genannten Zusatzantrieben der ersten Stufe. Ungelenkt folgte die Rakete noch bis zur 50. Flugsekunde der geplanten Bahn, danach traten größere Abweichungen auf. In Folge einer deutlichen Schrägstellung der Rakete in Bezug auf ihre Flugrichtung begann das Projektil auseinanderzubrechen. Die Videoaufzeichnungen des Fehlstarts legen nahe, dass zunächst die Nutzlast mit GSAT 5P unter ihrer Verkleidung mit einem Durchmesser von 4 Metern und die in Russland gebaute Raketenoberstufe abbrachen. Wenige Sekunden später erfolgten weitere Desintegrationsereignisse, in deren Folge auch ein Selbstzerstörungsmechanismus zum Einsatz kam. Nach Angaben der ISRO wurde die Selbstzerstörung der Rakete in einer Höhe von rund 8 Kilometern in der Flugsekunde 63 aktiviert. Die Radarverfolgung der Trümmer spricht laut ISRO dafür, dass sie ins Meer fielen.

Die Rakete sollte, hätte sie wie geplant gearbeitet, den beim Start rund 2.310 kg schweren, auf dem indischen Satellitenbus I2K basierenden Kommunikationssatelliten GSAT 5P alias GSAT 5 PRIME 1.146 Sekunden nach dem Start in einem Geotransferorbit aussetzen. Das Perigäum, der der Erde am nächsten liegende Bahnpunkt, hätte bei 170 Kilometern über der Erde gelegen, das Apogäum, der von der Erde am weitesten entfernte Bahnpunkt, bei 35.975 Kilometern. Von dort wäre es dem Satelliten unter Einsatz eigener Triebwerke, insbesondere seines mit MON-3 und MMH betriebenen, 440 Newton starken Apogäumsmotors, möglich gewesen, eine Position bei 55 Grad Ost im geostationären Orbit zu erreichen. Anschießend wären seine 24 Transponder für das C-Band und die 12 Transponder für das erweiterte C-Band zum Einsatz gekommen, um Indien mit einer großen Bandbreite von Kommunikationsdiensten zu versorgen.

Raumcon:

• GSAT 5 auf GSLV-F06

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