Autor: Martin Knipfer. Quelle: JAXA, NASA, spaceflightinsider.

Bei der Versorgung der Internationalen Raumstation ISS haben die internationalen Partner zuletzt einige Rückschläge erleben müssen: Im Oktober 2014 explodierte eine Antares-Rakete mit dem Raumfrachter Cygnus des amerikanischen Unternehmens Orbital Sciences kurz nach dem Start. Ein russischer Progress-Frachter konnte zwar im März dieses Jahres erfolgreich gestartet werden, das Raumschiff trudelte jedoch so stark, dass ein Andocken an die Station unmöglich war. Vor zwei Monaten explodierte dann eine Falcon-9-Rakete von SpaceX mit dem Raumfrachter Dragon im Flug. Umso glücklicher sind die beteiligten Parteien daher über einen erfolgreichen Versorgungsflug.

Am 19. August gelang der japanischen Raumfahrtorganisation JAXA zumindest schon mal der Start zu einer solchen Mission. Sie trägt die Bezeichnung HTV-5, da es sich um den fünften Flug des japanischen Raumfrachters HTV (H-IIB Transfer Vehicle) handelt. HTV-5 folgt damit auf HTV-4 (August 2013), HTV-3 (Juli 2012), HTV-2 (Juli 2010) und HTV-1 (September 2009). Jedes HTV erhielt den Namen „Kounotori“, was auf Deutsch so viel wie „Storch“ bedeutet. Nachdem alle Vorbereitungen für HTV-5 abgeschlossen waren, startete der Raumfrachter am 19. August um 13:51 vom japanischen Raumflughafen Tanegashima auf einer H-IIB-Rakete. Die vier Feststoffbooster wurden nach wenigen Minuten in zwei Schritten abgeworfen, es folgte die Abtrennung der Hauptstufe. Die Oberstufe beförderte das HTV dann schließlich in eine Transferumlaufbahn, auf der sich der Frachter in den nächsten Tagen der ISS weiter annähern soll, bis er dann am Montag mit dem Roboterarm der Station eingefangen und angekoppelt wird.

Das zylindrische HTV ist 9,8 m lang, 10,5 t schwer und misst 4,4 m im Durchmesser. Es besteht aus zwei Frachtsektionen, einem Avionik- und einem Antriebsmodul. Eine Frachtsektion ist mit Luft befüllt; hier können unter anderem die genormten Racks für die Forschungslabore Destiny, Columbus und Kibo transportiert werden. Das andere Frachtmodul ist nicht druckbeaufschlagt, hier können Nutzlasten befördert werden, die mit dem Roboterarm an der Außenseite der Station angebracht werden. Das Avionikmodul enthält die nötige Elektronik, um den Raumfrachter zu steuern. Als Antrieb verfügt das HTV über vier Triebwerke von Aerojet, die durch die Reaktion von diergolischen Treibstoffen 490 Newton Schub erzeugen. Zur Feinsteuerung existieren ferner 28 kleine Steuertriebwerke, die redundant ausgelegt sind. Insgesamt ist das HTV dazu in der Lage, sechs Tonnen Fracht zur ISS zu befördern.

Bei HTV-5 wurden 5,5 Tonnen dieser Kapazität ausgenutzt. Neben Wasser, Nahrung und weiteren Versorgungsgütern für die Besatzung der Raumstation sind Ersatzteile (u.a. für das Wasseraufbereitungssystem oder ein neuer SAFER (Simplified Aid For EVA Rescue, eine Art Raketenrucksack für Notfälle bei Außenbordeinsätzen)), kleine Satelliten, Proben für Experimente und mehrere wissenschaftliche Experimente selbst an Bord der druckbeaufschlagten Frachtsektion von HTV-5. Die wichtigsten davon sind ein Habitat für Versuchsmäuse, um die Alterung im Weltraum besser zu verstehen, ein leistungsfähiger Ofen zur Materialforschung und ein neuer Rack für das japanische Forschungsmodul Kibo. Auch die Nutzlast im nicht-druckbeaufschlagtem Teil des Transporters ist interessant: CALET (CALorimetric Electron Telescope). Dabei handelt es sich um einen leistungsfähigen Detektor für Gammastrahlung, die bei sogenannten gamma-ray bursts ausgestoßen wird, kosmischen Strahlungsausbrüchen. Neben neuen Erkenntnissen über die Entstehung dieser Energieausbrüche hofft man durch CALET auch, die mysteriöse dunkle Materie besser zu verstehen. Das Experiment soll an der Außenseite des Kibo-Moduls installiert werden. Nach der Mission soll HTV-5 Müll entsorgen, indem der Raumfrachter in der Erdatmosphäre verglüht.

Die JAXA plant, bis 2019 insgesamt 10 HTV-Missionen durchzuführen. Doch anders als die europäische Raumfahrtagentur ESA, die nach den geplanten fünf Flügen ihr ATV-Programm (Automated Transfer Vehicle) hat auslaufen lassen, streben die Japaner eine Verlängerung ihres Programms an. Bei dieser soll die nächste Generation des HTVs zum Einsatz kommen, die die Behörde im Mai vorgestellt hat. Bei dieser modifizierten Version sollen die Kosten des HTVs, die gegenwärtig etwa 165 Millionen Dollar pro Flug betragen, halbiert und die Leermasse des Raumschiffs um 30 % gesenkt werden. Das Antriebs- und das Avionikmodul sollen nun ineinander integriert werden, die Solarzellen zur Stromversorgung sollen nicht mehr auf die Außenhülle aufgetragen werden, sondern auf auffaltbaren Paneelen angebracht werden. Der erste Flug dieser neuen Version, genannt HTV-X, soll HTV-10 sein.

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• H-IIB HTV-5

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: JAXA, NASA.

Der Start von der zweiten Startrampe des Yoshinobu Launch Complexes der Osaki-Range innerhalb des Weltraumbahnhofs Tanegashima an der Südspitze der gleichnamigen Insel im südlichen Japan erfolgte um 21.48 Uhr MESZ samstags beziehungsweise 5.48 Uhr Ortszeit am Sonntag. Die zweistufige H-IIB, die zur Startunterstützung über vier Feststoffbooster verfügte, war dabei vollkommen erfolgreich und die mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff betriebene Rakete setzte ihre Nutzlast, das vierte H-II Transfer Vehicle (HTV) auf einem niedrigen Übergangsorbit aus.

Die eingesetzte Rakete, die H-IIB, ist dabei eine Abwandlung der H-IIA, die seit über 10 Jahren das Zugpferd der japanischen Raumfahrtindustrie ist. Beide Raketen unterscheiden sich vor allem in einer größeren Erststufe der H-IIB, welche auch über zwei statt einem Treibwerk verfügt. Die Zweitstufe wurde strukturell verstärkt, um das 16 Tonnen schwere HTV aufnehmen zu können. Die Feststoffbooster wiederum wurden unverändert von der H-IIA übernommen.

Das HTV-4 „Kounotori 4“ (jap. für Storch) ist, wie der Name suggeriert, das vierte HTV, welches seit 2009 gestartet wurde. Das HTV zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es als Kopplungsmechanismus den Common Berthing Mechanism (CBM) verwendet, wodurch es im Gegensatz zu den russischen Raumschiffen oder dem europäischem ATV nicht aktiv ankoppeln kann, sondern zunächst einige Meter unter der Raumstation parken muss, um dann vom Roboterarm der ISS eingefangen und an den Nadir-Kopplungsadapter des Moduls Harmony angekoppelt zu werden. Dies ist nach einigen Bahnmanövern, die das Raumschiff zur ISS bringen sollen, für Freitag, den 9. August, geplant.

Doch man schickt das HTV nicht aus purem Jux zur Internationalen Raumstation, sondern zur Versorgung der Besatzung mit verschiedensten Nachschub. So befindet sich als druckbeaufschlagte Nutzlast im Nutzlastmodul folgendes:

• Sauerstofftanks für die US-amerikanischen Raumanzüge
• Freezer – Refrigerator of Stirling Cycle (FROST), ein Kühlschrank mit einer Tiefsttemperatur von -70°C für die Lagerung von Proben
• 24 Beutel Trinkwasser
• Verschiedene Nahrungsmittel, sowohl von NASA als auch von JAXA
• andere Verbrauchsgegenstände wie Kleidung, Shampoo etc.
• Verschiedene Hardware für Experimente unter anderem auch CubeSats
• Ein kleiner Roboter namens KIROBO

Darüber hinaus wurde auch im Auftrag der ESA ein neuer DATV-Sender mit dem Namen HamTV gestartet. Mit ihm soll es möglich sein, ARISS-Funktkontakte zwischen der Besatzung der ISS und Schülern auch über Videostreaming herzustellen und somit einen Live-Einblick in das Geschehen der Raumstation zu ermöglichen. Eingebaut soll der Sender im europäischen Columbus-Modul, wobei HamTV DVB-S-Signale auf 2,4 GHz zur Erde zurückschicken soll. Die Internationale Amateur-Radio-Union (IARU) hat dem Sender bereits die Frequenzen 2.422 MHz und 2.437 MHz zugewiesen. Getestet werden soll es von ESA-Astronaut Luca Parmitano, seines Zeichens selbst Amateurfunker. Im vierten Quartal 2013 soll der Sender zum ersten Mal eingesetzt werden.
Man sieht, dass das HTV eine große Vielfalt von Nachschub in den Weltraum bringen kann. Doch eins zeichnet dieses Versorgungsraumschiff aus: es ist mit der Dragon von SpaceX zurzeit der einzige ISS-Versorger, der neben druckbeaufschlagter auch Vakuumnutzlast transportieren kann, welche dann an der ISS benutzt werden kann. Dieses Mal werden drei Nutzlasten mitgenommen:

• eine Utillity Transfer Assembly (UTA) ist eine Untereinheit innerhalb des Solar-Alpha Rotary Joint (SARJ), welche für die optimale Positionierung der Solarzellen zur Sonne zuständig ist. Die UTA dient dabei zum Stromtransfer in die restlichen Module der ISS. Ein Ausfall eines der UTAs würde dazu führen, dass die Hälfte des Stroms des großen Truss nicht mehr zur Verfügung steht, was für die ISS sehr kritisch wäre. Die mit dem HTV gestartete Einheit dient als Ersatzteil.
• eine Main Bus Swiching Unit (MBSU), ein Verteiler für elektrische Energie. Vier dieser MBSUs sind am S0-Truss verbaut. Diese Einheit dient, genauso wie das UTA, als Ersatzteil. Beide Teile sollen an der External Stowage Platform 2 (ESP 2) am Luftschleusenmodul Quest zwischengelagert werden.
• Das Space Test Program – Houston 4 (STP-H4) ist eine Palette mit acht verschiedenen Experimenten, welche unter anderem Atmosphärenbeobachtung, Experimente zum Thermalhaushalt von Raumschiffen, Strahlung, Beobachtung von Phänomenen, ausgelöst durch Blitze und andere umfasst. Sie soll das STP-H3 ersetzen, welches vom HTV aufgenommen wird.

Verwandte Websites:

• Press-Kit für den Start von HTV-4
• Meldung bei darc.com zum neuen HamTV-Sender (Vielen Dank an Horst Koschorreck für den Hinweis auf diese Infos)

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• HII-B F4 – HTV-4 Vorbereitung und Start

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Ein Beitrag von Markus Rösken. Quelle: Markus Rösken, JAXA, Raumfahrer Net.

Es wird in diesem Jahr zwei große Projekte geben. Zum einen den Start von zwei weiteren Satelliten, dem Wideband InterNetworking engineering test and Demonstration Satellite KIZUNA (Winds) und dem Greenhouse gases Observing SATellite GOSAT. Kizuna ist ein Kommunikationssatellit, der einen großflächigen High-Speed-Internet-Zugang ermöglicht. Durch ihn kommen flächendeckend große Regionen der südostasiatischen Region in den Genuss eines schnellen Internetzugangs, der auch entlegene Gebiete erreicht und so auch Gegenden, in denen bisher ein Datentransfer unmöglich oder nur schwer zu realisieren war, mit einer Anbindung an das weltweite Netz versorgt (mehr Informationen).

GOSAT hingegen ist ein Umweltsatellit, der den Ausstoß von CO₂ und anderer Treibhausgase misst und diese Messwerte mit internationalen Daten ab- bzw. vergleicht. GOSAT ist vor allem im Rahmen des Kyoto-Protokolls gebaut worden, um den CO₂-Ausstoß Japans bis 2012 um 6% zu mindern. (mehr Informationen)

Die wahrscheinlich jedoch spektakulärere Aktion der JAXA wird zweifelsohne der Start des japanischen Moduls für die ISS sein. Das Japanese Experimental Modul (JEM) Kibo (deutsch Hoffnung) ist das erste bemannte japanische Raumobjekt und wird in drei Schritten an der ISS installiert werden. Auf jedem der drei Flüge werden japanische Astronauten mit von der Partie sein. Den ersten Flug, STS 123, wird Takao Doi begleiten, der bereits 1997 mit STS 87 als Missionsspezialist auf der ISS war. Doi ist mit 53 Jahren einer der ältesten Raumfahrer des kleinen japanischen Astronautencorps und gilt als erfahrener Missionsspezialist.

Den zweiten Flug wird Akihiko Hoshide mit STS 124 durchführen. Dies wird Hoshides erster Aufenthalt im Weltraum sein. Den dritten und letzten Flug zur Montage des Moduls macht Koichi Wakata, der 1992 bereits bei STS 72 und erneut im Oktober 2000 bei STS 92 dabei war, an mehreren Außenbordeinsätzen teilnahm und als einer der erfahrensten japanischen Astronauten gilt.

Das Kibo-Modul stellt das erste bemannte japanische Weltraummodul dar und ist für die japanische Weltraumfahrt ein großer Schritt hin zu einem eigenen bemannten Programm in der Zukunft. Vor allem der geplante Langzeitaufenthalt von Wakata stellt eine wichtige Erfahrung für das Programm dar. Doch nicht nur personell, auch technisch sind die Bemühungen um ein eigenes bemanntes Programm auf dem besten Weg. So sind bereits seit längerer Zeit zwei neue Transporter in Planung und werden hoffentlich dieses oder nächstes Jahr in Produktion gehen können. Zum einen ist es das H-II Transfer Vehicle (HTV), dass die Kosten für unbemannte Transporte zur ISS senken soll und primär für eine Versorgung der ISS mit Lebensmitteln, Ausrüstung und Kleidung konzipiert wurde.

Zum anderen ist bereits seit längerer Zeit die H-II-B-Rakete in der Entwicklung, die den erhöhten Leistungsansprüchen gerecht werden soll. Noch immer ist in der Raketentechnik keine Sättigung des Lastvermögens zu erkennen und durch die H-II B wird es Japan erstmals möglich sein, auch größere Lasten im internationalen Maßstab in hohe Umlaufbahnen zu befördern. Das Vorläufermodell H-II wird dabei jedoch nicht obsolet. Die Erweiterung des Raketenarsenals stellt vielmehr eine Flexibilisierung der japanischen Startmöglichkeiten dar. So ist es mit der H-II B auch möglich, mehrere Satelliten gleichzeitig zu starten, was eine enorme Kostensenkung darstellt und gut für das ohnehin sehr knapp bemessene japanische Weltraumbudget ist.

Auch in der Planetenforschung sind weitere größere Projekte geplant, die aber 2008 noch nicht zum Einsatz kommen werden. Gerade hier, in der wissenschaftlichen Arbeit und kleineren, kostengünstigeren Projekten liegt die eigentliche Stärke des Programms. So sind mit dem Venus Orbiter Planet C und dem Merkur Orbiter Bepi-Colombo gleich zwei Planetenmissionen geplant. Hinzu kommt der Radioastronomie-Satellit ASTRO-G, eine neue Asteroiden-Forschungssonde Hayabusa 2 und ein weiterer Mondorbiter. Wie auch immer die Zukunft der JAXA aussieht und welche Rolle sie in der asiatischen Raumfahrt spielen wird, gegenüber allen anderen asiatischen Ländern, die mit großen Geldbeträgen nun enorme Weltraumpläne groß ziehen, um auf internationaler Ebene eine führende Position einzunehmen: Die Erfahrung von nunmehr knapp 40 Jahren Raumfahrt sind der JAXA nicht mehr zu nehmen. Trotz des kleinen Budgets leistet sie doch immer wieder Erstaunliches. Sie versteht es, mit kostengünstigen Projekten immer wieder eine hohe Medientauglichkeit herbeizuführen. Dies bewirkt auch in der Bevölkerung ein großes Interesse an der Raumfahrt, was sich wiederum positiv auf eine hohe Akzeptanz und Unterstützung der Raumfahrtaktivitäten in Japan auswirkt.

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