Quelle: ESA.

Die Teams der ESA-Missionskontrolle bereiten sich darauf vor, sicherzustellen, dass eine neue Sentinel-Erdbeobachtungsmission heil in ihrer vorgesehenen Umlaufbahn eintrifft, von wo sie aus nach ihrem Start am 10. November den Anstieg des Meeresspiegels kartieren, messen und überwachen wird.

Das 1,5 Tonnen schwere Raumfahrzeug Copernicus Sentinel-6 „Michael Freilich“ wird mit einer Space X Falcon 9-Rakete von Vandenberg, Kalifornien, in den Vereinigten Staaten starten. Sobald es sich sicher im Orbit befindet, wird das ESOC-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt die Führung übernehmen.

In den folgenden drei Tagen wird das Missionskontrollteam von Sentinel-6 die noch junge Mission durch ihre kritische „Start- und frühe Orbitphase“ führen. Das bedeutet auch, dass die Solarpaneele ausgefahren und der Satellit akvitiert wird, um seine Kernfunktion zu testen. Anschließend wird dieser in die richtige Bahn manövriert. Dabei ist er gleichzeitig den Gefahren des Weltraums ausgesetzt.

Jason wird ersetzt
Sentinel-6 Michael Freilich ist das erste von zwei Raumfahrzeugen, die gestartet werden, um die „Kontinuität des Dienstes“ der Jason-Missionen zu gewährleisten, die derzeit Daten über die sich verändernden Ozeane der Erde liefern, aber das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Dies macht die ohnehin schon schwierigen Operationen noch komplizierter, da der neue Sentinel in Tandem mit dem Jason-3-Satelliten, den er ersetzen wird, fliegen muss, bis dieser in eine andere Umlaufbahn gebracht wird.

Die Zielumlaufbahn für die neue Mission ist eine polare Umlaufbahn, hoch über den Eispolen der Erde in etwa 1300 km Höhe. Das Timing ist hier äußerst wichtig, da Sentinel-6 mit einem Abstand von nur 30 Sekunden, also etwa 230 Kilometern, hinter dem Raumschiff Jason 3 in Position geht.

Die Teams im ESOC werden in den ersten Tagen zwei Umlaufbahnmanöver durchführen, um das Raumschiff näher an die vorgesehene Stelle zu bringen. Sobald Sentinel-6 die Nachfolge von Jason antritt, wird EUMETSAT, die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, nach dem dritten Tag das Satellitenkommando und die Kontrolle von der ESA übernehmen.

Sobald Sentinel-6 die kritische Frühphase durchlaufen hat und seine Zielumlaufbahn ansteuert, wird EUMETSAT die endgültige „Orbiterfassung“ abschließen und die Verantwortung für die Inbetriebnahme, den Routinebetrieb und die Verteilung der Vitaldaten der Mission innerhalb Europas übernehmen.

Den Erfolg während einer Pandemie simulieren
Kontrollteams sind es gewohnt, sich auf unerwartete Eventualitäten vorzubereiten. Tatsächlich besteht ein großer Teil der Aufgabe darin, Echtzeitsimulationen zu durchlaufen, in denen sie allen möglichen Problemen ausgesetzt werden – Angefangen von allen Arten von Raumfahrzeuganomalien bis hin zu Computerabstürzen und sogar der Vermeidung von Weltraumschrott.

Die Vorbereitungen inmitten der COVID-19-Pandemie gestalten sich allerdings als schwierig.

„Natürlich sind die Vorbereitungen für den Start von Sentinel-6 durch COVID-19 beeinträchtigt worden, und wir haben alle Maßnahmen ergriffen, um in dieser schwierigen Situation erfolgreich zu sein. Wir müssen immer einen Sicherheitsabstand voneinander einhalten, wir haben Plexiglaswände, die alle in den Kontrollräumen voneinander trennen, Masken, die ständig getragen werden, und die Anzahl der Personen vor Ort ist auf das zur Unterstützung der Operationen unbedingt erforderliche Maß beschränkt“, erklärt Massimo Romanazzo, der für die Mission zuständige Raumflugbetriebsleiter.

„Wir tun alles, was wir können, um die Gesundheit und Sicherheit unserer Teams zu gewährleisten, und glücklicherweise haben wir trotz aller Widrigkeiten keine Verzögerungen zu verzeichnen und liegen im Zeitplan für den Start am 10. November“.

Das Team hat noch zwei weitere „Notfallsimulationen“ vor sich, bei denen Probleme in die Startsequenz eingebracht werden und zwei abschließende „nominale Simulationen“, bei denen alles nach dem Zeitplan der „nominalen“ Operationen abläuft.

Wenige Tage vor dem Start werden sie dann die Generalprobe durchlaufen, während sie diesmal mit dem Sentinel-6-Satelliten in Vandenberg verbunden sind, der auf seiner Falcon 9 sitzt und Echtzeitdaten sendet.

Breite Unterstützung vom Boden aus
Sentinel-6 wird sich einer Flotte von Erdbeobachtungssatelliten in einer der verkehrsreichsten Umlaufbahnen im erdnahen Orbit anschließen. Das im ESOC angesiedelte Space Debris Office der ESA wird in den kritischen ersten Tagen deshalb präsent sein, um das Risiko von Kollisionen mit herumschwirrendem Weltraumschrott zu überwachen, zu berechnen und darüber zu beraten, wie die Mission am sichersten durchgeführt werden kann.

Die ESA-Bodenstation Kiruna wird die ersten Tage des Raumschiffs mitverfolgen, während die Nordpol-Satellitenstation in Alaska nach der Trennung von der Trägerrakete die ersten Signale aus dem Weltraum empfangen soll.

Obwohl Sentinel-6 zur Familie der Copernicus-Missionen der Europäischen Union gehört, ist seine Umsetzung das Ergebnis der einzigartigen Zusammenarbeit zwischen ESA, NASA, Eumetsat und NOAA, mit einem Beitrag der französischen Raumfahrtbehörde CNES.

„Die Sentinel-6-Mission vereint in perfekter Weise die besten Aspekte des Weltraumbetriebs: internationale Zusammenarbeit, Spitzentechnologie und den Wunsch, die Vorteile aus dem einzigartigen Blickwinkel der erdnahen Umlaufbahn auf die Erde zu bringen“, sagt Simon Plum, der neue Missionsleiter der ESA.

„Die Führung eines Raumfahrzeugs durch seine risikoreichste Anfangsphase zeigt, was die Teams im ESOC am besten können, wenn sie ihre jahrelange Ausbildung und Erfahrung in die Praxis umsetzen, und das alles unter zusätzlichen Einschränkungen aufgrund der COVID-19-Pandemie. Ich bin sehr stolz darauf, mich einem Team mit einer solchen Professionalität und einem solchen Engagement anzuschließen, und freue mich auf meinen ersten Start hier bei der ESA-Missionskontrolle“.

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• Sentinel 6A „Michael Freilich“ auf Falcon 9 (B1063.1) von Vandenberg

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Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: SpaceX, SpaceNews, Elon Musk.

Start von Jason-3
Heute am 17. Januar 2016 um 19:42:18 MEZ ist eine Falcon 9-Rakete von SpaceX mit dem Erdbeobachtungssatelliten Jason-3 gestartet. Die Stufentrennung erfolgte nach 2 Minuten und 34 Sekunden, kurz darauf zündete die zweite Stufe für ca. 7 Minuten und brachte das Gespann Oberstufe und Satellit in einen Parkorbit. Nach weiteren 46 Minuten erfolgte eine zweite Brennphase der Oberstufe, die den Orbit zirkularisierte. Zum Schluss wurde noch ein Deorbit-Brennvorgang der Oberstufe durchgeführt.

Der Zielorbit hatte ein Perigäum von 1328 km, ein Apogäum von 1380km und eine Inklination von 66°. Erreicht wurde laut CNES ein Orbit mit einer Abweichung von weniger als 1 km. (Quelle) Kurz nach dem Start gratulierte CNES-Chef Jean-Yves Le Gall allen Beteiligten – außer SpaceX – zum erfolgreichen Start.

Jason-3 ist eine Kooperation von NASA, NOAA und CNES. Der Satellit wurde von Thales Alenia Space gebaut. Jason-3 beobachtet die Ozeane der Erde, er soll sowohl Erhöhungen des Meerespiegels weltweit messen als auch Auskunft über Meeresströmungen geben. Der Satellit hat eine Masse von 553 kg, eine elektrische Leistung von 550 Watt, die durch Solarzellen erzeugt wird und verfügt über kleine Hydrazin-Triebwerke um den Orbit zu halten.

Landung auf der Seeplattform
Bei diesem Start wurde ebenfalls ein Landeversuch auf der Seeplattform (offiziell „autonomous spaceport droneship“, kurz ASDS) mit dem Namen „Just Read the Instructions“, kurz JRtI, durchgeführt. Dazu flog die erste Stufe der Falcon 9 nach der Stufentrennung eine Reihe von Manövern, die sie auf Landekurs auf die Seeplattform brachten.

Um auf der Seeplattform landen zu können verfügt die erste Stufe über einen eigenen Flugcomputer, Landebeine, Kaltgasdüsen für die Steuerung im Vakuum, Gridfins für die Steuerung in der Atmosphäre und eine extra Ladung TEA-TEB (Triethylaluminium-Triethylboran, Zündmittel) um drei Triebwerke mehrmals zu zünden.

Bedaulicherweise löste sich laut Elon Musk ein Landebein nicht aus der Halterung, sodass die Rakete mit nur drei Landebeinen landete. Dies führte zu einem Verlust der Stabilität der Rakete, wodurch diese umkippte und vermutlich explodierte wie bereits beim CRS-6 Landeversuch. Ein Video vom Landeversuch soll noch veröffentlicht werden.

SpaceX testet geborgene Erststufe
Am 15. Januar hat SpaceX einen ca. zweisekündigen Triebwerkstest der im Dezember geborgenen Erststufe der Falcon 9 durchgeführt. Die Erststufe war bei dem Falcon 9-Flug am 22.Dezember nach der Stufentrennung nach Cape Canaveral zurückgeflogen. Nach der Landung auf Landezone 1, ehemals Startkomplex 13, wurde die Stufe in den Hangar auf den Startkomplex 39A transportiert.

Dort erfolgte eine Inspektion der Rakete, die laut Elon Musk ergab, dass dort „kein Schaden“ gefunden wurde. Urpsrünglich sollte die Stufe dann gegen April einen erneuten Triebwerkstest machen. Da durch eine Verzögerung bei SES-9 der Startplatz 40 kurzfristig frei wurde, wurde die Stufe dort auf dem Startplatz aufgerichtet und ein Tag später dort der Triebwerkstest durchgeführt. Der Triebwerkstest zeigt laut Elon Musk gute Ergebnisse, jedoch gab es Schubfluktuationen in Triebwerk Nr. 9. Die Ursache könnten Fremdpartikel im Triebwerk sein, dies muss jedoch erst eine genaue Untersuchung klären.

Update 18. Januar 2016:
Wenige Stunden nach dem Start von Jason 3 und dem fast erfolgreichen Landeversuch auf der Seeplattform wurde durch SpaceX bzw. Elon Musk bereits ein Video vom Aufsetzen der 1. Stufe ins Netz gestellt:

Landeversuch der Erststufe der Falcon 9 1.1 auf der Seeplattform

Wie man erkennen kann klappen die Landebeine aus, jedoch wird eines nicht richtig eingerastet bzw. versagt der Mechanismus. Das sanfte Aufsetzen erfolgte ca. 1,3 m von der Mitte der Landemarkierung.

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• JASON-3 auf Falcon 9

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Ein Beitrag von Roman van Genabith. Quelle: NASA, Spaceflight Now, SpaceX. Vertont von Peter Rittinger

Das Launch Services Program (LSP) der NASA hat in seiner mehrmals jährlich erfolgenden Evaluierung der Falcon 9 von SpaceX die Zertifizierung für seine Kategorie 2 erteilt, wie Stephen Clark vom US-Raumfahrtportal SpaceFlightNow.com berichtet. Damit können mit dieser Trägerrakete nun alle Nutzlasten gestartet werden, die von der NASA als Medium-Risc klassifiziert werden. Dies umfasst ausschließlich unbemannte Starts, darunter auch interplanetare Forschungsmissionen und die meisten der NASA-Erdbeobachtungssatelliten, wie NASA-Sprecher George Diller erklärte.

Die höchste Sicherheitsklassifikation ist den großen, meist multimilliarden Dollar schweren Flaggschiffmissionen vorbehalten. Diese erhielt unter anderem die Delta II, de Atlas V und die Pegasus XL-Rakete.

SpaceX und NASA begannen das Zertifizierungsprogramm für die Falcon 9 bereits im Jahre 2012, damals erhielt SpaceX den Zuschlag zum Start von Jason 3, einer Gemeinschaftsmission der französischen Raumfahrtagentur CNES und der USA zur Erd- und Ozeanbeobachtung, der für SpaceX mit einem Plus von rund 82 Millionen Dollar zu Buche schlägt. Jason 3 erhielt einen Starttermin für den 22. Juli 2015 von der kalifornischen Vandenberg Air Force Base (VAFB).

Die zweistufige Falcon 9 wird den 509,84 kg schweren Satelliten in einen 1.335 km hohen Orbit befördern, wo er Messungen zur weltweiten Wellen- und Meereshöhe durchführen und weitere Kenndaten der Ozeanographie und Klimaforschung beobachten wird.

Der Transport von Jason 3, der von Thales Alenia Space in Frankreich gebaut wurde, zur Startanlage in Vandenberg ist für Juni geplant, die Komponenten der Falcon 9 befinden sich bereits an der Central California launch facility.

Der Start von Jason 3 wird Falcons zweiter Start von Vandenberg, von wo zumeist Satelliten in polare Orbits geschossen werden. SpaceX´ erster Flug mit einer Falcon 9 erfolgte am 29. September 2013.

Bekanntermaßen führte SpaceX als NASA-Vertragspartner mit der Falcon 9 bereits wiederholt Versorgungsflüge zur ISS durch, ohne die erste jetzt erfolgte Kategorie 2-Einstufung des LSP zu besitzen. Dies ermöglichte die NASA unter Verweis auf das CRS-Programm (Commercial Resupply Services), in dessen Rahmen die Versorgung der ISS durch private Raumfahrtunternehmen geregelt ist und umging auf diese Weise die regulär notwendige Zertifizierung.

Für 2017 plant SpaceX den Start des Planetenjägers Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) von Cape Canaveral.

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Ein Beitrag von Florian Stremmel. Quelle: NASA/JPL.

Nach fast 62.000 Erdumrundungen im Dienste der Ozeanographie verlor der US-amerikanisch-französische Gemeinschaftssatellit durch den Ausfall seines letzten funktionierenden Drallrades seine Manövrier- und Orientierungsfähigkeit und damit die Möglichkeit, weitere Operationen durchzuführen. 13 Jahre lang versorgte er insgesamt mehr als 600 Wissenschaftler aus 54 Ländern mit seinen Daten, wie zum Beispiel 1997 mit der Vorhersage von El Nino. Aber auch zur Ozean- und Klimaforschung, Schiffrouten-Berechnung, zum Fischereimanagement und bei der Erforschung von Meeressäugetieren wurden seine Beobachtungen verwendet. Mehr als 2100 Forschungspublikationen stützen sich auf diese Daten. Zu den wichtigsten Erkenntnissen zählt die globale Bestimmung der Strömungszirkulation der Ozeane.

Aus einer Höhe von 1336 Kilometern beobachtete TOPEX/Poseidon die Weltmeere, und konnte dabei die Tiefe des Ozeanbodens unter ihm auf bis zu 4-5 cm genau bestimmen. Seine ursprüngliche Missionsdauer war auf fünf Jahre ausgelegt, doch schließlich wurde daraus die bis heute längste Radar-Mission im Erdorbit. Im Durchschnitt lieferte der Satellit pro 10-Tages-Zyklus 98 Prozent der verlangten Informationen.

Am 10. August 1992 wurde die gemeinsame Forschungsplattform gestartet, nachdem die NASA und das französische Centre National d’Etudes Spatiales bereits 1983 beschlossen hatten, ihre sich ähnelnden Vorhaben TOPEX bzw. Poseidon zu vereinigen. In der Erdumlaufbahn angekommen, revolutionierte der Erdbeobachtungssatellit die Ozeanwissenschaft, erstmals bot sich eine weltweite Abdeckung der Meeresgrund-Topographie, des weiteren konnte die kontinuierliche Entwicklung der Ozeane verfolgt werden. Auch deren Einfluss auf das Weltklima wurde untersucht.

Doch auf diese immer wichtiger werdenden Informationen muss in Zukunft nicht verzichtet werden. Bereits im Dezember 2001 wurde mit dem Satellit

Jason eine Folgemission gestartet, welche die Arbeit von TOPEX/Poseidon fortführt. Fast drei Jahre lang arbeiteten beide Systeme sogar als Tandem. Jason kartiert alle 10 Tage präzise die Höhe der Meeresoberfläche, registriert Windgeschwindigkeiten und Wellenhöhen von 95 Prozent der eisfreien Ozeanfläche und sorgt damit für einen wichtigen Beitrag zur Wetter- und Klimavorhersage. Eine weitere Mission ist für 2008 angesetzt. Damit wird die globale Erderwärmung nicht aufgehalten, kann jedoch viel genauer analysiert und vorhergesagt werden. Eine angemessene Reaktion der Menschheit auf den Klimawandel dürfte jedoch weit schwieriger sein als die erforderliche Datenbeschaffung.

Der Beitrag TOPEX/Poseidon: Ein verdienter Ruhestand erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Michael Stein, bearbeitet von Star-Light, Quelle: NASA/JPL.

Insgesamt 46.763 Erdorbits hatte TOPEX/Poseidon bis zu seinem zehnjährigen Dienstjubiläum absolviert. Am 10. August 1992 wurde der Forschungssatellit an der Spitze einer Ariane 42P-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guayana) aus gestartet und umkreist seitdem in einer Höhe von 1.336 km die Erde. Die Planungen für die Mission gehen zurück bis zum Ende der 1970er Jahre. Damals planten die französische Raumfahrtbehörde CNES mit Poseidon und die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA mit TOPEX noch jeweils separate Missionen, die dann aber 1983 zu einer gemeinsamen Mission zusammengelegt wurden.
 
Der knapp 2,5 t schwere Satellit bestimmt kontinuierlich die Meereshöhe von 95 Prozent der eisfreien Meeresflächen mit einer Genauigkeit von 4,2 cm. Seine Bahn führt ihn alle zehn Tage über dieselbe Stelle hinweg, so dass im Zeitablauf Veränderungen des Meeresspiegels und großräumige ozeanische Phänomene wie beispielsweise El Nino beobachtet werden können.
 
„TOPEX/Poseidon hat die Meeresforschung revolutioniert“, sagte Dr. Lee-Lueng Fu, TOPEX/Poseidon-Projektwissenschaftler beim Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. „Zum ersten Mal konnte der ‚Puls‘ der Ozeane – Wirbelströmungen, saisonale Zyklen und jährlich auftretende Klimasignale – mit bis dahin unerreichter Genauigkeit kartiert werden, wodurch fundamental wichtige Informationen für den Test ozeanischer Zirkulationsmodelle gewonnen werden konnten.“ Rund 400 Forscher nutzen weltweit die Daten des Erdbeobachtungssatelliten auf verschiedenste Weise.
 
Ursprünglich war die Mission auf drei Jahre ausgelegt und beinhaltete eine Option für eine dreijährige Verlängerung. Der Nachfolgesatellit Jason wurde am 7. Dezember 2001 erfolgreich gestartet und beinhaltet neue und leistungsfähigere Versionen der TOPEX/Poseidon-Instrumente. Zurzeit befindet sich diese ebenfalls in französisch-amerikanischer Kooperation betriebene Forschungsmission noch in der wissenschaftlichen Überprüfungsphase, soll aber demnächst auf einer parallelen Umlaufbahn zu TOPEX/Poseidon mit der Datenerhebung beginnen. Die gemeinsame Mission beider Satelliten wird eine höhere Genauigkeit bei der Aufspürung großräumiger ozeanischer Phänomene ermöglichen. Zu diesem Zweck ist eine Kurskorrektur von TOPEX/Poseidon erforderlich, die am 15. August durchgeführt wurde.
 
Detaillierte Informationen über TOPEX/Poseidon und seinen Nachfolger sind im Internet auf der Seite Ocean Surface Topography (englisch) verfügbar.

Der Beitrag TOPEX/Poseidon: 10 Jahre nach dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.