Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Geplant ist der Start aller acht Satelliten an Bord einer einzigen Pegasus-XL-Rakete derzeit für Oktober 2016. Die geflügelte Rakete wird dabei nicht selbständig vom Boden abheben, sondern von einem dreistrahligen Stargazer genannten Trägerflugzeug vom Typ Lockheed L-1011 Tristar zur Startposition für den Luftstart gebracht.
Für den Start will die NASA einen Festpreis von rund 55 Millionen US-Dollar zahlen. Neben dem eigentlichen Start deckt die genannte Summe auch Arbeiten wie die Vorbereitung der Nutzlast, ihre Integration auf der Rakete, Bahnverfolgung sowie Telemetriedatenempfang und -Verarbeitung im Zusammenhang mit dem Start ab.

Die CYGNSS-Satelliten mit einer Masse von voraussichtlich jeweils 18 Kilogramm sind dazu gedacht, mit als Delay Doppler Mapping Instrument (DDMI) bezeichneten Geräten von einer rund 35 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn in rund 500 Kilometern über der Erde aus Windgeschwindigkeiten in Wirbelstürmen an der Wasseroberfläche zu messen. Die Messungen sollen über die gesamte Lebensdauer eines Sturmes möglich sein, die gewonnenen Daten zur Verbesserungen bei der Wettervorhersage führen.

Für die Vorhersage von Entwicklung und Weg tropischer Wirbelstürme erhofft man sich fundamentale Fortschritte. Um dieses Ziel zu erreichen, will man insbesondere die Interaktion zwischen Luft und Wasserflächen in der Nähe der Zentren von Wirbelstürmen untersuchen. Sie spielt bei der Bildung und Intensivierung von Hurrikans eine zentrale Rolle.

Die Region zwischen der Wand des Auges eines Sturms und es umgebenden intensiven Regenbändern hält man für besonders interessant. Bisher war es nicht möglich, sie vom Weltraum aus zu untersuchen.

Für übliche bisher eingesetzte Erdbeobachtungssatelliten sind große Teile der Wasseroberfläche im Zentrum eines aktiven Wirbelsturms wegen seiner Zonen mit heftigen Niederschlägen nicht sichtbar. Das kontinuierliche Verfolgen der dynamischen Prozesse in Wirbelstürmen bei deren Entstehung und Intensivierung ist üblichen Wettersatelliten mit weit-winkliger Instrumentenausstattung auf polaren Umlaufbahnen nicht möglich.

Das unter der Ägide der Universität Michigan entwickelte Missionskonzept sieht vor, entsprechend seiner Namensgebung Cyclone Global Navigation Satellite System von der Meeresoberfläche reflektierte Strahlung zu nutzen, die ihre Quelle in Signalen der US-amerikanischen Navigationssatelliten des Satellitennavigationssystem GPS hat. Die CYGNSS-Satelliten werden in der Lage sein, sowohl von der Oberfläche reflektierte als auch von GPS-Satelliten direkt ausgestrahlte Signale zu erfassen.

Die direkt von den GPS-Satelliten auf höheren Umlaufbahnen empfangenen Signale will man zur exakten Positionsbestimmung der CYGNSS-Satelliten verwenden. Die von Wasserflächen reflektierten Signale geben Auskunft über die Rauheit der Wasseroberfläche, aus der sich die lokale Windgeschwindigkeit ableiten lässt.

Surrey Satellite Technology, Colorado, Tochter des Satellitenbauers Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) aus Großbritannien wird die erforderlichen GPS-Empfänger liefern. SSTL ist Hersteller des Kleinsatelliten UK-DMC 1 alias BNSCSat 1, mit dessen Hilfe unter anderem das für die CYGNSS-Satelliten vorgesehene Messverfahren evaluiert worden ist.

Jeder der acht Satelliten, die das Southwest Research Institute aus Texas baut, soll vier Reflektionszonen gleichzeitig beobachten können. Alle Satelliten zusammen werden daher laut Plan 32 Windgeschwindigkeitsmessungen aus Gebieten rund um die Erde gleichzeitig liefern können, und das, wenn alles funktioniert wie vorgesehen, pro Sekunde.

CYGNSS ist das erste weltraumgestütze Projekt, das im Rahmen eines Earth Venture genannten NASA-Programms für zügig zu entwickelnde, kostengünstig umzusetzende erdwissenschaftliche Missionen realisiert wird.

Das NASA-Forschungszentrum Langley in Hampton im US-amerikanischen Bundesstaat Virginia managt das Projekt, um die Organisation des Starts kümmert sich das Kennedy Raumflugzentrum in Florida.

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

IRIS wurde von der NASA in Kooperation mit dem amerikanischen Unternehmen Lockheed Martin realisiert und mit Hilfe eines Pegasus-XL-Launchers der Orbital Sciences Corporation gestartet. In den frühen Morgenstunden europäischer Zeit wurde die Rakete von ihrem Trägerflugzeug knapp zwölf Kilometer über dem kalifornischen Pazifik abgeworfen und erreichte mit Zündung des eigenen Motors wenig später den vorgesehenen sonnensynchronen Orbit für ihre Nutzlast. Abgehoben hatte die Lockheed L-1011 „Stargazer“ der Orbital zu dieser Startkampagne von der Vandenberg Air Force Base an der nahegelegenen US-Westküste. Das Teleskop selbst gehört zum Small Explorer Programm (SMEX) der NASA, dessen Ziel die Durchführung preisgünstiger Wissenschaftsmissionen zur Erforschung unseres Sonnensystems und des Tiefenraums ist. Erst im Juni vergangenen Jahres war mit dem Röntgen-Teleskop NuSTAR ein weiterer SMEX-Satellit von einer Pegasus XL in die Umlaufbahn befördert worden.

Das UV-Spektrometer von IRIS soll nach seiner Inbetriebnahme, in voraussichtlich etwa zwei Monaten, nach der technischen Überprüfung und Kalibrierung seiner Komponenten, als Ergänzung zu den bestehenden Weltraumteleskopen Solar Dynamics Observatory (SDO) und Hinode der USA und Japans fungieren. Von ihnen hebt sich das neue Teleskop vor allem durch den eng fokussierten Beobachtungsausschnitt seines Primärinstruments ab. Während etwa das SDO die solare Aktivität makroskopisch erfasst, wird IRIS Phänomene von nur rund 250 Kilometern Durchmesser in der Atmosphäre unseres Zentralgestirns auflösen können. Auch der Untersuchungsgegenstand unterscheidet sich: während andere Sonnenbeobachtungs-Missionen vor allem deren Oberfläche oder die äußere Korona ins Visier nehmen, ist IRIS auf die dazwischen liegende Chromosphäre, Quelle der solaren UV-Strahlung, und die sogenannte Übergangsregion zur Korona spezialisiert.

In diesen mittleren Schichten der Sonnenatmosphäre, so glauben Forscher, liegt der Schlüssel zum Verständnis der zentralen Vorgänge beim Transfer von Energie und Plasma von der Sternoberfläche nach außen. Die Chromosphäre ist dabei, im Vergleich zur Korona, noch relativ dicht, energiereich und beherbergt aller Wahrscheinlichkeit nach die maßgeblichen thermischen und magnetischen Prozesse für die Entstehung des Sonnenwindes und koronaler Massenauswürfe. Ihre Auswirkungen spüren wir von Zeit zu Zeit noch auf der Erde, etwa in Form von Wettereinflüssen oder der Gefährdung von empfindlichen elektronischen Instrumenten wie Satelliten im Erdorbit. IRIS wird nun in der Lage sein, eng begrenzte Ausschnitte der Chromosphäre in ihrem vollen thermischen Spektrum im Zeitverlauf zu beobachten und daraus entsprechende neue Schlüsse zu erlauben.

Eine konkrete Frage, die in diesem Kontext nach Antworten verlangt, ist jene nach der extrem hohen Temperatur der Korona: während die Sonnenoberfläche nur rund 6.000 Kelvin heiß ist, steigt die Temperatur des Atmosphärenmaterials bis zu den äußeren, dünnen Schichten auf mehrere Millionen Kelvin an. Eine befriedigende Erklärung für dieses schon lange bekannte Phänomen besteht bisher nicht und könnte womöglich aus den Daten von IRIS gewonnen werden.

Bahndaten des IRIS: 669,98 km (Apogäum) X 622,96 km (Perigäum) / 97,899° (Bahnneigung)

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• IRIS auf Pegasus-XL
• NuSTAR auf Pegasus XL
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Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: NASA.

Neun Tage nach dem Start wurde dem Weltraumteleskop der Befehl gegeben, seinen 10 Meter langen Mast zu entfalten, welcher aus Platzgründen während des Starts zusammengefaltet in einem Kanister verstaut war. Dazu entfalteten sich nacheinander die 56 würfelförmigen Gitterstrukturen, aus denen der Mast besteht, wofür etwa 26 Minuten benötigt wurden.

Nach dem erfolgreichen Entfalten werden nun noch kleinere Arbeiten am Teleskop ausgeführt, unter anderem wird die Ausrichtung des Mastes genauestens eingestellt. Am Dienstag dann sollen die ersten Aufnahmen angefertigt werden, mit denen die Instrumente kalibriert werden sollen.

Der Grund, warum ein so langer Mast benötigt wird, liegt in den Eigenschaften der Röntgenstrahlen: In fast allen Fällen werden sie absorbiert oder durchdringen das Material, auf welches sie treffen. Damit die Strahlen von einem Spiegel reflektiert werden und auf die Detektoren fokussiert werden können, müssen sie in einem extrem flachen Winkel auf eben diesen Spiegel treffen. Dies wird durch eine räumliche Trennung von Spiegel und Detektor erreicht.

NuSTAR steht für Nuclear Spectroscopic Telescope Array und hat die Aufgabe, verschiedene Röntgenquellen im Universum zu untersuchen, unter Anderem Schwarte Löcher und aktive Galaxien.

Das Röntgenteleskop war am 13. Juni an Bord von einer Pegasus-XL-Rakete gestartet worden, welche mit Hilfe des Transportflugzeugs L-1011 „Stargazer“ in die Luft gebracht worden war. Seitdem befindet sich NuSTAR auf einem etwa kreisförmigen Orbit mit einer Höhe von 600 km sowie einer Bahnneigung von 6°.

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• NuSTAR auf Pegasus XL

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA.

Hier soll NuSTAR kosmische Röntgenquellen genauer unter die Lupe nehmen. Diese besteht aus einer ungewöhnlichen Anordnung mehrfach beschichteter gebogener und ineinander gestapelter Glasflächen. Dies liegt daran, dass harte Röntgenstrahlen nicht mehr wie gewohnt an Oberflächen sondern eher an atomaren Schichten „reflektiert“ werden. Ein Trick, der doch eine ordentliche Reflexion erlaubt, ist der Einfall der Strahlung fast parallel zur Oberfläche des „Spiegels“. Dabei tritt bei bestimmten Materialien Totalreflexion auf. Mehrere ineinander verschachtelte Spiegel mit speziellen Beschichtungen ermöglichen dann auch die Bündelung der einfallenden Strahlung auf einen Brennpunkt.

Im Falle NuSTAR werden die Strahlen allerdings auf zwei Detektoren gelenkt, womit die Räumliche Auflösung des Systems verbessert wird. Die Detektoren sind mit den lichtempfindlichen Chips in Digitalkameras vergleichbar, müssen allerdings nicht Licht sondern Röntgenstrahlung in elektrische Impulse verwandeln. Dazu verwendet man Cadmiumzinktellurid. Dies ermöglicht obendrein eine gute spektrale Auflösung im Energiebereich von 8 bis 80 keV (Kilo-Elektronenvolt), also bei harter Röntgenstrahlung. Diese wird von der Erdatmosphäre absorbiert und kann daher auf der Erdoberfläche nicht gemessen werden. Komponenten für NuSTAR wurden daher teilweise im All bzw. bei Balloneinsätzen erprobt.

Untersuchungsziele sind alle kosmischen Objekte, die Röntgenstrahlung hoher Energie aussenden. Dazu gehören Sterne, Schwarze Löcher, Quasare und Gasnebel. Insbesondere in der Umgebung Schwarzer Löcher werden Gase so stark beschleunigt, dass sie harte Röntgenstrahlung aussenden. Aber auch Jets, die in der Umgebung Schwarzer Löcher entstehen, rufen in umgebenden Gaswolken Röntgenstrahlung hervor. NuSATR besitzt konstruktionsbedingt ein relativ großes Sichtfeld und wird daher in der für mindestens 2 Jahre angesetzten Einsatzzeit den gesamten Himmel durchmustern können. Durch die Verwendung zweier parallel angeordneter Detektoren werden aber auch Empfindlichkeit und Auflösungsvermögen um ein Vielfaches besser sein als bei früheren Röntgenteleskopen im All.

Obendrein ist das Teleskop mit 360 kg ein ausgesprochenes Leichtgewicht. Es basiert auf dem LeoStar-2-Bus der Orbital Sciences Corporation, die auch die Pegasus-XL-Startrakete stellte. Diese wurde gegen 18 Uhr vom Rumpf des Trägerflugzeugs, einer modifizierten Tristar L 1011, gelöst. Kurz darauf brachte die dreistufige Rakete den Satelliten innerhalb von 15 Minuten in einen niedrigen Erdorbit in etwa 525 km Höhe bei einer Bahnneigung von 6 Grad. Das Projekt war bereits 2003 vorgeschlagen und 2006 angenommen worden. Nach einem etwa einjährigen Stopp nahm die NASA NuSTAR 2007 wieder ins Programm auf, so dass es nun gestartet werden konnte. Die Vorbereitungen zum Start begannen im November 2011 mit dem Eintreffen der Teile des Trägers. Die Nutzlast kam am 29. Januar in Vandenberg an und wurde nach abschließenden Tests Ende Februar mit dem Träger verbunden.

Etwa eine Woche nach dem erfolgreichen Start und der Entfaltung des Solarzellenpaneels soll ein 10 Meter langer Gittermast ausgefahren werden und die Optik in die richtige Entfernung zu den Detektoren bringen. NuSTAR gehört zum Small Explorer Program der NASA und wird daher auch als SMEX 11 bezeichnet.

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• NuSTAR auf Pegasus XL

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Erstellt von Simon Plasger. Quelle: OSC.

Entwicklung
Die Pegasus-Rakete wurde von der Orbital Science Corporation entwickelt, um die Scout im Bereich der leichten Nutzlasten abzulösen. Der Erstflug fand 1990 statt.

Technik
Beschrieben wird die aktuelle Version Pegasus XL

Die Pegasus wird unterhalb eines Trägerflugzeuges (Lockheed L-1011) auf Abwurfposition gebracht. Wo diese sich befindet, hängt vom gewünschten Orbit ab. Nachdem die Rakete abgeworfen wurde, befindet sich diese für fünf Sekunden im freien Fall. Danach zündet die erste Stufe, ein Feststoffmotor vom Typ „Orion 50S XL“. In der ersten Flugphase gleicht die Pegasus mehr einem raketenbetriebenen Flugzeug als einer richtigen Rakete. Die Lageregelung wird dabei von den aerodynamischen Steuerflächen übernommen.

Nachdem Stufe eins nach ca. 70 Sekunden ausgebrannt ist, wird diese abgesprengt und fliegt die Rakete für ca. 20 Sekunden ballistisch. Danach zündet die zweite Triebwerkseinheit, ebenfalls ein Feststoffmotor (Typ: Orion 50 XL). Im Verlauf dieser Brennphase wird auch die Nutzlastverkleidung abgeworfen. Dazu werden pyrotechnisch die beiden Halbschalen getrennt und mit kleinen Gasdüsen auseinandergestoßen.

Ca. 170 Sekunden nach dem Start ist auch die zweite Stufe ausgebrannt. Jedoch wird diese nicht abgetrennt, sondern bleibt vorerst mit der restlichen Konfiguration verbunden. Diese fliegt nun für einige Zeit eine ballistische Bahn. Erst wenn die gewünschte Orbithöhe erreicht ist, wird die zweite Stufe separiert und der dritte Feststoffmotor (Orion 38) zündet. Nach 70 Sekunden schließlich ist auch dieser ausgebrannt.

Oberhalb der drei Raketenmotoren befindet sich die Avionik-Sektion. Hier befinden sich der Flugcomputer und andere Steuereinheiten. Darüber schließlich ist das Payload Interface System platziert, welches die Aufgabe hat, Daten der Nutzlast zu übermitteln und diese schließlich abzutrennen.

Flüge
Bis jetzt führte die Pegasus 43 Starts in allen Versionen durch. Davon waren 37 erfolgreich, es gab 3 Teilerfolge und 3 totale Fehlschläge.

Verwandte Artikel:

• Pegasus – Technische Daten
• Pegasus – Startliste

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Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: SFN, VAFB.

Im zweiten Anlauf hob am 6. Februar um 13:26 Uhr MEZ eine Minotaur I mit dem Spionagesatelliten NROL-66 an Bord ab. Nach 66 Sekunden war die erste Stufe ausgebrannt und die zweite zündete. Nachdem diese und die dritte Stufe ausgebrannt waren, begann eine ballistische Flugphase. Am Ende dieser wird im normalen Flugablauf die dritte Stufe abgestoßen und die vierte gezündet. Ob es dieses Mal auch so war, ist aufgrund der militärischen Nachrichtensperre nicht bekannt.

Der Satellit, NROL-66, gehört wahrscheinlich zum Rapid Pathfinder Program und soll neue Technologien testen, die auf späteren Spionagesatelliten eingesetzt werden sollen. Weitere Informationen sind aufgrund der militärischen Geheimhaltung nicht bekannt.

Die Rakete, eine Minotaur I, besteht aus verschiedenen Stufen anderer Raketen. So kommen die ersten beiden Stufen von der ehemaligen Interkontinentalrakete „Minuteman II“. Diese darf nicht mehr als solche eingesetzt werden und wird nun als Teil einer Raumfahrt-Trägerrakete „verschossen“. Die dritte und die vierte Stufe sind von der Pegasus-XL übernommen worden, jedoch werden sie bei dieser als Stufen zwei und drei eingesetzt.

Dieser Start war bereits der vierte Start des Verteidigungsministeriums seit September 2010. Weitere Infos zu diesen Starts finden Sie unter verwandte Meldungen. Vorerst sind noch zwei weitere NROL-Starts geplant. Am 11. März soll eine Delta-IV Medium+ den Satelliten NROL-27 starten und für den 12. April ist es geplant, dass eine Atlas V von Vandenberg aus NROL-34 in den Orbit bringt.

Raumcon:

• Minotaur 1 mit NROL-66

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA.

Am 19. Oktober 2008 soll IBEX´ zweijährige Mission mit dem Start auf einer Pegasus-XL-Rakete, die von einem auf dem Kwajalein-Atoll gestarteten Trägerflugzeug abgeworfen wird, beginnen. Das Startfenster liegt zwischen 18:58 und 19:06 Uhr UTC (20:58 Uhr bis 21:06 Uhr MESZ).

IBEX sitzt bereits auf der Rakete, die Nutzlastverkleidung wurde am 1. Oktober montiert. Laut Plan sollte die vollständige Rakete mit Nutzlast am gestrigen 6. Oktober unter dem L-1011-Trägerflugzeug befestigt worden sein. Nach diesen Operationen in Vandenberg in den Vereinigten Staaten soll das L-1011-Trägerflugzeug am 10. Oktober nach Hawaii aufbrechen und nach einem Zwischenstopp dort am 11. Oktober auf dem Kwajalein-Atoll eintreffen. IBEX alias Explorer 91 basiert auf dem Microstar-2-Bus von Orbital.

Die Pegasus-XL (Hersteller ebenfalls Orbital) bringt IBEX am Starttag in einen niedrigen Erdorbit in 200 Kilometern über der Erdoberfläche. Anschließend wird IBEX sich eines STAR-27-Feststoffmotors des Herstellers ATK bedienen, um die maximale Höhe des Zielorbits zu erreichen. Dieser Orbit soll ein Apogäum von circa 236.000 Kilometern haben, was etwa 80% der Erde-Mond-Entfernung entspricht. Der Feststoffmotor wird abgeworfen, wenn er ausgebrannt ist. Ein Hydrazin-Antrieb an Bord des Satelliten sorgt dann dafür, dass das Perigäum auf 7.000 Kilometer angehoben wird.

Mit dem Feststoffmotor und Treibstoffen wiegt IBEX 462 Kilogramm, ohne den Feststoffmotor 107 Kilogramm. Das gänzlich unbetankte Raumfahrzeug wiegt 80 Kilogramm, die wissenschaftliche Nutzlast 29 Kilogramm.

Für die Nutzlast des über die Zentralstruktur etwa 58 x 96 Zentimeter messenden Satelliten werden 16 Watt Leistung benötigt, die mögliche Gesamtleistung der Solarzellen des Satelliten beträgt 116 Watt. Damit können unter anderem die beiden Detektoren betrieben werden, die ENAs (Energetic Neutral Atoms – Neutralteilchen) außerhalb des Wirkungsbereiches des Erdmagnetfeldes einfangen sollen.

Die Neutralteilchen entstehen, wenn von der Sonne abgestrahlte, sich auf Grund ihrer Ladung entlang der Feldlinien magnetischer Felder bewegende Protonen auf Atome im Raum treffen und dabei durch den Übergang von Elektronen zu neutralen Wasserstoffatomen werden. Die so entstandenen Neutralteilchen oder ENAs bewegen sich nun linear, sie unterliegen auf Grund ihrer neutralen Ladung keiner Ablenkung durch Magnetfelder.

Da man die ENA-Strahlung messen möchte, die durch Interaktion von Protonen der Sonne mit der Hintergrundstrahlung im Grenzbereich unseres Sonnensystems zum interstellaren Raum entsteht, ist es notwendig, das Erdmagnetfeld zu verlassen, da dort ebenfalls ENAs entstehen.

Die Aufzeichnug der Neutralteilchenverteilung ermöglicht es, Abbildungen der Struktur der äußeren Regionen der Heliosphäre zu erzeugen.

Nach bereits sechs Monaten ab Beginn der Messungen sollen zum ersten Mal alle Himmelsregionen durchsucht worden sein. So wird es möglich sein, im Rahmen der zunächst auf zwei Jahre angesetzten Mission zusätzliche Beobachtungen durchzuführen.

Weiterreichende Informationen lassen sich der Diskussion im Forum entnehmen:

• IBEX (Interstellar Boundary Explorer)

Zum Weiterlesen in Englisch:

• nasa.gov/ibex
  
• ibex.princeton.edu/graphics
  
• astronauticsnow.com/ENA/index.html
  

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: Orbital.

Um 18:55 Uhr MESZ wurde die Trägerrakete von ihrem Trägerflugzeug, einer Lockheed L-1011, über den Marshall-Inseln im Pazifik abgeworfen und trug den Satelliten in seine Umlaufbahn. Geplant ist ein niedriger Orbit zwischen 400 und 710 Kilometern bei einer Bahnneigung von 13 Grad. C/NOFS (Communication/Navigation Outage Forecasting System) soll Regionen mit Störungen in der Erdatmosphäre beobachten und vorhersagen. Damit sollen Kommunikationsstörungen und -ausfälle mit Satelliten vorhergesagt und Nutzer gewarnt werden.

Der Beitrag PEGASUS – Erfolgreicher Start von C/NOFS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Ziel der ambitionierten DART-Mission (= „Demonstration of Autonomous Rendezvous Technology“) war die Durchführung eines vollkommen autonomen Rendezvous-Manövers im Erdorbit. Dabei sollte sich der experimentelle Satellit bis auf wenige Meter an einen bereits in einer Erdumlaufbahn befindlichen Zielsatelliten annähern. Das gesamte Annäherungsmanöver, das auch verschiedene Manöver im näheren Umfeld des Zielsatelliten vorsah, sollte DART alleine auf Basis seiner im Bordcomputer vorhandenen Algorithmen und verschiedener Sensordaten absolvieren.

Zunächst schien die Mission auch erfolgreich zu verlaufen. Der Start des nur ca. 1,80 mal 0,90 Meter „großen“ und gerade einmal 360 Kilogramm schweren Satelliten als Nutzlast einer flugzeuggestützten Pegasus XL-Trägerrakete um 19:25 Uhr (MESZ) am Freitag dieser Woche verlief ohne Probleme, und etwa zehn Minuten später erreichte DART seine rund 500 Kilometer hohe polare Erdumlaufbahn. Auch die dann folgende Annäherung an den Zielsatelliten MUBLCOM – ein 1999 gestarteter experimenteller Kommunikationssatellit – gelang zunächst wie geplant mit Hilfe eines Video-Navigationssystems vollautomatisch bis auf eine Distanz von etwa 100 Meter. Das Video-Navigationssystem von DART orientierte sich mit Hilfe von Laserstrahlen, die der Satellit aussandte und die von kleinen, an MUBLCOM angebrachten Reflektoren zurückgeworfen wurden. Darüber hinaus wurde die Navigation von DART durch Daten des GPS-Systems unterstützt. Dann jedoch brach der Satellit die weiteren vorgesehenen Manöver, die ihn bis auf fünf Meter an den Zielsatelliten hätten heranführen sollen, ab und beendete seine Mission, da er den zur Verfügung stehenden Treibstoff offensichtlich viel schneller als von den Missionsplanern angenommen aufgebraucht hatte.
Bis zu diesem Zeitpunkt hatte DART nur einige Missionsziele erreicht. Im Gegensatz zur russischen Raumfahrtindustrie, die bereits seit Jahren über das vollautomatische Rendezvous- und Dockingsystem KURS verfügt und es schon für das automatische Andocken von Sojus- und Progress-Raumschiffen an die Raumstation MIR verwendete, ist ein vergleichbares amerikanisches System wohl noch eine Weile entfernt. Auch der unbemannte europäische Raumtransporter ATV, der ab 2006 die Internationale Raumstation (ISS) regelmäßig mit Versorgungsgütern anfliegen soll, wird für das vollautomatische Andockmanöver an das russische ISS-Modul Swjesda das erprobte KURS-Rendezvous und -Andocksystem verwenden.
Die Fähigkeit von Raumsonden, autonom andere Satelliten ansteuern und Rendezvous-Manöver durchführen zu können, ist jedoch nicht nur im Erdorbit von Bedeutung: auch die für Mitte des nächsten Jahrzehnts geplante Mars Sample Return Mission baut nach jetzigen Planungen darauf auf. Ziel dieser Mission ist es, Bodenproben vom Roten Planeten für eine eingehende Untersuchung zur Erde zu transportieren. Die auf der Marsoberfläche gesammelten Proben sollen zunächst an Bord einer kleinen Transportkapsel in einen Marsorbit geschossen werden. Dort soll eine Raumsonde die Transportkapsel schließlich aufnehmen, um mit ihr zur Erde zurückzukehren. Ein solches Manöver aber – das Finden einer kleinen Transportkapsel in einer Umlaufbahn sowie das Rendezvous mit ihr – ist angesichts der enormen Signallaufzeiten zwischen Erde und Mars kaum in Echtzeit von der Erde zu steuern. Der erfolgreiche Abschluss des für DART vorgesehenen Missionsszenarios hätte einen Schritt hin zur Bewältigung dieser Herausforderung bedeutet. Aber vielleicht wird man später zumindest in diesem Punkt ja auch auf die ungleich größere Erfahrung der russischen Raumfahrt zurückgreifen, wenngleich die Beherrschung autonomer Rendezvous-Manöver natürlich auf Dauer für jede Raumfahrtnation unerlässlich ist.

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Ein Beitrag von Felix Korsch. Quelle: CSA/Spaceflightnow.com.

Am vergangenen Mittwoch wurde der kanadische Umwelt-Forschungs-Satellit SciSat 1 erfolgreich ins All geschossen. Der Start mit einer US-amerikanischen Pegasus XL verlief absolut problemfrei. Damit wurde gleichzeitig der 35. kommerzielle Start mit einem Träger dieses Typs vollzogen. Das Besondere: die Pegasus-Rakete, vermarktet von Orbital Sciences, startet nicht vom Boden, sondern aus der Luft. Dazu wurde die Pegasus, montiert an einem modifizierten Flugzeug des Typs L-1011, in einer entsprechenden Höhe (fast 12 Kilometer) und etwa 75 Kilometer vor der kalifornischen Küste entfernt, ausgeklinkt und schließlich um exakt 4:09 Uhr MESZ gezündet. Der Start des Flugzeugs erfolgte von der Vandenberg Air Force Base aus. Bereits nach etwa 10,5 Minuten wurde der polare Zielorbit in einer Höhe von ca. 600 Kilometern erreicht und der 40 Millionen US-Dollar teure Satellit, betrieben von der Kanadischen Raumfahrtagentur CSA, meldete sein Funktionieren zur Bodenkontrolle.

Hauptziel von SciSat 1 ist die Untersuchung chemischer Prozesse, speziell die Ozonkonzentration über Nordamerika. Aus den Resultaten der Untersuchungen des Satelliten, der im Oktober seinen Dienst aufnehmen soll, erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über Prozesse im Zusammenhang mit dem Entstehen von Ozonlöchern und die Auswirkungen schädlicher chemischer Stoffe auf unser kosmisches Schutzschild. Das Hauptinstrument an Bord ist ein hochempfindlichers Fourier-Tranform-Spektrometer, eine Eigenentwicklung Kanadas. Hiermit soll es möglich sein, die gleiche Atmosphärenregion bis zu dreißig Mal pro Tag genauer auf Daten wie Temperatur und chemische Zusammensetzung hin zu untersuchen und zu vermessen.

Die Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt mit der US-Weltraumbehörde NASA, welche den 21,6 Millionen US-Dollar teuren Start der nur 150 Kilogramm schweren Apparatur finanziert hat. Im Gegenzug stellt Kanada seinerseits einen automatischen Roboterarm (Canadarm) für die Internationale Raumstation (ISS) bereit. Es ist übrigens der erste kanadische Forschungssatellit seit über dreißig Jahren. Unterdessen setzt mit dem gestrigen Start auch die Pegasus ihre Erfolgsserie fort. Bereits zum vierten Male kam eine solche Trägerrakete in diesem Jahr zum Einsatz. Durch den unkonventionellen Luftstart werden Kosten für aufwendige Startanlagen am Boden eingespart und die Nutzlastkosten gesenkt. Für nächstes Jahr sind bereits mehrere entsprechende Flüge gebucht, so etwa ein Kommunikations- und Nachrichtensatellit der US Air Force im ersten Quartal 2004.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Die dreistufige Pegasus-Rakete wurde östlich vor der Küste von Florida in rund 12 Kilometern Höhe von dem Trägerflugzeug ausgeklinkt, wenige Sekunden später startete dann das Triebwerk der ersten Raketenstufe. Gut 11 Minuten nach dem Start trennte sich der Satellit von der dritten Stufe der Trägerrakete und trat in eine 690 Kilometer hohe Erdumlaufbahn ein. Um 14:45 Uhr fuhr GALEX schließlich seine beiden Solarpaneele aus, was den erfolgreichen Abschluss des Starts dieser Forschungsmission markierte.

Das Weltraumteleskop wird nach Abschluss der für einen Monat veranschlagten Überprüfung aller Systeme im Erdorbit seine Arbeit aufnehmen und über 100.000 Galaxien im ultravioletten Licht beobachten. Vor allem junge und heiße Sterne strahlen einen großen Teil ihrer Energie in diesem Spektralbereich ab, so dass sich die Wissenschaftler durch die Beobachtung von im ultravioletten Spektrum aktiven Galaxien neue Erkenntnisse über die Entstehung von Sternen erhoffen.

Der Beitrag GALEX erfolgreich gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Michael Stein.

Einleitung
Am 28. April wird der Galaxy Evolution Explorer (GALEX) mit Hilfe einer dreistufigen Pegasus XL-Rakete in eine 690 Kilometer hohe Erdumlaufbahn transportiert, von wo aus das Weltraumteleskop rund zweieinhalb Jahre lang das Weltall im ultravioletten Spektralbereich durchmustern wird. Da die Erdatmosphäre den Großteil der auf unseren Planeten niedergehenden ultravioletten Strahlung (UV-Strahlung) absorbiert müssen Astronomen, die kosmische Objekte in diesem Spektralbereich beobachten wollen, Beobachtungspositionen jenseits unserer irdischen Atmosphäre beziehen. GALEX ist mit einem 50 cm durchmessenden Teleskopspiegel ausgestattet, der die UV-Strahlung zu zwei Detektoren an Bord des Satelliten weiterleitet.
 
Der Satellit
GALEX ist ein vergleichsweise kleiner und leichter Forschungssatellit. Der nur 280 Kilogramm schwere zylinderförmige Flugkörper verfügt über kein eigenes Antriebssystem, statt dessen reguliert er seine Lage über ein System von Reaktionsrädern, die je nach Bedarf rotieren und dadurch entgegengesetzt wirkende Kräfte erzeugen, durch die der Satellit in die gewünschte Richtung gedreht werden kann. Sämtliche Systeme an Bord werden von zwei Solarpaneelen mit einer Fläche von rund drei Quadratmetern mit Energie versorgt.
 
Der wichtigste Bestandteil von GALEX ist natürlich das eigentliche UV-Teleskop. Der Hauptspiegel des Teleskops mit einem Durchmesser von 50 cm reflektiert die einfallende UV-Strahlung auf einen 70 cm entfernt angebrachten und 22 cm durchmessenden Sekundärspiegel, von dem aus die Strahlung durch ein Loch in der Mitte des Hauptspiegels zu den beiden UV-Detektoren geleitet wird.

Die beiden Detektoren sind die empfindlichsten UV-Empfänger, die bisher eingesetzt worden sind. Ein Detektor ist für die Registrierung der so genannten „Nahen UV-Strahlung“ verantwortlich, während der andere Detektor auf die „Ferne UV-Strahlung“ anspricht. Die Bezeichnungen „Nah“ und „Fern“ beziehen sich übrigens auf die Nähe zum Spektralbereich des sichtbaren Lichts, d.h. die „Nahe UV-Strahlung“ schließt sich im elektromagnetischen Spektrum unmittelbar an das durch die Farbe Violett markierte Ende des sichtbaren Lichts an, gefolgt von der „Fernen UV-Strahlung“, die energiereicher ist und sich durch eine höhere Frequenz und niedrigere Wellenlänge auszeichnet. Die beiden Detektoren sind extrem empfindlich, weshalb die Beobachtungen nur dann durchgeführt werden, wenn sich GALEX auf seiner Umlaufbahn im Erdschatten befindet. Aus dem gleichen Grund werden die Detektoren abgeschaltet, sobald sich ein Planet in das Sichtfeld des Teleskops schiebt.
 
Wissenschaftliche Ziele der Mission
Durch die Beobachtung der UV-Emissionen anderer Galaxien sollen diejenigen herausgefiltert werden, die vorwiegend junge, heiße und vergleichsweise kurzlebige Sterne enthalten. Solche Sterne strahlen anders als unsere Sonne einen großen Anteil ihrer Energie in Form von UV-Strahlung ab. In den durch dieses Merkmal gekennzeichneten Galaxien werden aktiv neue Sterne „geboren“, so dass sie einen Blick in die Geschichte und auf die Ursachen galaktischer Sternenentstehungen geben.
 

GALEX wird durch seine Beobachtungen die Ergebnisse anderer Teleskope ergänzen, die das Weltall in anderen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums (wie z.B. im sichtbaren Licht oder im Bereich der Gammastrahlung) observiert haben. Unter anderem soll durch diese Mission herausgefunden werden, ob die Sternenentstehung in unserem Universum tatsächlich vor acht bis zehn Milliarden Jahren einen Höhepunkt erreichte, und was die Ursachen dafür waren. Die Auswertung der UV-Strahlung wird den Astronomen erlauben, die Sternenentstehungsrate in den untersuchten Galaxien zu bestimmen. So hoffen die Astronomen durch den Vergleich einer Vielzahl von Galaxien Merkmale herauszufinden, durch die sich Galaxien mit einer hohen „Geburtenrate“ neuer Sterne auszeichnen. Aus den Daten, die durch GALEX gewonnen werden, können darüber hinaus auch Rückschlüsse auf den Entstehungszeitraum so genannter „schwerer Elemente“ (also aller Elemente, die im Periodensystem auf Helium folgen) gezogen werden.
 
Indem uns nahe gelegene Galaxien mit ungefähr dem gleichen Alter wie unsere Milchstraße wie auch bis zu acht Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxien beobachtet werden können verschiedene Stadien der Galaxien- und Sternenentstehung miteinander verglichen werden, so dass sich letztendlich auch typische Entwicklungspfade herauskristallisieren lassen.
 
Eine andere wichtige Aufgabe dieser Mission ist die Kartierung kosmischer Himmelskörper, die UV-Strahlung aussenden. GALEX soll mehrer als 100.000 Galaxien kartieren, was durch ein vergleichsweise großes Sichtfeld erreicht wird. Das Sichtfeld dieses Teleskops ist im Vergleich zum Hubble Space Telescope 500-mal größer, so dass mit jeder Aufnahme ein vergleichsweise großer Himmelsausschnitt erfasst wird. Der dadurch entstehende Katalog von UV-Strahlungsquellen wird eine wichtige Basis für zukünftige wissenschaftliche Auswertungen und Arbeiten bilden.
 
Wenn diese Mission erfolgreich verlaufen sollte, dann werden wir sicher noch weit nach dem Ende der eigentlichen Forschungsmission von wissenschaftlichen Resultaten lesen können, die sich auf die durch GALEX gewonnenen Daten beziehen.

Der Beitrag Das Universium in UV erschien zuerst auf Raumfahrer.net.