Quelle: TU Berlin 1. Dezember 2023.

Am Freitag, den 1. Dezember 2023 sind zwei Kleinstsatelliten der TU Berlin erfolgreich von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien mit einer Falcon 9 der Firma SpaceX in den Erdorbit gebracht worden. Das primäre Missionsziel sei eine Pionierleistung für die TU Berlin, wie Projektleiter Jens Freymuth erläutert: „NanoFF ist ein Akronym und steht für Nanosatelliten im Formationsflug. Wie der Name vermuten lässt, wollen wir mit zwei hochintegrierten kompakten CubeSats, standardisierte kleine Satelliten von etwa 20x10x10 Zentimetern, einen Formationsflug im Orbit realisieren. Beide werden im Erdorbit ausgeworfen, einer fliegt voran, und der andere wird den Satelliten quasi verfolgen und in ein Helix-Orbit, eine feste Formation mit diesem Satelliten, eingehen. So etwas haben wir noch nie gemacht, das ist ein absolutes Novum.“

Die beiden Satelliten sind die Nummer 28 und 29 in der über 30-jährigen Kleinsatellitenentwicklung der TU Berlin. Damit ist die TU Berlin weltweit führend in Bezug auf Anzahl der universitären Kleinsatelliten im Erdorbit.

Die bevorstehende Mission markiert mehrere bedeutende Fortschritte.

Aktives Antriebssystem:
Zum ersten Mal werden Satelliten der TU Berlin mit einem aktiven Antriebssystem ausgestattet sein. Dieses Heißwasser-Antriebssystem, frei von giftigen Substanzen, ermöglicht präzise Manöver beider Satelliten und stellt somit die Manövrierfähigkeiten im Orbit sicher.

Formationsflug:
Beide Satelliten können mithilfe des miniaturisierten Antriebssystems eine Formation einnehmen und im aktiven Formationsflug operieren, was innerhalb dieser Größenklasse von Kleinsatelliten eine Innovation in der Raumfahrttechnologie darstellt.

Kompakte Größe:
Mit einer Größe von nur circa 20x10x10 Zentimetern und einem Gewicht von etwa 3,2 Kilogramm pro Satelliten repräsentieren die beiden Nanosatelliten innovative Fortschritte in der Miniaturisierung von Satellitentechnologie. Durch das hochintegrierte und kompakte Design kann zukünftig der gleiche Funktionsumfang auf kleineren Satelliten umgesetzt werden. Durch die so eingesparten Kosten in der Entwicklung und beim Start, eröffnen sich neue Einsatzmöglichkeiten und Geschäftsfelder. So können beispielsweise auch kleinere Unternehmen und Startups kostengünstig Technologien im Erdorbit erproben und die Entwicklungszeiträume neuer Technologien verkürzt werden. Der angetriebene Formationsflug ermöglicht zudem Satellitenkonstellationen mit Kleinsatelliten, die zukünftig unter anderem Stereo-Bilder der Erde zur Bestimmung der Topografie oder Vermessung von Gebirgen und Gletschern liefern können. Solche Bilder sind wichtig zur Analyse der Folgen des Klimawandels. Des Weiteren können Satelliten im Formationsflug auch Signalquellen auf der Erde triangulieren, was für Anwendungen wie die Lokalisierung von Störquellen an entfernten Orten oder etwa die Ortung von Personen bei der Seenotrettung im Ozean hilfreich sein kann.

Nutzlastvolumen:
Im Vergleich zu anderen Kleinsatelliten verfügt der TUBiX-5 Satellitenbus der NanoFF Satelliten über eine besonders hohe Nutzlastkapazität im Vergleich zum Gesamtvolumen. Dadurch können in Bezug auf die Größe des Satelliten besonders viele wissenschaftliche Experimente untergebracht werden. Die NanoFF Satelliten tragen aktuell zur Technologiedemonstration als Nutzlast vier hochauflösende Kameras mit mehreren Spektralkanälen zur Erdbeobachtung, wie zum Beispiel die Analyse der Vegetation.

Erprobung neuer Technologien:
Die Satelliten sind zusätzlich mit entfaltbaren Solarpaneelen ausgestattet, um genügend Energie für verschiedene Experimente zur Verfügung zu stellen. Zur hochgenauen Bestimmung der Position im Erdorbit besitzen die Satelliten sowohl GNSS-Empfänger als auch Laser-Retroreflektoren, mit denen sie von der Erde aus geortet werden können. Zusätzlich werden drei neuartige, miniaturisierte Sternkameras erprobt, mit Hilfe derer die Lage des Satelliten im Weltraum anhand von Sternkatalogen präzise bestimmt werden kann.

Nachhaltige Raumfahrt:
Beide NanoFF Satelliten werden innerhalb von fünf Jahren nach Abschluss der wissenschaftlichen Mission wieder in die Erdatmosphäre eintreten und vollständig verglühen. Dieser Zeitraum liegt deutlich unter den aktuell anerkannten internationalen Richtlinien von 25 Jahren. Zusätzlich können Satelliten mit dem Antriebssystem ihren Orbit bei Bedarf anpassen, um Kollisionen zu vermeiden oder den Wiedereintritt zu beschleunigen. Die TU Berlin versucht damit, das Kollisionsrisiko zu vermeiden und Weltraummüll zu reduzieren. Ebenso können Kleinsatelliten mit Antriebssystem und Formationsflug- bzw. Rendezvousfähigkeiten zukünftig dabei helfen, Weltraummüll aktiv zu beseitigen oder defekte Raumfahrzeuge zu reparieren – ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Fachgebietes Raumfahrttechnik der TU Berlin.

Raketenstart mit Orbital-Transfervehikel:
Der Start erfolgte in Zusammenarbeit mit der Firma D-Orbit. Die Nanosatelliten befanden sich während des Raketenstarts nicht wie sonst üblich in einem Auswurfcontainer, sondern im separaten Raumfahrzeug ION, das sich von der Falcon-9 Rakete löst und im Anschluss bei Bedarf die Bahnparameter leicht anpassen kann, um die Satelliten der Kund*innen in einen spezifischen Orbit zu bringen. Die gestarteten Kleinsatelliten sind also nicht ausschließlich auf den Orbit der Hauptnutzlast angewiesen, sondern es können spezielle Anforderungen der Kund*innen umgesetzt werden. Im Rahmen der NanoFF Mission gelten zum Beispiel besondere Anforderungen in Bezug auf den Auswurfzeitpunkt, -ort und die Separationsparameter.

Wie geht es weiter?
Die Satelliten werden erst einige Tage nach dem Raketenstart vom Raumfahrzeug ION separiert. Unmittelbar nach Auswurf stellt das Projektteam mit den Bodenstationen in Berlin sowie in den Polarregionen den Funkkontakt her. In der sogenannte Routine-Phase wird das eigentliche Missionsziel, der Formationsflug, sowie die umfangreichen wissenschaftlichen Experimente mit den innovativen Nutzlasten des Satelliten im Orbit demonstriert. „Nach so langer Zeit der Entwicklung bin ich gespannt auf das erste Bild der Kameras aus dem Orbit“, so Sascha Kapitola, Nutzlast- und Betriebsingenieur, „und natürlich habe ich die Hoffnung, dass sich die beiden Satelliten gegenseitig fotografieren können.“ Die Betriebsphase und Umsetzung der Missionsziele des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts, an dem seit Projektbeginn 2018 bis zu 30 Wissenschaftler*innen beteiligt waren, soll bis mindestens September 2024 andauern. Im Anschluss werden die Satelliten unter anderem im Rahmen des studentischen Missionsbetriebs weitergenutzt.

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• CubeSats

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Quelle: IWF.

Graz, 23. Februar 2021 – Rund um den Globus gibt es etwa 40 aktive Laserstationen, die routinemäßig Entfernungen zu Satelliten messen und dabei Genauigkeiten im Millimeter-Bereich erzielen. „Während manche Stationen noch mit zehn Messungen pro Sekunde arbeiten, haben wir bereits 2004 als allererste Station mit 2000 Laserschüssen pro Sekunde begonnen“, blickt IWF-Gruppenleiter Georg Kirchner stolz zurück. Mittlerweile ist etwa die Hälfte aller Laserstationen weltweit dem Grazer Beispiel gefolgt.

Nun lässt die Grazer Laserstation mit einer weiteren signifikanten Steigerung aufhorchen: Mit einem Demo-Laser-System der deutschen Firma NeoLase wurden 2020 erstmals erfolgreich Messungen mit bis zu 1 MHz durchgeführt – sowohl bei Tag als auch bei Nacht. Die Resultate sind soeben in der Fachzeitschrift „Optics Letters“ erschienen. Bei Messungen zu Galileo-Satelliten wurden über 2000 Echos pro Sekunde erzielt – von 500 Laserpulsen kommt also im Schnitt nur ein einziges Echo zurück. „Trotzdem ist das eine mehr als zehnfache Steigerung gegenüber bisherigen 2-kHz-Messungen, bei Satelliten in niedrigeren Orbits betrug die Steigerung mehr als das Hundertfache“, freut sich IWF-Forscher Peiyuan Wang, Erstautor der Studie.

Der Vorteil der MHz-Messungen liegt aber nicht nur in der deutlich höheren Anzahl der Messungen, sondern ermöglicht auch das Erkennen einzelner Retro-Reflektoren auf den Satelliten – und dadurch insgesamt eine beachtliche Verbesserung der erzielbaren Genauigkeit.

Auf Grund dieser Testergebnisse haben sich die IWF-Forscher dazu entschlossen, ein solches MHz-Lasersystem Mitte 2021 am Lustbühel zu installieren. Damit wird die Grazer Station auch weiterhin ihrer weltweiten Vorreiterrolle auf diesem Gebiet gerecht.

Publikation
Peiyuan Wang, Michael A. Steindorfer, Franz Koidl, Georg Kirchner, Erich Leitgeb, Megahertz repetition rate satellite laser ranging demonstration at Graz observatory, Optics Letters, 46, 937-940, doi:10.1364/OL.418135, 2021

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• Planet Erde

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: beidou.gov.cn, CCTV, mod.gov.cn, Xinhua.

Der Start erfolgte um 21:11 Uhr MESZ von der Rampe LA-2 des Startgeländes Xichang (Xichang Satellite Launch Center, XSLC) in der Provinz Sichuan. Es handelte sich um einen Nachtstart, vor Ort war es zu diesem Zeitpunkt 4:11 Uhr Pekinger Zeit und der 30. März 2016 bereits angebrochen.

Transportiert wurde der Satellit von der dreistufigen Rakete des Typs Langer Marsch 3A (Chang Zheng-3A, CZ-3A) mit der Baunummer Y-26.

Die Rakete flog nach Angaben der staatlichen chinesischen Nachrichtenagentur Xinhua die 225. Weltraummission einer Rakete aus der Serie Langer Marsch, eine Zahl, die angesichts der Tatsache, dass in ihr mittlerweile immer mehr höchst unterschiedliche Träger zusammengefasst werden, ihre Aussagekraft verliert.

Das von der Rakete ins All gebrachte Raumfahrzeug wird entsprechend seiner Bezeichnung Beidou 2 IGS6 auf einer inklinierten geosynchronen Bahn um die Erde ziehen. Die Neigung des anvisierten annähernd kreisförmigen Arbeitsorbits beträgt rund 55 Grad, die durchschnittliche Flughöhe über der Erde 35.786 Kilometer.

Nach dem Start und dem Aussetzen wurde der neue Erdtrabant von der US-amerikanischen Weltraumüberwachung auf einer Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt von etwa 200 Kilometern über der Erde und einem erdfernsten Bahnpunkt mit rund 35.798 Kilometern über der Erde beobachtet. Die erforderliche Bahnanhebung muss ein an Bord des Satelliten befindlicher 490 Newton starker Apogäumsmotor bewerkstelligen.

Der Satellit basiert auf der chinesischen Raumfahrzeug-Plattform DFH-3, DFH steht dabei für „dong fang hong“, was „Der Osten ist rot“ bedeutet. Beidou 2 IGS6 besitzt eine Masse von rund 2.200 Kilogramm und soll eine Auslegungsbetriebsdauer von acht Jahren erreichen. Sein Hauptkörper hat Abmessungen von etwa 2,25 x 1,0 x 2,2 Meter.

Zur Ausstrahlung der Navigationssignale erhielt er eine phased-array-Antenne. Der genauen Bahnbestimmung dient ein am Satelliten angebrachter Laserreflektor. Die Navigationsnutzlast und die raumflugtechnischen Systeme werden von zwei Solarzellenauslegern mit elektrischer Energie versorgt.

Das chinesische Satellitennavigationssystem wird, wenn die aktuellen Planungen umgesetzt werden, in seiner endgültigen Ausbaustufe einmal aus 35 Satelliten bestehen. Vorgesehen ist, dass 27 Satelliten auf Umlaufbahnen in mittlerer Höhe (ca. 21.500 km) in drei Ebenen um die Erde kreisen, fünf Raumfahrzeuge sollen auf Positionen im Geostationären Orbit arbeiten und drei Trabanten will man regelmäßig auf inklinierten geosynchronen Bahnen einsetzen.

Im Jahr 2000 begann China mit dem Einsatz eigener Navigationssatelliten. Um dem Ziel der Unabhängigkeit vom US-amerikanischen GPS näher zu kommen, schickte man Ende 2000 zunächst zwei Satelliten zum Einsatz in einer Testkonstellation, Beidou genannt, ins All.

2003 und 2007 folgten zwei weitere Satelliten für das experimentelle System. Anschließend begann man mit dem Aufbau des aktuellen Betriebsnetzes, das auch Beidou 2 genannt wird. Eine weltweite Abdeckung mit chinesischen Navigationssatelliten soll nach dem derzeitigem Planungsstand im Jahre 2020 erreicht sein.

Beidou 2 IGS6 alias Beidou 22 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.434 und als COSPAR-Objekt 2016-21A. Die Oberstufe der Trägerrakete ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.435 und als COSPAR-Objekt 2016-21B.

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• Chinesisches Navigationssystem Kompass (Beidou)
• Chinesische Trägerstarts

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Ein Beitrag von Viktoria Schöneich. Quelle: FH Aachen, TU Berlin, TU Dresden, TU München, Uni Stuttgart, Uni Würzburg

CubeSats bieten viele Vorteile: Sie sind preiswert, verhältnismäßig wenig komplex und können durch ihre geringe Größe und ihr geringes Gewicht einfacher und günstiger in den Erdorbit transportiert werden. Raumfahrt ist durch sie auch für Universitäten und Institute erschwinglich, die neue und revolutionäre Techniken im Weltall erproben möchten. Auch in Deutschland wird nun an vielen Standorten die Chance genutzt, die die kleinen Satelliten bieten. Nicht nur lassen sich hardwareseitig preiswerte Missionen realisieren, die Universitäten haben auch die Möglichkeit, Studenten an ihren Projekten mitwirken zu lassen. Dies sorgt für verringerte Personalkosten seitens der Institute und einen wichtigen Wissenstransfer und Praxiserfahrung für die Raumfahrtingenieure von morgen. Im Folgenden sollen ein paar Missionen vorgestellt werden, die momentan an deutschen Instituten entwickelt werden.

Aachen
An der Fachhochschule Aachen wird momentan COMPASS-2 entwickelt. Er soll bereits in diesem Jahr im Rahmen der Mission QB50 fliegen, in der 50 CubeSats in den niedrigen Erdorbit ausgesetzt werden sollen. Er hat eine Größe von 10x10x34,5 cm³ und ist damit ein 3U CubeSat. Eine Unit sind 10x10x10 cm³, die 4,5 cm zusätzlich erklären sich durch den CubeSat-Standard, nach dem die Würfel 11,35 cm entlang der Z-Achse messen dürfen.
COMPASS-2 ist wie folgt aufgebaut: In der Mitte befindet sich ein Service-Modul, in dem sich die Subsysteme befinden, die den Satelliten gewissermaßen am Leben erhalten. Hierzu zählen beispielsweise On-Board-Rechner und Kommunikationseinheit. Diese Einheit soll als universelles Servicemodul ausgelegt werden, sodass in Zukunft die zwei peripheren Module mit beliebiger Nutzlast gefüllt sein können. In einem der Nutzlast-Einheiten befindet sich ein Dragsail: eine Folie, die zum Lebensende des Satelliten entfaltet werden soll und den Widerstand in der Restatmosphäre erhöht. Das Dragsail sorgt dafür, dass der CubeSat schneller wieder in die Atmosphäre eintritt und nicht als Weltraumschrott zurück bleibt, wie es bei einem Großteil der CubeSats momentan der Fall ist. Im zweiten Nuzlastmodul sollen entfaltbare Dünnfilmsolarzellen untergebracht sein, die im Weltraum getestet werden sollen.

Berlin
Die TU Berlin wartet gleich mit mehreren Projekten im Bereich der Nanosatelliten auf. Nicht nur wird Hardware für diese verhältnismäßig neue Satellitenklasse entwickelt, es wird auch an CubeSat-Missionen gearbeitet, die diese Hardware erproben sollen. Zur Zeit werden 3 Projekte bearbeitet.
BEESAT-4 soll an die Vorgängermissionen BEESAT 1-3 anknüpfen, die bereits erfolgreich ins All gebracht wurden. Von ihnen erbt BEESAT-4 die Kamera und den Satellitenbus in teilweise modifizierter Form. Im Laufe dieser Mission soll ein System im Orbit qualifiziert werden, mit dem eine genauere Orbit- und Positionsbestimmung möglich sein wird. Alle Satelliten der Baureihe haben eine Größe von 1U.
TechnoSat ist als Vorgängermission für TUBIN konzipiert. Es soll hier kritische Hardware erprobt werden, die während der TUBIN-Mission zum Einsatz kommen wird, namentlich Sensoren und Aktuatoren zur Lageregelung, eine Kamera und ein S-Band-Sender. Außerdem sind Laser-Retroreflektoren angebracht. TUBIN selbst soll schließlich eine Nutzlast für thermales Infrarot testen, die für Fernerkundungsaufgaben vorgesehen ist. Beide Missionen haben den gleichen Satellitenbus, der im Rahmen der Missionen ausgiebig getestet werden soll.

Dresden

An der TU Dresden wird momentan am Projekt SOMP2 gearbeitet. Fast alle Komponenten des 2U-Nanosatelliten werden vollständig neu entwickelt. Dies geschieht mit dem Ziel, einen Satellitenbus zu entwerfen, der bei kommenden Missionen gleichbleibend bei wechselnden Nutzlasten eingesetzt werden kann.
Auf SOMP2 soll ein Sensor zur Vermessung des atomaren Sauerstoffes in der Atmosphäre zum Einsatz kommen und Daten zur Validierung von Atmosphärenmodellen sammeln. Ein Vorgänger dieses Sensors ist bereits auf der Internationalen Raumstation zum Einsatz gekommen, nun soll die miniaturisierte Variante auch auf CubeSats fliegen. Weiterhin soll die Veränderung von Carbon-Nanoröhrchen unter Weltraumbedingungen gemessen werden. Dieses Material ist unter anderem als Kandidat für einen Weltraumfahrstuhl und Tether-Anwendungen im Gespräch, eine Untersuchung könnte also zukünftigen, unkonventionellen Raumfahrtkonzepten wertvolle Informationen liefern. Weiterhin soll ein neues Konzept zur Energiegewinnung erprobt werden. Das Temperaturgefälle innerhalb des Satelliten soll zur Stromversorgung genutzt werden; die gewonnene Leistung soll ausreichen, um Houskeeping-Aufgaben zu erfüllen.
Als Teil von QB50 soll der Satellit bereits im August 2016 fertig gestellt werden und von der Internationalen Raumstation gestartet werden. Die ISS verfügt dafür über so genannte NanoRacks, mit denen auch in der Vergangenheit bereits viele Satelliten gestartet wurden.

München
Der 2U-CubeSat MOVE-II wird vor allem von Studierenden entwickelt, die seitens der Technischen Universität München Unterstützung erhalten. Die Konfiguration beinhaltet einen 1U-Satellitenbus, der die Servicesysteme enthält. Die zweite Unit wird von der Hauptnutzlast ausgefüllt. Hierbei handelt es sich um einen Detektor, der niederenergetische Antiprotonen messen und das Verständnis über die Strahlungsgürtel der Erde verbessern soll. Da der vorgesehene Orbit sich unterhalb der zu untersuchenden Strahlungsgürtel befindet, können die Messungen nur in der Region der südatlantischen Anomalie durchgeführt werden. Hier ist das Magnetfeld der Erde geschwächt und somit eine Messung möglich. Durch die anspruchsvolle Nutzlast müssen viele Systeme der Vorgängermission MOVE weiterentwickelt werden. Die Erprobung eines leistungsfähigen On-Board Computers und eines neuen Solarpaneel-Entfaltungsmechanismus unter Weltraumbedingungen ist deswegen ein Sekundärziel, das im Rahmen der Mission erreicht werden soll.
Auch bei MOVE-II soll der Satellitenbus so flexibel angelegt werden, dass bei Nachfolgemissionen eine beliebige Nutzlast im zweiten Segment mitgeführt werden kann. Das Projekt, das sich momentan in Phase B befindet und somit gerade die vorläufige Designphase durchläuft, soll 2017-2018 starten.

Stuttgart

In Stuttgart wird, ähnlich wie in München, die Gestaltung des Projekts CAPE vor allem von Studierenden übernommen. CAPE besteht aus einem Servicemodul, das unter anderem ein elektrisches Triebwerk beherbergt, das sich momentan noch in Entwicklung befindet. Es ist dafür ausgelegt, eine beliebige Nutzlast von 1U Größe, also auch andere CubeSats, auf einen höheren oder niedrigeren Orbit zu bringen.
Hauptnutzlast des Service-Moduls während der CAPE-Mission wird die bis dato kleinste Wiedereintrittskapsel der Welt, MIRKA2 sein. Sie weist einen Durchmesser von maximal 10 cm auf. Die geringe Größe stellt besondere Anforderungen an die Elektronik und Energieversorgung, die im Inneren der Kapsel Platz finden müssen. Neben der Demonstration, dass eine Wiedereintrittskapsel in dieser Größe möglich ist, soll ein neues Hitzeschutzmaterial getestet werden. Hierfür soll mit Hilfe des Service-Moduls der Orbit soweit abgesenkt werden, bis die Höhe ausreichend gering ist, um den Wiedereintritt einzuleiten. Ihre erste Feuertaufe wird die Kapsel im Rahmen der Höhenforschungsraketenkampagne REXUS in diesem Frühjahr haben: Hier soll bei einem Fall aus etwa 80 km Höhe die Elektronik und Kommunikation einem ersten realen Test unterzogen werden.

Würzburg
An der Universität Würzburg ist der Schwerpunkt von Neuerungen im Nanosatellitensegment vor allem softwareseitig. Die SONATE-Mission, zu der nun die Planungen begonnen haben, hat das ambitionierte Ziel, eine autonome Zielplanung zu erproben. Konkret bedeutet dies, dass der Satellit bei einer Beobachtung selbstständig entscheidet, ob das Ereignis wichtig genug für weitere Beobachtungen ist oder ob eine einfache Auswertung genügt. Dies hat zum Ziel, seltene Ereignisse besser erforschen zu können und beispielsweise bei interplanetaren Missionen eine größere Autonomie zu ermöglichen. Auch ein neues Diagnosesystem, das eine automatische Fehlerbehebung ohne notwendigen Eingriff von der Erde verspricht, soll auf SONATE geflogen werden.
Ein Weiteres Projekt, NACOMI, beschäftigt sich mit der Kommunikation von Nanosatelliten bei interplanetaren Flügen. Zwar fehlt noch ein Satellit, bei dem das System NACOMI schließlich mitfliegen kann, allerdings ist bis zur Fertigstellung eines Prototyps im Jahr 2018 auch noch etwas Zeit.

Zusammenfassend kann man sagen, dass auch am Standort Deutschland im Bereich der Kleinstsatelliten neue Technologien und Ideen ihren Eingang finden. Auch wenn die ambitionierten interplanetaren Missionen der NASA zunächst größer erscheinen mögen, werden auch an deutschen Institutionen konkrete Probleme gelöst, die die Entwicklung von Nanosatelliten als zukunftsträchtige Plattform voran bringen. Eine Investition in die Zukunft sind die Projekte, die maßgeblich von Studierenden mitgestaltet werden, in jedem Fall.

Redaktioneller Hinweis: Die Autorin ist am Projekt CAPE als Systemingenieurin für das Servicemodul beteiligt.

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• CubeSats – Erschwingliche Satelliten (?)

Der Beitrag CubeSat-Aktivitäten in Deutschland erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Reschetnjow Informational Satellite Systems, Raumfahrer.net.

Reschetnjow hatte am 7. Dezember 2012 von dem Auftrag berichtet. Der neue Satellit soll Daten zur Überarbeitung eines geodätischen Koordinatensystems liefern, die Drift der Kontinentalplatten beobachten sowie den Tidenhub und andere weltweite natürliche Phänomene untersuchen.

Wie bei bereits gebauten Satelliten des gleichen Typs wird auch das neue Raumfahrzeug wieder einen Radiohöhenmesser von Thales Alenia Space erhalten. Das SADKO-3 genannte Instrument bezeichnet Reschetnjow als Hauptinstrument des neuen Satelliten.

Die Vorgängersatelliten verfügen neben dem Radiohöhenmesser über ein Dopplersystem, einen Entfernungsmesser, einen optischer Reflektor für Laserlicht und ein System zur Bereitstellung einer synchronisierten Zeitbasis, sowie Empfänger für Navigationssignale der Systeme GloNaSS (Russland) und GPS (USA).

1982 hatte die Sowjetunion mit dem Aufbau eines militärischen geodätischen Systems begonnen. 1994 wurde der zunächst letzte Erdvermessungssatellit gestartet und ab 1999 blieben Aktualisierungen der Daten des geodätischen Systems aus.

GEO-IK-2 Nr. 11 sollte ab 2011 als erster eines neuen Satellitenpaares frische Messdaten sammeln, um Russlands militärisches geodätisches System auf einen aktuellen Stand zu bringen. Der etwa 1,4 Tonnen schwere Satellit gelangte nach seinem Start am 1. Februar 2011 wegen eines Fehlers in der Raketenoberstufe vom Typ Breeze-KM nicht auf die vorgesehene Umlaufbahn, weshalb er seinen Aufgaben nicht nachkommen konnte.

Reschetnjow hat nach eigenen Angaben einen bereits fertiggestellten Satelliten vom Typ GEO-IK-2 eingelagert. Der aktuell zusätzlich beauftragte Satellit soll laut Reschetnjow im Jahr 2015 von Plesetsk aus in den Weltraum transportiert werden. Wann der Start des eingelagerten Raumfahrzeugs zur Sammlung neuer Daten für Russlands militärisches geodätisches System aus rund 1.000 Kilometern über der Erde stattfinden werde, teilte Reschetnjow in der Meldung vom 7. Dezember 2012 nicht mit.

Der Beitrag Reschetnjow baut weiteren GEO-IK-2 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: RIAN, Raumcon, Skyrocket.

Am 1. Februar startete gegen 15:00 Uhr MEZ der russische Geodäsiesatellit Geo-IK 2 an der Spitze einer Rokot-Trägerrakete mit Bris-KM-Oberstufe vom Kosmodrom Plesezk aus ins All. Nach einem scheinbar erfolgreichen Aufstieg konnte man zunächst keinen Kontakt mit dem Satelliten aufnehmen. Ursache war: man suchte an der falschen Stelle.
Statt auf einer Kreisbahn in etwa 1.000 Kilometern Höhe umläuft Geo-IK 2 die Erde zwischen 320 und 1.052 Kilometern bei 99,46 Grad Bahnneigung. Da die Oberstufe bereits abgeworfen ist, besteht auch keine Chance mehr, die geplante Bahn zu erreichen.

Als Ursache wird aus Kreisen der Industrie entweder ein Fehler in der Flugsteuerung oder der Kreiselplattform der Oberstufe vermutet. Dies könnte möglicherweise weiterreichende Konsequenzen haben. So könnten bis zur endgültigen Klärung der Fehlerursache alle Flüge mit Bris-KM-Oberstufe verschoben werden.

Der von ISS Reschetnjow gebaute, etwa 1,4 Tonnen schwere Satellit verfügt über einen Radarhöhenmesser, mehrere Laserreflektoren zur Bahnvermessung sowie Empfänger für Navigationssignale der Systeme GloNaSS (Russland) und GPS (USA).

Raumcon:

• Geo-IK (Geodäsie) auf Rockot von Plesezk

Der Beitrag Geo-IK 2 in Schwierigkeiten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: Spacedaily.com.

Ein Beispiel ist der Laser-Reflektor der auf dem letzten Flug der Shenzhou mitgenommen wurde. Das ist eine Anordnung optischer Prismen, die reflektiertes Licht genau dorthin lenken wo es herkam.

Richten Sie einen Laserstrahl auf den Reflektor, egal in welchem Winkel Sie ihn halten, er kommt direkt zu Ihnen zurück. Laser-Reflektoren sind schon auf verschiedenen Satelliten geflogen und werden zur Kartierung tektonischer Verschiebungen eingesetzt. Einige wurden von den Apollo-Astronauten auf dem Mond aufgebaut.
Laser-Reflektoren sind Experimente, die sich mit einfachen Mitteln in Raumschiffe und Satelliten integrieren lassen. Sie sind billig (zumindest verglichen mit anderen weltraumtauglichen Instrumenten) und brauchen keine besonderen Stromversorgungen oder Datenverbindungen.

Sie sind klein, leicht und ungefährlich. Als passives Instrument haben sie außerdem das Potential, komplexere Geräte zu überdauern. Die Laser-Reflektoren der Apollo-Ära werden immer noch regelmäßig verwendet, während alle anderen Instrumente auf dem Mond längst ausgefallen sind.
Aber was soll so ein Reflektor an Bord einer Shenzhou? Der Hauptgrund scheint die Positionsbestimmung des Raumschiffs zu sein und weniger die Erdbeobachtung.
Der chinesische Laser-Reflektor wurde von Wissenschaftlern des Shanghai Astronomical Observatory entwickelt, eine passende Institution für die Produktion optischer Instrumente. Laser des Observatoriums und anderer Einrichtungen des Landes wurden auch verwendet, um den Reflektor anzupeilen. Wissenschaftler behaupten sie hätten den Abstand zwischen Shenzhou und Erdboden mit der Genauigkeit von einem Zentimeter gemessen.

Die Internetseite des Schanghaier Observatoriums berichtet, dass der Reflektor erstmals mit Shenzhou 4 geflogen ist, es wird aber nicht erwähnt, ob es auch beim bemannten Flug der Shenzhou 5 eingebaut war. Es ist möglich, dass die chinesischen Missionsplaner das Instrument aus nachfolgenden Missionen gestrichen haben, aber das scheint wenig sinnvoll. Wenn es so billig, leicht und einfach mitzunehmen ist, warum sollte es dann zurückbleiben?

Vielleicht war der Reflektor auch an Bord von Shenzhou 5 und die Administratoren der Internetseite haben schlicht vergessen, die Information hinzuzufügen. Laut staatlicher chinesischer Medien hat der Reflektor einen Durchmesser von 20 Zentimetern und wiegt weniger als ein Kilogramm. Das wäre eine minimale Last für ein großes bemanntes Raumschiff.

In jedem Fall gibt es eine einfache Möglichkeit, herauszufinden, ob es an Bord der nächsten Shenzhou-Mission mitgeführt wird. Observatorien weltweit sind mit Lasern ausgerüstet, und jedes von ihnen könnte während der nächsten Mission mit ihnen auf das Raumschiff zielen. Wird der Laser reflektiert, ist der Reflektor wahrscheinlich an Bord.
Anders als bei der Störung von Radiotelemetriedaten besteht keine Gefahr bei der inoffiziellen Verwendung eines Laser-Reflektors. China hat andererseits auch kaum eine Möglichkeit, es zu verhindern.

Es wird reichlich Zeit geben, um die Beobachtungen durchzuführen. Nach Informationen des Observatoriums in Schanghai war der Reflektor der Shenzhou 4-Mission auf dem Orbitalmodul befestigt, das nach der Rückkehr der Landekapsel noch Monate in einer Umlaufbahn blieb.
Sollte der Reflektor mitgeführt werden, dann wahrscheinlich wieder auf diesem Bauteil. Das würde eine maximale Nutzung des Instrumentes ermöglichen und auch sehr genaue Messungen der Veränderungen des Orbits erlauben. Solche Messungen könnten bei der Navigation des Raumschiffs helfen und auch Aussagen über die Dichte der Äußeren Erdatmosphäre machen.

In wenigen Monaten wissen wir mehr, vorausgesetzt ein unternehmungslustiger Astronom hat diesen Artikel gelesen und richtet einen Laser auf Shenzhou 6.

Der Beitrag Shenzhou-Reflexionen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.