Quelle: NASA, 8. Januar 2026

Das Element, das 60 Kilowatt Leistung erzeugen kann, wurde im letzten Jahre erfolgreich in Betrieb genommen. Dieser Meilenstein zeigt, dass das Element das Raumfahrzeug mit Strom, Hochgeschwindigkeitskommunikation und Lageregelung versorgen sowie die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung und Manövrierung zwischen den Umlaufbahnen gewährleisten kann.
Das Energie- und Antriebselement wird vom Glenn Research Center der NASA in Cleveland verwaltet und vom Industriepartner Lanteris Space Systems in Palo Alto, Kalifornien, gebaut, wo Teams das elektrische Hauptsystem des Elements in schützenden Außenverkleidungen untergebracht haben. Bei Lanteris Space Systems stehen drei 12-Kilowatt-Triebwerke des fortschrittlichen elektrischen Antriebssystems von L3Harris und vier 6-Kilowatt-Triebwerke des Typs BHT-6000 von Busek zur Installation bereit. Die ausrollbaren Solaranlagen für Gateway sind fertiggestellt und werden derzeit in der Redwire-Anlage in Goleta, Kalifornien, getestet.
Weitere Informationen zu den Mondforschungsmissionen der NASA finden Sie unter: https://www.nasa.gov/humans-in-space/artemis/

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• Lunar Orbital Platform – Gateway / HALO (ehemals DSG/LOP-G)

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Quelle: Jena-Optronik GmbH 6. September 2024.

6. September 2024 – Der von Airbus als Hauptauftragnehmer gebauteSatellit ist ein gemeinsames Projekt der europäischen Raumfahrtagentur ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA. Der erfolgreiche Start der Mission erfolgte heute vor 100 Tagen am 29. Mai 2024 mit einer SpaceX Rakete (Vandeburg, Kalifornien, USA).

Über 75 Firmen, Institute und Agenturen sind an der Mission für Klima- und Umweltforschung beteiligt. Darunter auch das Thüringer Raumfahrtunternehmen Jena-Optronik GmbH. Die Jenaer Spezialist:innen unterstützen EarthCARE mit zwei Sternsensoren vom Typ ASTRO APS. Als Teil des Lageregelungssystems des Satelliten ermöglichen die Sensoren aus Jena dessen hochgenaue Positionierung in seinem Orbit in 393 km über der Erde.

Eine darauf bezogene technische Besonderheit des Satelliten: EarthCARE navigiert ohne Gyroskop, d.h. dessen Lageregelung wird hauptsächlich durch die Jenaer Sensoren ermöglicht. Der Satellit demonstriert damit erstmalig diese Technologie im agilen niedrigen Erdorbit.

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• EarthCARE auf Falcon 9

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Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg 3. Juli 2024.

3. Juli 2024 – Herzstück des neuen Lagereglers ist eine Künstliche Intelligenz, die am Boden trainiert wird und später in der Erdumlaufbahn eigenständig Lageänderungen des Satelliten vornehmen kann. Entwickelt wird sie an zwei Informatik-Lehrstühlen der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) mithilfe eines Verfahrens namens Deep Reinforcement Learning.

„Dabei lassen wir unsere Künstliche Intelligenz mit einem Simulator interagieren, der einen Satelliten im Orbit imitiert“, erklärt Kirill Djebko, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz und Wissenssysteme (Lehrstuhlinhaber: Frank Puppe) und einer der beiden Teamleiter. „Die KI gibt diesem virtuellen Satelliten immer wieder neue Steuersignale und lernt nach der Trial-and-Error-Methode aus dem Ergebnis. Das geschieht so lange, bis sie verschiedene Einsatzszenarien eigenständig fehlerfrei umsetzen kann“, ergänzt Sergio Montenegro, Leiter des Lehrstuhls für Luft- und Raumfahrtinformationstechnik, ebenfalls Teamleiter.

Neue Maßstäbe für die Entwicklung von Satellitensteuerungen
Eine KI-basierte Lageregelung nach Würzburger Vorbild könnte die Entwicklungszeit solcher Systeme künftig deutlich verkürzen und die Luft- und Raumfahrttechnik dadurch bedeutend voranbringen. „Um einen Lageregler zu produzieren, braucht es momentan noch umfangreiche Tests und Anpassungsschleifen, die viel Zeit und personelle Ressourcen in Anspruch nehmen“, weiß Djebko. „Mithilfe eines selbstlernenden Algorithmus ließe sich dieser Aufwand minimieren.“

Und noch einen weiteren Vorteil hat die Würzburger Technologie: „Manchmal müssen Lageregler für Satelliten im Orbit nachträglich kalibriert werden, weil sich die erwarteten Rahmenbedingungen von den tatsächlichen unterscheiden oder sich physikalische Parameter ändern“, sagt Montenegro. „Bei herkömmlichen Reglern ist das insbesondere durch den erwähnten Kalibrierungsprozess sehr umständlich – unsere KI könnte auch dies beschleunigen.“

Dass KI-basierte Lageregler dazu fähig sind, selbstständig mit derartigen Anpassungen umzugehen, das haben die Forschenden bereits gezeigt: Im Rahmen des Projekts „VeriKI“ zwischen der Universität Würzburg, dem Forschungszentrum Informatik (FZI) aus Karlsruhe und Gerlich System and Software Engineering (GSSE) entwickelten die Würzburger Informatiklehrstühle 2023 bereits einen simplen KI-basierten Lageregler, der mit Variationen der Trägheitsmomente eines Satelliten umgehen konnte und evaluierten diesen simulativ. Jetzt soll ein KI-basierter Lageregler im Orbit an Bord eines echten Satelliten erprobt werden.

Bewährungsprobe in 500 km Höhe
Getestet wird der am Boden trainierte KI-Agent erstmals 2025 – und zwar direkt in der Erdumlaufbahn an einem Kleinsatelliten namens InnoCube, der von der Universität Würzburg in Kooperation mit der TU Berlin entwickelt wurde und im Oktober 2024 starten soll. Er dient als Plattform für wissenschaftliche Experimente sowie für technologische Demonstrationen im All und wird den KI-Agenten beherbergen, sobald er seine Primärziele abgeschlossen hat.

Startschuss für das Projekt LeLaR (kurz für: In-Orbit Demonstrator Lernende Lageregelung) war der 1. Juli 2024. Gefördert wird es mit rund 430.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags. Projektträger ist die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR).

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• KI und Raumfahrt

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Quelle: Ferdinand-Braun-Institut gGmbH 26. August 2022.

26. August 2022 – Das Quantentechnologie-Start-up Q.ANT, Bosch, TRUMPF und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben eine Partnerschaft zur Entwicklung weltraumtauglicher Lage­sensoren geschlossen. Mit Hilfe dieser auf Quantentechnologie basierenden Sensoren soll es gelingen, Mini-Satelliten präzise auszurichten und die weltweite Datenkommunikation zu verbessern. Die Sensoren sind eine Schlüsseltechnologie, da sie eine hochgenaue Ausrichtung der Satelliten untereinander und damit eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für Daten ermöglicht. „Diese strategische Partnerschaft zeigt, welches Potenzial in der gemeinsamen Entwicklung von Zukunftstechnologien steckt. Der Einsatz von Quantentechnologie in der Luft- und Raumfahrt ist für den Industriestandort Deutschland eine riesige Chance“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Die Partnerschaft soll ein weltumspannendes, erdnahes Mini-Satelliten-Netz unterstützen, das die Internetverbindung insbesondere in abgelegenen Regionen verbessert. Den ersten Mini-Satelliten mit Quantentechnologie möchte das DLR in fünf Jahren Richtung Weltall starten. Quanteneffekte nutzende Lagesensoren lassen sich nicht nur bei Satelliten, sondern auch beim automatisierten Fahren oder bei der Indoor-Navigation zum Beispiel in Fabrik- und Logistikhallen einsetzen. Das Forschungsbudget für das Projekt liegt bei rund 28 Millionen Euro, ein Großteil davon stammt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Mit dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik beteiligt sich zudem ein renommiertes Forschungsinstitut für Laserdioden, insbesondere für Anwendungen im Weltraum.

Quantensensoren liefern dauerhaft präzise Ergebnisse
Um eine zuverlässige Übertragung der Signale von Satelliten sicherzustellen, müssen die Satelliten auf ihrer Umlaufbahn dauerhaft höchstpräzise ausgerichtet sein. Verlieren die Satelliten die richtige Position, schwächen sich die Kommunikationssignale ab. Das Konsortium möchte mit Hilfe von Quantentechnologie eine langfristige Messstabilität garantieren. Quantensensoren eignen sich für den Einsatz in Satelliten besonders, weil sie dauerhaft genaue Messergebnisse liefern können, hohe Leistung auf wenig Raum erbringen, und wenig wiegen. Die Satelliten können dadurch jahrelang präzise ihre Position halten.

Starke Partnerschaft aus Industrie und Forschung
Die Entwicklung europäischer Quantensensoren soll die Unabhängigkeit vom Weltmarkt stärken. Q.ANT leitet die Entwicklungspartnerschaft, entwickelt das Gesamtkonzept des Sensors und ist für die Integration der verschiedenen Komponenten verantwortlich. Dabei liegt der Schwerpunkt auf einer präzisen und stabilen Ausrichtung der Sensorkomponenten untereinander, um die Funktionsfähigkeit im Satelliten zu gewährleisten. „Mit unserem Sensor wollen wir vereinfacht gesagt den Gleichgewichtssinn des Satelliten verbessern“, sagt Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. Das deutsche Quantentechnologie-Start-up mit Sitz in Stuttgart liefert zudem elektronische Schlüsselkomponenten wie eine sehr rauscharme Detektionseinheit.

Die Bosch-Forschung entwickelt eine miniaturisierte, weltraumtaugliche Messzelle. „Die Messzelle ist das Herzstück des Quantensensors“, sagt Thomas Kropf, Forschungschef von Bosch. Sie ist mit einem atomaren Gas befüllt, das mit Laserstrahlen und Magnetfeldern zu einer Kreiselbewegung der Atome angeregt wird. Die gemessene Drehgeschwindigkeit der Kreiselbewegung ändert sich durch die Drehung des Sensors und gibt damit hochpräzise Rückschlüsse über Lageänderung des Satelliten und ermöglicht damit eine genauere Lagekontrolle. „Wir freuen uns, dass wir unsere Expertise im Bereich Quantensensoren in das Projekt einbringen und damit die Erfolgsgeschichte der MEMS (Micro-electro-mechanical Systems) Sensorik bei Bosch fortschreiben können.“

Uber TRUMPF
TRUMPF bringt gleich von zwei deutschen Standorten sein Laser-Knowhow ein. Die Miniaturlaserdioden entstehen bei TRUMPF Photonic Components in Ulm, und werden bislang zum Beispiel Smartphones und in industriellen optischen Sensoren eingesetzt. Gemeinsam mit dem Ferdinand-Braun Institut werden die robusten Strahlquellen nun für den Einsatz in der Quantentechnologie und im Weltraum entwickelt. „Die Zukunft für unsere Minilaser ist vielversprechend und eröffnet viele neue Anwendungen. Mit dem Förderprojekt stärken wir einmal mehr den Photonik-Standort Deutschland. Viele Zukunftstechnologien profitieren von dem Knowhow und unserer hochmodernen Produktion, welche wir über Jahre aufgebaut haben“, sagt Berthold Schmidt, CEO bei TRUMPF Photonic Components. Der TRUMPF Standort in Berlin ist spezialisiert auf Lösungen in den Bereichen Sensorik, Laser- und Quantentechnologie. Dort werden die Lichtquellen aus Ulm mit neuartiger Aufbau- und Automatisierungstechnik in robusten, miniaturisierten Gehäusen mit weiterer Messtechnik integriert und temperaturstabilisiert, sodass sie den anspruchsvollen Bedingungen im Weltall standhalten. Das Galileo Kompetenzzentrum im DLR ist für alle weltraumrelevanten Aspekte verantwortlich. Es stellt die Weltraumtauglichkeit sicher und ist für die Implementierung, den Transport und den Betrieb des Satelliten zuständig. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt QYRO im Rahmen der Fördermaßnahme „Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen.“

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• DLR

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Quelle: Fraunhofer IZM Olga Putsykina 16. August 2022.

16. August 2022 – Das autonome Fahren oder sogar autarke Fliegen können nur Wirklichkeit werden, wenn deren elektronische Systeme in der Lage sind, ihre Position im Raum hochpräzise zu bestimmen. Hierfür kommen in der Luft- und Raumfahrt bereits optische Gyroskope zum Einsatz, die mittels Lichtmessungen den Kurs von Flugkörpern kontrollieren und diese stabilisieren. Messungen mit Gyroskopen können allerdings durch Materialeffekte sowie elektrische und magnetische Felder gestört werden – mit fatalen Folgen. Deshalb hat nun ein deutsch-polnisches Forschungskonsortium eine störungsfreie Lichtübertragung für Gyroskope entwickelt und setzt dafür auf hohle Glasfasern, in denen sich das Licht verlustarm ausbreitet.

Die moderne Telekommunikation basiert auf optischen Fasern: Röhrchen, dünn wie ein einziges Haar, mit einem nochmals um das Zehnfache dünneren Glaskern im Inneren, in dem sich Licht so gut wie ungehindert ausbreiten kann. Durch den nach außen abnehmenden Brechungsindex des Materials durchdringt das Licht nicht die hauchdünnen Rohrwände, sondern bewegt sich in einem Zickzackmuster ausschließlich innerhalb der inneren Schicht – die so genannte totale interne Reflexion findet statt.

Auch die Messtechnik profitiert von der Funktionsweise der optischen Fasern: So sind sie beispielsweise elementarer Bestandteil von Gyroskopen, also hochgenaue Rotationssensoren. Muss nur eine Bewegungsrichtung erfasst werden, verwendet man in der Regel Beschleunigungssensoren. Soll dagegen die dreidimensionale Bewegung eines autonomen Objekts im Raum gemessen werden, benötigt man ein Messsystem, das aus jeweils drei Beschleunigungssensoren und Gyroskopen besteht.

Optische Gyroskope am Limit
Die Rotationsmessung mit einem optischen Gyroskop kann man mit einer Weltrundreise vergleichen: Je nach Fahrtrichtung gewinnt oder verliert man Zeit. Bei einem Fasergyroskop wird eine Faser ringförmig auf eine Spule gewickelt und bildet einen Ringresonator indem das Licht im Uhrzeigesinn und in Gegenrichtung strömt.

Bei einer Drehung des Objekts verlängert sich der Weg einer Lichtwelle geringfügig, während er sich für die andere verkürzt. Diesen feinen Unterschied misst ein Detektor und schließt wie ein hochgenauer Kreisel auf die Rotation.

Hier stoßen optische Fasern jedoch an ihre Grenzen, denn magnetische und elektrische Felder beeinträchtigen die Interpretationen des Sensors. Zudem können Wechselwirkungen zwischen Licht und Material dazu führen, dass sich die optischen Eigenschaften des durchdrungenen Materials verändern. Diese so genannten nichtlinearen Effekte wirken sich wiederum direkt auf die Ausbreitung des Lichts selbst aus. Während solche feinen Abweichungen etwa in der Telekommunikation keine relevante Größe darstellen, können sie bei der Navigation autonomer Objekte bis zu einer messbaren Abweichung vom Kurs führen.

Um diese Störeffekte zu verhindern, untersuchen Forschende vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM neueste Technologien und Materialien und setzen auf einen vielversprechenden Neuling auf dem Markt, die Hohlkernfasern.

Diese sind genauso dünn wie optische Fasern, beinhalten in ihrem Inneren jedoch statt einer gläsernen Füllung lediglich Luft. Das Licht kann den hohlen Kern ungehindert und somit störungsfrei durchdringen. Risikofaktoren wie die genannten Materialveränderungen werden deutlich reduziert. Das Licht breitet sich in Hohlkernfasern anderthalbmal schneller aus als in Standardfasern. Daher sind Hohlkernfasern auch für die Datenübertragung von hohem Interesse. Bislang sind sie in der Herstellung aber noch viel zu teuer.

Der Clou in der Verbindungstechnik
Um sich die Hohlkernfasern und ihre störungsresistenten Eigenschaften für den Aufbau hochgenauer Gyroskope zu eigen zu machen und die Herstellungskosten zu reduzieren, musste das Forschungsteam rund um die Photonik-Experten Wojciech Lewoczko-Adamczyk und Stefan Lenzky einen Weg finden, wie die Aufbau- und Verbindungstechnik mit den neuen Fasern umgesetzt werden kann. Eine besonders große Herausforderung war dabei die Aufteilung des Lichtsignals auf mehrere Kanäle. Die hierfür übliche Kopplung einzelner Lichtwellenleiter durch Verschmelzen kommt für Hohlkernfasern nicht infrage, da sich ihre Röhrenstruktur beim Schmelzvorgang verformen würde.

Deshalb bauen die Forschenden miniaturisierte Kollimatoren auf: Die hochpräzisen Linsen fangen das Licht an einem Faserausgang auf und lassen es parallel wieder austreten, noch bevor es sich zerstreut. Ist dieser Schritt einmal geschafft, kann das Licht mittels halbreflektierender Spiegel aufgeteilt und in den Ringresonator geführt werden. Am Ausgangspunkt wird seine Leistungsstärke gemessen und durch einen zweiten Kollimator zurück in die Faser geführt.

Montage-Plattform für den Mittelstand
Die Herstellung einer Kopplung mit zwei Kollimatoren benötigt jedoch äußerst hohe Genauigkeit: In Laboren können die Bauteile durch präzise Positionierer ausgerichtet und geklebt werden, doch nicht alle industriellen Produktionsstätten verfügen über solche Anlagen, weshalb vor allem kleine und mittelständische Unternehmen diesen Prozess bislang nicht anbieten können. Um die Technologie dennoch in individuelle Anwendungen integrieren zu können, entwickelt das deutsch-polnische Konsortium eine passive Kopplungsplattform. Durch ihre Geometrie ermöglicht sie es, die gefertigten Kollimatoren wie in eine Passform einzusetzen, so dass eine haargenaue Justage bei Kund*innen obsolet wird.

Obwohl das Projekt noch bis zum Jahresende läuft, verzeichnen die Forschenden bereits Erfolge: So ist es zwar unabdingbar, dass Kollimatoren den Lichtstrahl krümmen, doch die optischen Bauteile vom Fraunhofer IZM weisen einen maximalen Brechungswinkel von 0,04° auf und sind damit um ein Zehnfaches präziser als handelsübliche Lösungen. Somit ist es gelungen, die Kollimatorenpaare ohne Justage auf der passiven Kopplungsplattform einzusetzen und dabei eine Koppeleffizienz von über 85 Prozent zu demonstrieren. Im dritten und letzten Projektjahr gilt es nun, die Plattform auf ihre Zuverlässigkeit zu testen, mit weiteren optischen wie mechanischen Bauteilen auszustatten und in ein Gyroskop einzusetzen. Ist der Rotationssensor einmal aufgebaut, kann die Technologie im realen Umfeld getestet werden.

Die Montage-Plattform für Kollimatoren könnte nicht nur optische Gyroskope in Flugzeugen und Satelliten robuster gegenüber Störfaktoren machen. Darüber hinaus bietet sie eine hybride Ergänzung für integrierte optische Systeme, die zum Beispiel beim Einsatz eines optischen Elements eine Freistrahl-Auskopplung benötigen. Divergierendes, aus dem Wellenleiter austretendes Licht kann somit parallelisiert und wieder verlustarm in Wellenleiter eingespeist werden. Die optische Lösung spielt zudem bei der präzisen Materialbearbeitung durch Lichtübertragung mit Ultra-Hochleistung sowie der Übertragung von Infrarot- und kurzwelligem UV-Licht eine Rolle. Ebenfalls bietet die Telekommunikation vielversprechende Anwendungsszenarien.

Die Forschungsergebnisse entstanden in dem vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Projekts ROYCE (Resonant hOllow-core-fiber gYrosCopE), an dem die Nicolaus Copernicus Universität in Torun, Piktime Systems sp. z o.o. sowie die Eagleyard Photonics GmbH beteiligt sind. Das Projekt ROYCE ist im Zuge der vierten gemeinsamen Ausschreibung der Länder Berlin und Brandenburg mit den Partnerland Polen im Rahmen des Internationalisierungsnetzwerkes PHOENIX des Clusters Optik und Photonik Berlin Brandenburg entstanden. Die Projektförderung der Berliner und Brandenburger Verbundpartner werden jeweils im Rahmen des regionalen Programms zur Förderung von Forschung, Innovationen und Technologien (Pro-FIT) sowie aus öffentlichen Mitteln der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe des Landes Berlin und des Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg unterstützt.

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• Technologieforschung

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JAXA, NASA, Roskosmos.

Mit der Landung des Russen Anatoli Alexejewitsch Iwanischin, des Japaners Takuya Ōnishi sowie der US-Amerikanerin Kate Robins an Bord gegen 4:58 Uhr MEZ am 30. Oktober 2016 im vorgesehenen Gebiet wurde die ISS-Expedition 49 endgültig erfolgreich abgeschlossen.

Das Trio hatte die Internationale Raumstation (ISS) am 9. Juli 2016 mit dem Raumschiff Sojus-MS 01 erreicht und legte 1.840 Erdumrundungen zurück. Im Rahmen ihrer Mission arbeiteten Iwanischin, Ōnishi und Robins 113 Tage an Bord der Raumstation und verbrachten insgesamt 115 Tage im All. Der für die russische Raumfahrtorganisation (Roskosmos) tätige Iwanischin hat jetzt seinen zweiten Raumflug abgeschlossen und war damit insgesamt 280 Tage im All. Ōnishi, unterwegs im Auftrag der japanischen Weltraumforschungsagentur (JAXA) und Rubins, tätig für die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) beendeten jeweils ihren ersten Einsatz im Weltraum.

Am Vortag, also am 29. Oktober 2016, legten die drei Raumfahrer ihre Sokol-Fluganzüge an und bereiteten sich in der Besatzungskabine von Sojus-MS 01 auf die Landung vor. Die Luken zur ISS wurden gegen 23:12 Uhr MESZ geschlossen. Nach der Überprüfung des hermetischen Abschlusses koppelte das Sojus-Raumschiff mit Sojus-Kommandant Iwanischin an den Kontrollen um 2:37 Uhr MESZ am 30. Oktober 2016 vom Kopplungsstutzen am Forschungs- und Kopplungsmodul mit dem Eigennamen Rasswet (Рассвет, russisch für Morgendämmerung) alias Mini Research Module 1 (MRM 1) an der der Erde zugewandten Seite des russischen Segments der Station ab. Anschließend entfernte sich Sojus-MS 01, das erste bemannte Schiff in der weiterentwickelten Sojus-Variante MS mit dem Erzeugniscode 11F732, langsam von der Station. MS steht hier für Modernisiertes System.

Die ISS befand sich während dieses Manövers im freien Flug, um den Ablegevorgang nicht durch automatische Lagekorrekturen zu stören. Die Lageregelungstriebwerke des Sojus-Raumschiffs, von denen es an der Sojus-MS-Variante jetzt 28 fehlertolerant paarweise montierte vom Typ DPO-B (ДПО, Triebwerke für Anlegen und Lageregelung) gibt, wurden rund drei Minuten nach dem Abkoppeln das erste Mal eingesetzt, um schneller aus der unmittelbaren Nähe der ISS zu kommen. Dabei erfolgte in einer Entfernung von circa 20 Metern zur Station eine kurze rund acht Sekunden dauernde Brennphase des unsymmetrisches Dimetyhlhydrazin (UDMH) als Brennstoff und Stickstofftetroxid (N₂O₄) als Oxidator nutzenden Lageregelungssystems. Iwanischin erprobte die Neuauslegung mit Lageregelungstriebwerken anschließend für eine Weile unter manueller Steuerung, bevor er rund neun Minuten und 20 Sekunden nach dem Ablegen ein weiteres Manöver zur Abstandsgewinnung flog – ebenfalls unter Handsteuerung.

Um 4:06 Uhr MEZ und 34 Sekunden begann eine vier Minuten und 37 Sekunden lange Brennphase des SKD genannten (СКД, Triebwerke für Annäherung und Bahnkorrektur) ebenfalls UDMH und Stickstofftetroxid nutzenden Haupttriebwerksblocks am Heck des Servicemoduls zum Abbremsen von Sojus-MS 01. Das Raumschiff wurde dadurch um 128 Meter pro Sekunde soweit verlangsamt, dass der erdnächste Punkt seiner Umlaufbahn innerhalb der Erdatmosphäre lag. In rund 140 Kilometern Höhe wurden anschließend Orbitalmodul, Landekapsel und Servicemodul voneinander getrennt.

Während Orbital- und Servicemodul beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre weitgehend verglühten, passierte dies mit der Landekapsel nicht, da sie an ihrer Unterseite mit einem Hitzeschild versehen worden war. Die Kapsel wurde durch den Luftwiderstand und danach durch einen kleinen Bremsfallschirm auf eine Geschwindigkeit von etwa 350 Kilometer pro Stunde abgebremst. Anschließend öffnete sich der große Hauptfallschirm, der eine weitere Reduzierung der Geschwindigkeit auf etwa 21 Stundenkilometer bewirkte.

In rund sieben Kilometern Höhe über dem Boden wurde schließlich der Hitzeschild abgeworfen, um unter anderem den Einsatz der Landetriebwerke zu ermöglichen. Diese zündeten unmittelbar vor dem Aufsetzen. Die sechs Bremstriebwerke dämpften den Aufprall der Kapsel auf den Steppenboden, die Landegeschwindigkeit liegt bei diesem Verfahren im Bereich von rund 10 Kilometern pro Stunde. Nach der Landung gegen 4:58 Uhr MEZ (9:58 Uhr Ortszeit Kasachstan) blieb die Besatzungskabine von Sojus-MS 01 in aufrechter Position stehen, was die Bergung der Besatzung vereinfachte.

Da die Landung im vorgesehenen Gebiet rund 150 Kilometer südöstlich der Stadt Schesqasghan in Zentralkasachstan erfolgte, waren die Bergungsmannschaften mit Hubschraubern vom Typ Mi-8 und Fahrzeugen schnell vor Ort. Die Mannschaften, die über 14 Hubschrauber, zwei Flugzeuge und 20 Geländefahrzeuge verfügten, waren bald in der Lage, die drei Besatzungsmitglieder aus der Landekapsel zu bergen. Sichtlich gut gelaunt konnten die Besatzungsmitglieder anschließend die kühle Morgenluft – vor Ort lag die Temperatur bei etwa + 1 Grad Celsius – genießen. Eine erste Überprüfung verschiedener medizinischer Werte ergab, dass sich die Besatzung in guter gesundheitlicher Verfassung befindet.

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• Sojus MS – (Nr.731) – Sojus-FG

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Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: JAXA, JSpOC, Kyodo News

Mit Datum vom 29. Februar 2016 hatte die japanische Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) gemeldet, dass im Rahmen der Inbetriebnahme des Weltraumteleskops Hitomi eine Reihe missionskritischer Operationen an Bord des Raumfahrzeugs erfolgreich abgewickelt wurden und damit die Critical Operation Phase (COP) beendet ist.

Der rund sechs Meter lange Mast der ausfahrbaren optischen Bank (Extensible Optical Bench, EOB) war erfolgreich ausgefahren worden. Mit ausgefahrenem Mast erreichte das Weltraumteleskop mit einer Masse von rund 2,7 Tonnen eine Gesamtlänge von rund 14 Metern.

Das Kühlsystem des Spektrometers für weiche Röntgenstrahlung (Soft X-ray Spectrometer, SXS) wurde am 17. Februar 2016 aktiviert. Am 22. Februar 2016 hatte es ein Temperatur von rund minus 273,1 Grad Celsius bzw. rund 50 Milligrad über dem absoluten Nullpunkt erreicht.

Zuvor hatte das Raumfahrzeug seine beiden Solarzellenausleger ausgefaltet, das Lageregelungssystem hatte für eine stabile Ausrichtung im Raum gesorgt, und eine stabile Kommunikationsverbindung zum Boden war hergestellt worden.

Eben diese Kommunikationsverbindung brach vergangene Woche aus nicht konkret bekannter Ursache ab. Mit Datum vom 27. März 2016 gab die JAXA bekannt, dass eine „Kommunikations-Anomalie“ aufgetreten sei und man nicht in der Lage ist, den Zustand des Satelliten zu ermitteln.

Aktuell geht man bei der JAXA davon aus, dass das Weltraumteleskop am 26. März 2016 seine stabile Ausrichtung im Raum verlor und ihm wegen erheblicher Eigenrotation keine stabile Funkverbindung zur Erde mehr möglich war.

Bahnverfolgungsdaten der US-amerikanischen Weltraumüberwachung sprechen dafür, dass der Orbit von Astro-H abgesenkt wurde. Ursache für die Flughöhenreduzierung von 564,6 × 580,5 km auf 561,0 × 580,1 km ist wahrscheinlich ein bisher nicht verstandenes Ereignis an Bord des Satelliten.

Einige Stunden nach dem Verlust einer stabilen Lage begannen sich verschiedene Teile vom Satelliten abzulösen. Laut JAXA erfuhr das Raumfahrzeug Beschädigungen unbestimmter Art, nachdem es nicht mehr in der Lage war, sich selbst zu stabilisieren.

Das Gemeinschaftliche Zentrum für Raumfahrtaktivitäten des US-amerikanischen Militärs (Joint Space Operations Center, JSpOC) berichtete über den Kurznachrichtendienst Twitter, man gehe nach Analysen eigener Daten davon aus, dass die Ablösung von Teilen vom Weltraumteleskop am 26. März 2016 gegen 1:20 Uhr Weltzeit (UTC) begann.

Am 1. April 2016 waren zehn Astro-H zugeordnete Teile mit eigenen Bahnparametern im Katalog der US-amerikanischen Weltraumüberwachung gelistet.

Die Kyodo News berichteten mit Datum vom 1. April 2016, dass die JAXA von einem Versagen von Ausrüstung an Bord des Teleskops ausgehe und eine Kollision des Teleskops mit Weltraumschrott als Ursache der Schwierigkeiten als unwahrscheinlich betrachte.

Ursache für die missliche Situation könnten ein Versagen des Helium-Behälters, ein Fehler eines Akkumulators zur Stromspeicherung oder ein Treibstoffleck im Antriebssystem sein, heißt es bei den Kyodo News mit Bezug auf Informationen der JAXA. Betankt war Astro-H beim Start mit rund 30 Kilogramm Hydrazin. Das Hydrazin war für die Nutzung durch acht je drei Newton starke Einstoff-Triebwerke gedacht, die es katalytisch zersetzen können. Nicht unmöglich also, dass beispielsweise eines der Triebwerke ein Treibstoffventil hat, das nicht mehr schließt.

Zwischenzeitlich wurden von geeigneten Bodenstadtionen vier Mal Signale empfangen, die sich Astro-H zuordnen lassen. Allerdings war es nicht möglich, den Signalen Informationen über den Zustand des Raumfahrzeugs zu entnehmen.

Sollte sich das Teleskop stabilisieren lassen, und sollte sich das Raumfahrzeug anschließend wenigstens noch teilweise in der beabsichtigten wissenschaftlichen Art und Weise nutzen lassen, wäre das für den Autor eine echte Überraschung. Möglicherweise sind auf Grund der Eigenrotation bereits Bestandteile der wissenschaftlichen Ausrüstung am ausgefahrenen Mast der optischen Bank verloren gegangen.

Astro-H war dafür gedacht, Wissenschaftlern eine neue Durchmusterung des Himmels im Bereich der weichen und harten Röntgen- sowie der weichen Gammastrahlung zu ermöglichen.

Die JAXA hat mitgeteilt, dass eine eventuelle Rettung der Mission eine Angelegenheit von Monaten sein wird. Japanische Ingenieure, Techniker und Wissenschaftler haben in der Vergangenheit bewiesen, dass sie in der Lage sind, lange für angeschlagene Missionen zu kämpfen. Dabei konnten sie bereits bemerkenswerte Erfolge aufweisen. Hoffen wir also auf einen positiven Ausgang!

Astro-H alias Hitomi ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.337 und als COSPAR-Objekt 2016-012A.

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• ASTRO-H auf H-IIA

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Chrunitschew, ILS, RIAN, Roskosmos. Vertont von Peter Rittinger.

Weil Oxidator, Distickstofftretoxid (N₂O₄), und Brennstoff, unsymmetrisches Dimethlyhydrazin (UDMH), welche sich an Bord der Rakete befunden hatten, giftige Substanzen sind, wurden Anwohner von Siedlungen im Bereich des Unfalls angewiesen, Türen und Fenster verschlossen zu halten und Gebäude nicht zu verlassen. Nach bisherigen Angaben aus Russland kamen bei dem Fehlstart keine Personen zu schaden. An der Startanlage 81/24, von der die Rakete abgehoben hatte, entstanden keine Schäden, an einer anderen Startanlage (200/39), in deren Nähe die Rakete niederging, nach aktuellem Stand ebenfalls nicht.
Noch vor dem Einschlag im Steppenboden hatte die Rakete begonnen, unter der ungeplanten Belastung auseinander zu brechen. Videoaufzeichnungen zeigen, wie die Orbitaleinheit aus Oberstufe und Nutzlastspitze abknickt, und um den zentralen Oxidatortank angebrachte Treibstofftanks von der ersten Raketenstufe wegbrechen.

An der Spitze der Rakete befanden sich unter der Nutzlastverkleidung drei Navigationssatelliten vom Typ GloNaSS-M. Die Satelliten des Block 47 trugen die Seriennummern 48, 49 und 50. Sie waren als Ergänzung und Verstärkung des russischen Satellitennavigationssystems GloNaSS gedacht, dessen Ausbau seit Jahren nicht vorankommt.

Was als Ursache für den Fehlstart angenommen werden muss, wurde von offizieller Seite bisher nicht bekannt gegeben. Offensichtlich ist, dass die Rakete wenige Sekunden nach dem Abheben völlig ihre Fähigkeit verliert, der eigentlich vorgesehenen Flugbahn zu folgen. Ob eines oder mehrere der sechs Triebwerke vom Typ RD-276 nicht funktionierten wie geplant, ob bei der Treibstoffversorgung der Triebwerke Schwierigkeiten auftraten, ob es Probleme beim Schwenken oder Drosseln der Triebwerke gab oder die Flugsteuerung falsche Kommandos sendete, ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht bekannt.

Zur Unfalluntersuchung hat die russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos eine Kommission eingesetzt, deren erste Aufgabe es ist, die Aufzeichnungen der Telemetriedaten vom Start zu untersuchen. Der Vermarkter von Proton-Starts für Kunden aus aller Welt International Lauch Services (ILS) hat angekündigt, eine eigene Arbeitsgruppe die Ergebnisse der Kommission von Roskosmos überprüfen zu lassen.

Der eigentlich für den 20. Juli 2013 vorgesehene Start des Kommunikationssatelliten Astra 2E wird sehr wahrscheinlich nicht an diesem Termin erfolgen können. Die russische Nachrichtenagentur RIA Nowosti meldete bereits wenige Stunden nach dem Fehlstart, dass in den nächsten zwei bis drei Monaten keine Starts mit Proton-Raketen stattfinden werden.

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• 3x Glonass-M auf Proton-M/DM-03

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Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, NASAwatch.com, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Bereits im Sommer vergangenen Jahres, am 14. Juli 2012, war das Gyroskop 2 im „Attitude and Determination Control Subsystem“ (ADCS) an Bord Keplers endgültig ausgefallen und musste abgeschaltet werden. Zu diesem Zweipunkt ergaben sich für den wissenschaftlichen Missionsbetrieb des Teleskops noch keine gravierenden Konsequenzen, da durch insgesamt vier Gyroskope eine ausreichend hohe Redundanz für einen einzelnen Ausfall gewährleistet war. Vom 17. bis zum 28. Januar 2013 fiel zusätzlich das stabilisierende Schwungrad 4 aus, welches nach einer vorübergehenden Abschaltung jedoch vorläufig wieder in Betrieb genommen werden konnte.

Am vergangenen Dienstag wurde nun entdeckt, dass sich im Laufe der Woche erneut eine Komplikation mit diesem, inzwischen als „Problemkind“ bekannten, Gyroskop ergeben hatte. Diese hat, wie schon andere Störfälle zuvor, zu einem automatischen Umschalten des Raumfahrzeugs in den triebswerksgestützten Sicherheitsmodus geführt. In diesem Modus werden sämtliche nötigen Korrekturen in der Raumorientierung Keplers durch die Triebwerke ausgeführt, um die gyroskopische Lageregelung vorübergehend zu ersetzen. Zusätzlich wird das etwa eine Tonne schwere Teleskop frontal zur Sonne ausgerichtet und in eine langsame Rotation um die Längsachse versetzt. Dies dient sowohl der Sicherstellung einer ausreichenden Energieversorgung durch die Solarpanele, als auch der regelmäßigen Boden-Kommunikation etwa mit dem Deep Space Network (DSN) der NASA. Weiterhin werden sekundäre Systeme, etwa die für die genaue Lageerkennung nötigen „star tracker“, abgeschaltet.

Da sich Gyroskop 4 bisher wohl nicht wieder in Betrieb setzen ließ, stellt man sich bei der NASA offenbar auf einen mittelfristigen Betrieb im „Triebwerks-Modus“ ein. Das zentrale Problem hierbei ist, dass in dieser Konfiguration keine hochpräzise Ausrichtung Keplers möglich ist, wie sie die Suche nach Exoplaneten-Transits notwendig macht. Kepler erspähte diese bisher durch die winzige Veränderung in der Strahlungsintensität ferner Sterne, die der Vorbeiflug des jeweiligen Planeten verursacht. Weiterhin steigt der Treibstoffverbrauch zur Lageregelung stark an, was die Lebensdauer der Sonde auf mehrere Monate bis wenige Jahre reduzieren dürfte.

In den nächsten Tagen und Wochen will die NASA intensiv über Möglichkeiten zur „Rettung“ Keplers im Bezug auf seine bisherigen Missionsparameter nachdenken. Sollte dies nicht gelingen, wurde schon über alternative Einsatzmöglichkeiten der Raumsonde, etwa in der Beobachtung erdnaher Objekte (NEOs), spekuliert. Wenn beide Perspektiven sich nicht als vielversprechend herausstellen sollten, würde das im März 2009 gestartete Teleskop vermutlich bereits kurz nach seiner minimal veranschlagten Missionsdauer, bis November 2012, endgültig verloren gegeben. Dies gilt umso mehr, als erst vor zwei Wochen Haushaltskürzungen in den USA in Aussicht gestellt wurde, die unter anderem auch die US-Raumfahrt betreffen werden. Eigentlich wollte man die Beobachtungen mit Kepler bis mindestens 2016 fortführen.

Bisher konnten immerhin fast 3.000 wahrscheinliche Planeten ausgemacht werden, die fremde Sterne in unserer heimischen Milchstraße umkreisen. Mehrere Dutzend von ihnen konnte Kepler mit Sicherheit bestätigen, während die Übrigen noch zukünftiger Verifikation bedürfen. Insgesamt bestätigten seine Beobachtungen vorher umstrittene Theorien über die vielfache Existenz von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: sie scheinen möglicherweise eher die Regel als die Ausnahme in kosmisch relativ nahegelegenen Sternensystemen zu sein.

Das Weltraumteleskop nimmt sie von einem Sonnenorbit aus unter die Lupe, der dem der Erde sehr ähnlich ist. Kepler fliegt auf seiner Bahn um unser Zentralgestirn bislang sozusagen im „Windschatten“ des blauen Planeten. Diese Umlaufbahn minimiert störende Effekte, wie sie etwa in einem Erdorbit auftreten würden und ermöglicht zugleich ein immer freies Blickfeld auf die anvisierte Raumregion.

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• Kepler

Der Beitrag Teleskop Kepler mit technischen Problemen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Nach einer zehntägigen Ruhepause für das Drallrad mit der Nr. 4, die am 17. Januar 2013 begann, lässt sich das Teleskop nun wieder ohne Einsatz kleiner Lageregelungstriebwerke im Raum ausrichten. Dank der durch die wieder hochgefahrenen Drallräder ermöglichte Exaktheit kann Kepler seit dem 28. Januar 2013 wieder wissenschaftliche Daten sammeln.

Anfang Januar 2013 waren für das Drallrad Nr. 4 erhöhte Reibungswerte verzeichnet worden, weshalb man die Drehzahl aller Drallräder an Bord von Kepler schließlich auf Null absenkte und das Weltraumteleskop in einem speziellen Sicherheitsmodus, in dem die Lageregelung mit Hilfe kleiner Triebwerke erfolgt, ausruhen ließ.

Im Zeitraum des Betriebs im Sicherheitsmodus war keine Beobachtungstätigkeit möglich. Der solarzellenbedeckte Rücken des Raumfahrzeugs war während dieser Zeit dauerhaft Richtung Sonne ausgerichtet, um eine ununterbrochene Energieversorgung sicherzustellen.

Seit dem Ausfall des ersten Drallrads, dem mit der Nr. 2, im Juli 2012 war die Leistung des Raumfahrzeugs mit den drei verbliebenen, laufenden Drallrädern ohne Anlass zur Kritik. Das Drallrad Nr. 2 hatte im Janaur 2012 mit ansteigenden Reibungswerten auf sich aufmerksam gemacht und war schließlich nach einer Periode mit sich immer wieder verändernden Reibungswerten stillgelegt worden.

Auch das Drallrad Nr. 4 zeigte veränderliche Reibungswerte, ließ aber bis dato keine Signaturen erkennen, die solchen in den Daten zum abgeschalteten Drallrad Nr. 2 ähneln.

Dass Drallrad Nr. 4 aktuell wieder einen störungsfreien Betrieb ermöglicht, führt man darauf zurück, dass es den Schmiermitteln im Drallrad während der verordneten Zwangspause möglich war, sich neu in der Mechanik zu verteilen und so wieder für ausreichend geringe Reibungswerte zu sorgen.

Im Februar 2013 wollen die mit den Drallrädern von Kepler beschäftigten Ingenieure die Daten zum Drallrad Nr. 4 aus der Einsatzpause sowie aus den Betriebszeiten davor und danach sorgfältig auswerten, um Aussagen über Erfolg und Wert des Sicherheitsmodus mit angehaltenen Drallrädern treffen zu können.

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• Kepler

Der Beitrag Kepler wieder im Beobachtungseinsatz erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Das System zur Bestimmung und Steuerung der Lage des Weltraumteleskops im All von Kepler namens ADCS für Attitude and Determination Control Subsystem besitzt eine als RWA für reaction wheel assembly bezeichnete Baugruppe mit vier aktiv redundanten Reaktionsrädern. Drei aktive Reaktionsräder werden wegen der erforderlichen exakten Ausrichtung für den Regelbetrieb des Teleskops im Beobachtungseinsatz benötigt.

Im vergangenen Jahr begann ein erstes der vier Reaktionsräder, das Rad mit der Nummer zwei, ein auffälliges Verhalten zu zeigen. Nachdem es nicht mehr auf Steuereingaben reagierte, wurde es schließlich stillgelegt (Raumfahrer.net berichtete). Nach der Isolation des defekten Reaktionsrades konnte Kepler den Beobachtungsbetrieb wieder aufnehmen.

Versagt ein weiteres Reaktionsrad, müsste man den Betrieb von Kepler einstellen, da dann kein sinnvoller Beobachtungseinsatz des Teleskops mehr möglich ist. Als am 7. Januar 2013 eines der verbliebenen drei Reaktionsräder erhöhte Reibungswerte entwickelte und eine absichtlich herbeigeführte Rotation des Raumfahrzeugs keine positive Wirkung erzielte, ging man auf Nummer Sicher und versetze Kepler in einen speziellen Sicherheitsmodus, bei dem die Lageregelung ausschließlich durch kleine Lageregelungstriebwerke erfolgt. Der Beobachtungseinsatz ist deshalb vorerst unterbrochen.

Die Hoffnung ist, dass sich die Verfassung des betroffenen Reaktionsrades mit der Nummer vier innerhalb eines Zeitraums von zehn Tagen, beginnend mit dem 17. Januar 2013, normalisiert. Man geht davon aus, dass sich das Schmiermittel für die Lagerkugeln während der Ruheperiode neuerlich gleichmäßig verteilen kann. Am 27. Januar 2013 will man den Zustand des betroffenen Reaktionsrades erneut intensiv begutachten.

Sofern sich das möglicherweise vorliegende Schmierproblem lösen lässt, könnte Kepler die ausgefallenen Beobachtungstage problemlos nachholen. Die beschlossene Missionserweiterung des Weltraumteleskops reicht bis ins Jahr 2016. Der Zeitaufwand für die Wiederaufnahme des Beobachtungsbetriebs beträgt voraussichtlich drei Tage.

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• Kepler

Der Beitrag Planetenjäger Kepler ist angeschlagen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Das ADCS für Attitude and Determination Control Subsystem genannte System zur Bestimmung und Steuerung der Lage des Weltraumteleskops im All besitzt nach Angaben der US-amerikanischen Raumfahrtagentur (NASA) eine als RWA für reaction wheel assembly bezeichnete Baugruppe mit vier aktiv redundanten Reaktionsrädern.

Das Reaktionsrad mit der Nr. 2 reagierte nicht mehr auf Steuerbefehle, weshalb es am 19. Juli 2012 schließlich aus dem Prozess der Lagesteuerung von Kepler isoliert wurde. Mit den verbleibenden drei Reaktionsrädern ist Kepler weiter voll einsatzfähig. Den wissenschaftlichen Betrieb hat das seit dem 7. März 2009 im All befindliche Teleskop bereits wieder aufgenommen.

Als die Anomalie an Bord von Kepler am 14. Juli 2012 Wirkung zu zeigen begann, wechselte das Teleskop seinen Orientierungsmodus von fine-point auf coarse-point, und verblieb in der für den wissenschaftlichen Einsatz erforderlichen Lage. So konnten die anvisierten Sterne weiter beobachtet werden, wegen den im Modus coarse-point allerdings auftretenden größeren Abweichungen (jitter) hatten die so gewonnenen Informationen keinen wissenschaftlichen Wert.

Man schätzt, dass man etwa sechs Tage der wertvollen Beobachtungszeit wegen des Versagens des Reaktionsrads Nr. 2 verloren hat. In den kommenden Wochen sollen sämtliche verfügbaren Telemetriedaten von Kepler auf Hinweise für den Grund des Ausfalls des Reaktionsrads gesichtet werden. Vielleicht ergeben sich Erkenntnisse, die es zulassen, das Reaktionsrad Nr. 2 wieder in Betrieb zu nehmen.

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• Kepler

Der Beitrag Reaktionsradproblem an Bord von Kepler erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA/JPL.

An Bord von Mars Odyssey, der am 7. April 2001 gestartet wurde und seit dem 24. Oktober 2001 um den Mars kreist, finden sich vier Reaktionsräder. Drei von ihnen werden für das Standard-Lageregelungsverfahren benötigt, ein viertes steht als Reserve zur Verfügung.

Nach Angaben des Missionsmanagers Chris Potts vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) im kalifornischen Pasadena in den USA sieht es so aus, als beschränkten sich die Schwierigkeiten auf eines der Reaktionsräder. Das Raumfahrzeug befindet sich laut Potts in sicherem Zustand.

Man beabsichtigt jetzt, den Zustand der einzelnen Reaktionsräder genau zu analysieren und dann das weitere Vorgehen zu überlegen. In den kommenden Tagen will man einen Zeitplan zur vollständigen Wiederinbetriebnahme des Marsorbiters erarbeiten.

Weil der Auslöser des Sicherheitsmodus‘ das Fehlverhalten eines einzelnen Reaktionsrades war, hat sich das Computersystem von Mars Odyssey nicht neu gestartet, wie es in der Vergangenheit nach dem Auftreten verschiedener Probleme geschehen war. Ein Neustart war nicht erforderlich.

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• 2001 Mars Odyssey

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Globalstar, Skyrocket.

Der Start verlief ab 18:09 Uhr MEZ planmäßig, die Satelliten umlaufen die Erde mittlerweile auf Bahnen in etwa 920 km Höhe bei einer Neigung von etwa 52 Grad gegenüber dem Äquator. Mit eigenem Antrieb steigen die Raumfahrzeuge anschließend auf eine Einsatzhöhe von etwa 1.410 km.

Die 700 kg schweren Satelliten wurden von Alcatel Alenia Space hergestellt und sind mit 32 Transpondern in verschiedenen Frequenzbereichen ausgerüstet, über die sie Sprachbotschaften und Datenpakete vom Boden aufnehmen und zu beinahe beliebigen anderen Punkten der Erde übermitteln. Dazu werden am Boden spezielle Geräte verwendet. Genutzt werden Globalstars spezielle Kommunikationsdienste von Firmen, Regierungen und Privatpersonen.

Die genauen Bezeichnungen der Satelliten werden demnächst bekanntgegeben. Nach Problemen mit den Drallrädern zur Lageregelung verzögerten sich die Starts der Satelliten der zweiten Generation. Mit diesem Start sind aber 18 der geplanten 24 im All.

Globalstar ist ein internationales Unternehmen, an dem mehrere führende Kommunikationsfirmen u.a. aus den USA, aus China, Südkorea, Frankreich oder Italien beteiligt sind. Man bietet seine Dienste auch weltweit an. Die Rakete ist eine russische Produktion, der Start erfolgte von Kasachstan aus, der Dispenser zum Aussetzen der Satelliten stammt von Astrium und die Vermarktung lief über Arianespace. Die Baugruppen der Satelliten werden bei Alcatel Alenia in Frankreich, Italien, Spanien und Belgien produziert, die Endmontage erfolgte in Rom.

Raumcon:

• Sojus mit 6x Globalstar Generation 2, Start 3

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Autor: Daniel Maurat

Das ITS (Integrated Truss Structure für integrierte Trassenstruktur) ist die Gitterstruktur der ISS, die vor allem für Stromerzeugung und Kühlung zuständig ist. Zudem verfügt es über Kommunikationsausrüstund und beitet Ersatzteilen für die Station Platz. Es wurde in einem Kraftakt von zehn Shuttle-Start zwischen 2000 und 2009 gestartet. Es ist die größte Struktur, die im All zusammengebaut wurde.

Entwicklung und Bau

Das ITS ist eines der Hauptelemente der geplanten US-Station Freedom. Auch hier war es zur Energieerzeugung und Kühlung der Station sowie zur Kommikation ausgelegt, hätte aber auch die Station mittels eigenen Triebwerke im Orbit gehalten. Am Anfeng der Entwicklung gab ein eine Reihe von Entwürfen, wie den Power Tower (Energieturm), wo am einen Ende die Module angebracht wären und am anderen die Solarkollektoren. Ein anderer Entwurf war der Dual-keel (Doppelkiel), das im Großen und Ganzen der heutigen ISS entspricht, aber zusätzlich noch zwei vertikale Gitterelementen. Beide aber wurden wegen zu hoher Kosten auf aufgegeben und ein Konzept aus einer Gitterstruktur, an denen Sonnenkollektoren und Radiatoren befestigt sind, weiterverfolgt. Nachdem Russland in das Programm einstieg und es so zur ISS wurde, wurde das ITS nochmals verändert: Die Antriebsmodule mitsamt Tanks wurden entfernt, da die Aufgaben, die sie hätten übernehmen sollen, vom russischen Stationsteil übernommen wurden.

Die Einzelmodule wurden vom amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmen Boeing im Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville, Alabama, gebaut, während amdere Firmen wie z.B. Lockheed Martin die Sonnenkollektoren, Kommunikationsanlagen, Gyroskope und Akkumulatoren. Sie wurden nach ihrem Bau zwischen 1998 und 2007 nacheinander in das SSPF im Kenneda Space Center gebracht, wo man sie auf ihren Start vorbereitete.

Aufbau

Das ITS besteht aus zwölf Hauptbestandteilen:

• Das Z1-Modul (Z für Zenit) ist das erste Element des ITS und wurde am 11.Oktober 2000 gestartet. Es ist 4,9 Meter lang, 4,2 Meter breit, wiegt 8,8 Tonnen und ist mittels passiven CBM (Common Berthing Mechanism) am Zenit-Ankopplungspunkt von Unity angekoppelt. Es ist das einzige Modul des ITS, das z.T. unter Druck steht, denn es bietet einen kleinen Stauraum für Ersatzteile und Nachschub.

Außen sind vier jeweils 315 kg schwere Gyroskope, die die Station ohne den Einsatz von Lageregelungstriebwerken stabilisieren, am hinteren Teil des Z1 installiert. Zudem verfügt es über zwei Kommunikationsantennen, um Daten aus der ISS zu einem TDRS-Satelliten (Tracking and Data Relay Satellite für Kursverfolgungs- und Datenrelaissatellit), die sich auf einem Geostationären Orbit befinden, um so rund um die Uhr mit dem Kontrollzentrum verbunden zu sein. Es verfügt aber auch über Stromkonvektoren, da zwischen 2001 und 2007 das Solarelement P6 auf Z1 montiert war.

• Das Gitterelement S0 (Starboard 0 für Steuerbord 0) ist mit einer Länge von 13,5 Metern, einer Breite von 4,6 Meter und einem Gewicht von 12,1 Tonnen das zentrale Element und der „Verteiler“ des ITS. Es ist über ausfahrbare Teleskopstützen mit dem US-Modul Destiny verbunden. Über S0 laufen die Versorgungsleitungen für Strom, Daten und Kühlung des unter Druck stehenden Teils der Station und dem restlichen ITS. An der Außenseite befindet sich ein Schienensystem, über das sich das Mobile Transporter (MT) des Roboterarms SSRMS/Canadarm 2 über das gesamte ITS bewegen kann. Da es den Strom aus den Solarkollektoren zu den restlichen Modulen leitet, verfügt es auch über vier Energieumschlageinheiten un zwei Stromkreisunterbrecher.

Es verfügt auch über vier GPS-Antennen zur Orientierung der Station und zwei davon unabhängige Systeme aus jeweils drei Ringlaserkreiseln. Die Werte über alle drei Achsen aus diesen Systemen werden über Computer verarbeitet und so die Lage der Station im Raum ermittelt. Zudem verfügt es über drei Halogenscheinwerfer, damit Astronauten, die grade einen Außenbordeinsatz durchführen und die Station sich im Schatten der Erde befindet, sehen können, was sie machen, über einen Detektor für geladene Partikel sowie zwei Steuersysteme für die externe Bedienung dieser Systeme.

• Die beiden Gitterelemente S1 (Starboard 1 für Steuerbord 1) und P1 (Portside 1 für Backbord 1) sind Zwillinge, nur, dass sie „gespiegelt“ sind. Beide sind 14 Meter lang, 4,6 Meter breit, wiegen auf der Erde 12,5 Tonnen und wurden am 7. Oktober 2002 (ITS) bzw. 24. November 2002 (ITS) gestartet. Wie S0 verfügen S1 und P1 über Leitungen für Strom, Daten und Kühlungsmittel. Das charakteristische Merkmal beider Module sind die 22 Meter langen und 4,5 Meter breiten Radiatoren mit Steuerelektronik und Drehmechanik. Sie stahlen mit Ammoniak als Kühlmittel überschüssige Wärme aus der Station, vor allem aus den Energiesystemen, ab und halten damit die Temperatur im Inneren der Station auf einen erträglichen Wert. Zum Radiatorsystem gehören ebenso ein Kühlmitteltank mit Pumpe und ein Stickstofftank.

An der Außenhaut befindet sich, wie bei S0 auch, ein Schienensystem für den MT. Zudem verfügen beide Module über Stromkonverter und -verteiler für den Strom aus den Solarkollektoren sowie zwei Videoanschluss-Stationen für Kameras. Wie bei S0 auch, verfügen S1 und P1 über ein Schienensystem, dass vom MT und von CETA-Transportkarren (Crew and Equipment Translation Aid für Mannschafts- und Ausrüstungsbeförderungshilfe) benutzt wird. Die CETA-Karren sind 2,50 m lang, 2,36 m breit, 0,89 m hoch und haben haben eine Masse von 283 kg und sind zum Transport von Astronauten und kleinen Nutzlasten ausgelegt. Es gibt zwei Karren, jeweils einen für jede Seite des ITS.

• Die beiden Elemente S2 und P2 waren als Antriebseinheiten für die ISS geplant. Sie hätten aus Treibstofftanks sowie Triebwerken zur Lageregelung und zur Orbitalstabilisierung enthelten. Nachdem aber Russland in das ISS-Programm einstieg, strich die NASA diese Module.

Die Elemente S3/S4 und P3/P4 bestehen jeweils aus zwei Teilen:

• S3/P3 sind zwei Verbindungsmodule zwischen Solarmodulen und restlichem Truss.
• S4/P4 sind zwei der vier Solarmodule der ISS. Sie besitzen jeweils zwei Solarzellenmodule, die die Station mit Energie versorgen.

Beide Teilmodule sind insgesamt 13,8 Meter lang, haben eine Breite von 4,9 Meter und und eine Höhe von 4,6 Metern. S3/S4, gestartet am 8. Juni 2007, und P3/P4, schon am 9. September 2006 gestartet, unterscheiden sich geringfügig in ihrem Gewicht: S3/S4 wiegt 16,2 Tonnen, P3/P4 nur 15,8 Tonnen. Die beiden Teilmodule sind durch ein spezielles Drehgelenk, dem SARJ (Solar Alpha Rotary Joint für Alphaonnenrotationsverbindung) miteinander verbunden. Das SARJ dient dazu, die Solarmodule ideal zu Sonne auszurichten, um die Energiegewinnung zu maximieren. Zudem besitzen die radförmigen Gelenke zwischen einander Schleifverbindungen, damit die Sonnenmodule nicht zurückgedreht werden müssen. Jedes von ihnen ist 1,02 Meter im Durchmesser groß und wiegt 1,1 Tonnen.

Die Herzstücke von S3/4 und P3/4 sind die jeweils zwei an S4 und P4 befestigten Solarzellenflächen, auch Solar Array Wings genannt. Insgesamt haben beide module also 4 Solarzellenmodule. Sie sind jeweils 35,1 Meter lang und 11,6 Meter breit. Bei dieser Größe wiegen sie aber gerade mal 1,1 Tonnen. auf jeder Solarzellenfläche sind etwa 16.400 einzelnen Solarzellen angebracht, die zu Streifen von je 400 Stück zusammengefasst sind. Jede Solarzelle ist hat eine Abmessung von 8×8 cm und besitzt etwa 4.100 Dioden, die die Energie erzeugen. Eine Solarzellenflächel ist aus 82 Streifen gefertigt, die wiederum aus 200 Zellen besteht, und kann 32,8 kW Gleichstrom erzeugen.

Zusätzlich zu den Solarzellenflächen besitzen S4 und P4 jeweils einen Radiator, der die Systeme der Module kühlt, damit sie nicht überhitzen und so unbrauchbar werden. Zudem besitzen beide Module Nickel-Wasserstoff-Akkumulatoren, die Strom für Flugabschnitte hinter der Erde, wenn die Solarflächen nicht von der Sonne beschienen werden, speichern und so die Station weiter mit Strom versorgen. An den Außenseiten von S3 und P3 befinden sich darüber hinaus noch Schienen für das MBS. Auch können an S3 und P3 externe Plattformen wie die ELC– und ESP-Plattformen sowie der Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), ein Teilchedetektor angebracht werden.

• Die beiden Module P5 und S5 sind im Grunde genommen nichts anders als Verbindungselemente zwischen den Modulen P4 und P6 sowie S4 und S6. Sie sind jeweils nur 3,4 Meter lang, 4,6 Meter breit, 4,2 Meter hoch und wiegen 1,8 Tonnen. Gestartet wurden sie am 10. Dezember 2006 (P5) bzw. am 8. August 2007 (S5). Sie wurden konzipiert, da die Konstruktion von S4/P4< mit den Solarzellenflächen am Ende nicht zuließ, an denen gleich weitere Module anzubauen. Also entwickelte man Verlängerungen, um folgende Module gefahrenfrei ankoppeln zu können.

• Die Elemente P6 und S6 sind die äußersten zwei Elemente des ITS. Genauso wie P4/S4 sind sie für die Energieversorgung der Station zuständig. Sie sind beide etwa 10,7 Meter lang, jeweils 4,9 Meter lang und breit und wiegen jeweils 15,8 Tonnen. Gestartet wurden sie am 1. Dezember 2000 (P6) bzw. am 15. März 2009 (S6). Wie P4 und S4 verfügen auch P6 und S6 über jeweils zwei Solarzellenflächen, die identisch zu denen von P4 und S4 sind, sowie über einen Radiator zur Kühlung.

• Der größte Unterschied zwischen P6 und S6 besteht in ihren Startdaten: während P6 schon kurz nach dem Eintreffen der Expedition 1 im Jahr 2001 montiert wurde, startete S6 erst als letztes Elenment im Jahr 2009. Darüber hinaus würde P6 zunächst am Sockelmodul Z1 installiert und dann bei der Shuttlemission STS-120 schlielich an seinen Bestimmungsort an P5 befestigt, nachdem man bei den vorhergehenden Missionen, bei denen die Module S3/4/5 und P3/4/5 montiert wurden, die Solarzellenflächen von P6 wieder eingefahren hat, da sie sonst den anderen Modulen im Weg gewesen wären. Im Gegensatz dazu wurde S6 eben als letztes Element gleich an S5 montiert.

ESP
Das ITS verfügt über eine Reihe von Paletten, zum einem die EXPRESS-Lagerpaletten sowie die drei External Stowage Platforms (ESP). Die ESP sind eigentlich nichts anderes als Intergrated Cargo Carrier (ICC), also den Trägerpanele für kleinere Nutzlasten für die ISS in der Ladebucht des Space Shuttles. Gebaut von Astrotech Spacehab, eine Firma, die auch die Spacehab-Wohn-und Farschungsmodule der Space Shuttles gebaut haben.

• ESP-1 wurde am 8. März 2001 gestartet und einige Tage später am Destiny-Labormodul befestigt.

• ESP-2 wurde am 26. Juli 2005 gestartet und einige Tage später am Schleusenmodul Quest montiert. Es ist wesentlich größer als sein Bruder ESP-1.

• ESP-3 schließlich wurde am 8. August 2007 zusammen mit dem Gitterelement S5 zur ISS gestartet und am Gittermodul P3 befestigt.

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• Versorger ELC
• Modul Unity
• Modul Destiny
• Modul AMS
• Modul SSRMS/Canadarm 2

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