Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA, NASA, Raumcon.

An Bord befinden sich ca. 4,6 Tonnen Fracht in Form von Experimenten, Nahrungsmitteln, Gebrauchsgegenständen und Bekleidung. Das zylindrische Raumschiff soll am Freitag in die Nähe der Raumstation navigieren, etwa 10 Meter unterhalb des Bugs Station halten und dann mittels eines computerunterstützten Manipulatorarms durch ein Mitglied der ISS-Expedition 32 am Modul Harmony angekoppelt werden.

Ein Teil der Fracht ist in einem nicht unter Druck stehenden Bereich des Raumschiffes untergebracht. Dabei handelt es sich zum einen um eine japanische Einheit zur gemeinsamen Betreuung verschiedener Experimente (MCE), zum anderen einen Gerätekomplex zur Durchführung von Kommunikationsexperimenten in verschiedenen Funkbändern, die von der NASA bereitgestellt und genutzt wird.

Das Space Communication and Navigation Testbed (SCaN) verfügt über drei Software-programmierbare Funkgeräte und zugehörige Antennen im S-, L- und K_a-Band. Entwickelt wurde SCaN unter Leitung des Glenn Research Centers der NASA, Zulieferer waren General Dynamics, die Harris Corporation und das Jet Propulsion Laboratory (alle USA). Mit der an der Gitterstruktur anzubringenden Apparatur will man verschiedene Funkkonfigurationen, die per Software gesteuert werden, testen. Die Programmierung kann dabei sowohl durch beauftragte Firmen als auch durch freiwillig eingesandte Lösungen, etwa von Teams aus Hochschulen oder der Industrie, erfolgen.
Mit an Bord ist auch eine Starteinrichtung für Kleinsatelliten sowie 5 sogenannte Cubesats, die während der Mission des japanischen Raumfahrers Akihiko Hoshide gestartet werden sollen. Dazu verwendet man die Schleuse im Kibo-Modul. Die Nutzlasten werden einzeln aus der Station gebracht, mit dem japanischen Manipulatorarm in Position gebracht und anschließend losgelassen. Bei den Satelliten handelt es sich um Raiko, FITSat 1, We Wish, F-1 und TechEduSat.

Raiko ist quaderförmig mit kleinen Solarzellenpaneelen, wurde von den Universitäten Wakayama und Tohoku entwickelt und soll mehrere Aufgaben übernehmen. Zum einen sollen Bilder der Erde über eine Kamera mit Fischaugenlinse gemacht werden. Außerdem wird durch ihn die Messung der Relativgeschwindigkeit gegenüber der ISS ermöglicht. An Bord gibt es einen experimentellen Sternsensor, eine entfaltbare Membran zum beschleunigten Abstieg aus der Umlaufbahn, Bahnvermessung über Dopplereffekt sowie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung im K_u-Band-Bereich.
We Wish ist ein würfelförmiger Minisatellit mit einer Kantenlänge von knapp 10 cm und einer Masse von etwa 1 kg. Er wurde von Meisei Electric gebaut und dient der Ausbildung. Außerdem wird eine schmalbandige Infrarotkamera erprobt. FITSat ähnelt We Wish, stammt aber vom Fukuoka Institute of Technology und dient der Erprobung optischer Kommunikationseinrichtungen mittels leistungsfähiger Leuchtdioden.

F-1 (1 kg) stammt von der FPT-Universität Hanoi (Vietnam) und umfasst eine einfache Kamera, ein 3-Achsen-Magnetometer sowie verschiedene Temperatursensoren. Die Lageregelung soll über Magnetfelder erfolgen. Der fünfte Cubesat im Bunde, TechEduSat (1 kg) ist ein Gemeinschaftsprojekt zwischen der San Jose State University (USA), ÅAC Microtec (Schweden) und dem NASA Ames Research Institute (USA). Dabei steht ein Kommunikationsexperiment über Iridium- bzw. Orbcom-Satelliten im Mittelpunkt. Der Satellit soll direkt mit diesen Telefonnetzen Kontakt aufnehmen und so Informationen zwischen Orbit und Erde ermöglichen.

Ebenfalls an Bord von HTV 3 sind zwei Datenrekorder, die während des Wiedereintritts des Raumschiffes Daten aufzeichnen sollen. Aus den USA kommt ein ReEntry Breakup Recorder, der bereits bei einer vorherigen Mission getestet wurde. Japan stellt den i-Ball, der sogar mit einer Kamera ausgerüstet ist.

Zur wissenschaftlichen Ausrüstung der ISS gehört nach dem Entladen auch ein Aquarium zur Untersuchung der Langzeitauswirkungen der Schwerelosigkeit auf Muskel- und Knochensubstanz bei Fischen (Aquatic Habitat). Es kann automatisch die Versorgung der Fische übernehmen und verfügt über integrierte Sensoren zur Auszeichnung der wichtigsten Parameter.

Im Rahmen von Youtube Spacelab wurden im März zwei Sieger benannt, deren Experimente nun zur Internationalen Raumstation transportiert werden. Dabei handelt es sich zum einen um eine Untersuchung, wie sich die Fähigkeit von Bakterien zur Bekämpfung von Pilzwachstum in der Schwerelosigkeit verändert, zum anderen wird die Anpassung einer Zebraspinne an die Schwerelosigkeit erforscht.

14 Minuten und 53 Sekunden nach dem Start wurde das erfolgreiche Aussetzen von Kounotori 3 auf der vorläufigen Bahn bestätigt. Die Ankopplung soll nach mehreren Korrektur- und Bahnanhebungsmanövern am kommenden Freitag erfolgen.

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• HTV-3-Mission

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Ein Beitrag von Thomas Wehr und Klaus Donath. Quelle: JAXA, NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Am 22. Januar 2011, um 06:37:57 Uhr MEZ startete die japanische Weltraumbehörde JAXA ihren Weltaumtransporter HTV 2, vom Launch Pad 2 des Tanegashima Space Center (TNSC) in Richtung ISS. Der Bilderbuchstart erfolgte bei strahlend blauem Himmel, bei 10 °C und Winden von 8,3 m/s aus Nord-West. Gute 2 Minuten und 10 Sekunden später waren die vier Feststoffraketen abgesprengt, woraufhin rund 90 Sekunden später die Nutzlastverkleidung abgeworfen werden konnte, die zu diesem Zeitpunkt ihre Aufgabe, die Nutzlast strömungsgünstig zu schützen, erfüllt hatte.

Stufentrennung und Zündung der Oberstufe erfolgten nach ca. 6 Minuten Flugzeit. Nach 15 Minuten und 5 Sekunden wurde das HTV 2 erfolgreich im Zielorbit mit einer Höhe von 200 km x 300 km und einer Bahnneigung von rund 51,6° ausgesetzt.

Ein Storch wird Liebling der Japaner
Im Spätsommer letzten Jahres betrieb die JAXA eine Kampagne, um mehr Leute für ihre Arbeit und das HTV zu begeistern. Im Rahmen dieser Kampagne wurde der Name „KOUNOTORI“, was soviel wie „Weißer Storch“ heißt, gewählt. Die Japaner verbinden mit dem Weißstorch, oder auch umgangssprachlich Klapperstorch, ähnlich wie die Europäer, das Bild eines Überbringers von wichtigen Dingen, wie z. B. ein Baby oder andere erfreuliche Dinge, so wie das HTV wichtige Ausrüstungsgegenstände, Kleidung, Versuchsanordnungen und Lebensmittel zur ISS bringt.

KOUNOTORI 2 soll die ISS am 27. Januar 2011 erreichen und gegen 20:30 Uhr MEZ soll das sogenannte „Berthing“, die komplette Verbindungsherstellung, (elektrisch, mechanisch, etc.) stattfinden. Dazu parkt das HTV rund 10 Meter von der ISS entfernt, und wird dort vom Stationsarm gegriffen, der es dann zum amerikanischen Standard-Verbindungsadapter, dem Common Berthing Mechanism (CBM), am sogenannten Nadir-Port vom Modul Harmony führt, mit dem es verbunden wird.

Allerdings darf es sich dort nicht die gesamte Zeit aufhalten. Sollte das amerikanische Shuttle, wie erhofft Ende Februar nach langer Mängelbeseitigung zur ISS starten, muss das HTV an den gegenüberliegenden Punkt den Zenit-Port des Harmony-Moduls verlagert werden. Danach muss es wieder zurück zum Nadir-Port, von dem es zur Abreise überhaupt ausgesetzt werden kann.

Weißer Storch mit neuem Outfit
Mit dem HTV 2 startete eine in einigen Punkten verbesserte Version des HTV. So wurden zum Beispiel die Leuchten, welche auf der ISS „Mangelware“ sind und vor der Abreise des HTV als Ersatzteile in die ISS gebracht werden, neu angeordnet. Sie befinden sich neuerdings an der Rückwand und nicht mehr im Innenraum, wo sie notwendigen Stauraum einschränkten. Zwei der vier Leuchten sind japanische auf Leuchtdioden, also LED-Technik, basierende Neuentwicklungen. Auf Grund des positiven Verlaufs des ersten Fluges konnte nun auf vier, von ehemals elf, Batterien verzichtet werden – eine nicht zu vernachlässigende Masseersparnis.

Das HTV hat die Möglichkeit zwei Nutzlasttypen zu transportieren – zum einen Umgebungsdruck beaufschlagte Nutzlast, aber auch Nutzlast, welche direkt dem Vakuum ausgesetzt werden soll, wie zum Beispiel Außenbord-Versuchspaletten. Zu den Nutzlasten, die im druckbeaufschlagten Bereich des HTV mitfliegen, gehört unter anderem ein Veruchsrack, in dem sich drei Öfen befinden, die auf 1.600 °C geheizt und in denen Kristalle gezüchtet werden können. Zu den drucklosen Materialien, gehört unter anderem ein Transportbehälter in dem sich ein „Flex Hose Rotary Coupler“ (FHRC) befindet, eine flexible, drehbare Schlauchverbindung, die dazu benutzt werden soll, das in der ISS benutzte Kühlmittel Ammoniak von den starren Leitungen zu den rotierenden, wärmeabstrahlenden Radiatoren am Steuerbord-Segment 1 des Trägersystems, dem S1 Truss zu leiten.

Insgesamt setzt sich die Nutzlast aus 51% Ersatzteilen, 7% Wasser (Prozesswasser), 8% Crew-Verbrauchsgüter, 10% wissenschaftliche Nutzlast und 24% Nahrung zusammen. Wozu die Baumsaat zählt, die zur Unterstützung von Schulen, aber auch werbewirksamen Aktivitäten, als weltraumreisende Nutzlast, mit der Shuttle-Mission STS 134, wieder zur Erde gebracht wird, ist nicht bekannt.

Zum Ende der HTV-2-Mission wird das HTV mit nicht mehr benötigten Materialien (Abfall) beladen. Mit Hilfe des Stationsarmes wird es nun wieder nach dem Lösen der Kopplungsverbindungen in ca. 10 Metern Entfernung von der Station ausgesetzt. Dort beginnt es seinen Abstieg, der mit einem selbstzerstörenden Wiedereintritt endet. Verglühen soll das HTV in der Erdatmosphäre über dem Pazifik, nachdem es Japan überflogen hat. Der Zeitpunkt des Abkoppelns ist noch für den 28. März 2011 angesetzt.

Allerdings ist jetzt schon eine Missionsverlängerung im Gespräch, welche bis zu 60 Tage dauern kann. Grund hierfür ist der Missionszeitplan der so verzögerten Discovery-Mission STS 133, da mit diesem Flug eine Palette, die ELC 4, angeliefert und montiert wird. Diese soll die Außenbordnutzlast des HTV aufnehmen, Gitterboxen, in welchen sich unter anderem die oben erwähnte Schlauchverbindung aber auch weitere Komponenten, wie eine Spannungsversorgungseinheit Remote Power Controller Module (RPCMs) und ein Videoverteiler, Video Distribution Unit (VDUs), befinden.

Raumcon:

• H-IIB – HTV-2-Mission
• H-IIB – HTV-1-Mission

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA, SpaceflightNow, Raumcon.

Das HTV 1 wurde an der Spitze einer ebenfalls neuen japanischen Trägerrakete, der H II-B, ins All gebracht. Diese Rakete hat gegenüber der H II eine deutlich vergrößerte Erststufe sowie 4 seitlich angebrachte Booster zur Unterstützung in der Startphase. Die insgesamt 6 Triebwerke bringen beim Start einen Schub von 8.372 kN, welche die 551 t schwere Rakete beschleunigen.

Die H II-B ist in der Lage, 16,5 t Nutzlast in eine erdnahe Bahn oder etwa 8 t in einen Geostationären Transferorbit zu bringen. Das HTV hat einen niedrigen Erdorbit als Ziel, nämlich den der Internationale Raumstation. Hier soll es nach siebentägigem Flug eintreffen. Da es sich um die erste deratige Mission handelt, werden zuvor noch einige Tests durchgeführt.

114 Sekunden nach dem Start waren die Booster ausgebrannt und wurden 10 bzw. 13 Sekunden später paarweise abgeworfen. Nach 3:40 Minuten wurde die Nutzlastverkleidung abgetrennt. Nach 5 Minuten und 47 Sekunden schaltete die erste Stufe ab und wurde 7 Sekunden später abgeworfen. Nach 6:01 min zündete die zweite Stufe, die für insgesamt 534 Sekunden in Betrieb war und das HTV auf eine Bahn zwischen 185 und 301 Kilometern Höhe bei einer Bahnneigung von 51,66 Grad brachte. Nach 15 Minuten und 11 Sekunden wurde die Oberstufe abgetrennt und das Raumfahrzeug auf seiner Bahn separiert.

Das HTV ist zylindrisch, 9,80 m lang, 4,40 m im Durchmesser und hat leer eine Masse von 10,5 Tonnen. 6 Tonnen Nutzlast, davon 4,5 in einer unter Druck stehenden Innensektion (3,14 m x 4,40 m) und 1,5 in einer Außensektion (3,5 m x 4,40 m) kann der japanische Frachter transportieren. Beim Jungernflug sind es allerdings nur knapp 5 Tonnen, darunter frische Nahrungsmittel.

In den kommenden Tagen stehen verschiedene Manöver zur Annäherung an die Raumstation und zu Testzwecken an. Die ersten Bahnkorrekturen werden nach siebeneinhalb bzw. neundreiviertel Stunden Flugzeit durchgeführt. Am 12. September wird in großem Abstand zur ISS ein Abbruchmanöver simuliert. Nach einer gründlichen Auswertung dieses Manövers wird das HTV erst am 16. September in etwa auf die Bahnhöhe der Raumstation angehoben. Am 17. September sind für 3.32 Uhr und 4.23 Uhr zwei Manöver geplant, welche den Frachter direkt unterhalb der ISS positionieren. Von hier aus erreicht das Raumfahrzeug durch mehrere weitere Bahnanhebungen und nach Etablierung der direkten Datenkommunikation zwischen HTV und ISS den sogenannten Rendezvous Insertion Point, 500 Meter unter der Station.

Zwei Zwischenstopps in 300 bzw. 30 Metern Entfernung sind für 18.48 Uhr und 20.43 Uhr MESZ eingeplant, bevor das HTV gegen 21.29 Uhr MESZ den Erfassungspunkt erreicht. Hier wird es mittels seiner 32 Düsen relativ zur ISS in einer Ruheposition verharren und soll mittels Stationsmanipulator wenige Minuten darauf erfasst werden. Für dieses erstmalige Manöver haben Nicole Stott und ihre Kollegen an Bord der Internationalen Raumstation in den zurückliegenden Wochen trainiert.

HTV wird anschließend, wenn alles glatt geht, am unteren Kopplungsaggregat des Harmony-Moduls angekoppelt und dort für etwa 3 Wochen verbleiben. Die Fracht wird entladen, stattdessen werden nicht mehr benötigte Gegenstände verstaut. Nach dem Abkoppeln wird der Frachter in die dichten Schichten der Erdatmosphäre gelenkt, wo er verglüht.

Bisher sind 6 derartige Frachter eingeplant, die jährlich starten sollen. Die NASA hat aber bei der japanischen Weltraumbehörde nachgefragt, ob sie eventuell mehrere weitere HTV für Transportzwecke mieten kann.

Das HTV 1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 35817 bzw. als COSPAR-Objekt 2009-048A.

Raumcon:

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• allgemeiner HTV-Thread

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