Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Astrium, DLR, Roskosmos.

Der Start der konvertierten ehemaligen Interkontinentalrakete vom Typ Dnepr erfolgte um 4:14 Uhr MESZ, vor Ort im kasachischen Baikonur war es 8:14 Uhr, als die Rakete aus ihrem Silo kam. Nachdem ein Schwarzpulvertreibsatz die ukrainisch-russische Rakete aus dem Silo der Startanlage 109/95 gedrückt hatte, zündete in rund zwanzig Metern Höhe die erste Stufe der Rakete. Das dreistufige, flüssigkeitsgetriebene Projektil spulte das vorgesehene Flugprogramm wie vorgesehen ab und setzte den Satelliten vierzehn Minuten später auf einer Umlaufbahn um die Erde aus.

Der erste Kontakt mit dem autonom fliegenden Satelliten mit einer Startmasse von 1.340 kg gelang um 4:45 Uhr MESZ der Bodenstation Troll in der Antarktis, obwohl der Satellit für die Station nur etwa 7 Grad über dem Horizont zu sehen war. Auf der geplanten sonnensynchronen Bahn in durchschnittlich 514 Kilometern über der Erde und mit einer Bahnneigung von 97,4 Grad gegen den Äquator soll sich TanDEM-X mindestens fünf Jahre einsetzen lassen. Das rund fünf Meter lange im Querschnitt sechseckige Raumfahrzeug mit einem größten Durchmesser von etwa 2,4 Metern hat die Aufgabe, die gesamte Landoberfläche der Erde mit seiner an Bord befindlichen Radaranlage abzutasten. Zur Erhöhung der Genauigkeit und zur Erfassung zusätzlicher Daten ist eine Zusammenarbeit von TanDEM-X mit dem am 15. Juni 2007 in den Weltraum transportierten Radarsatelliten TerraSAR-X vorgesehen.

Zusammen können die beiden von Astrium in Friedrichshafen gebauten, auf dem Flexbus basierenden Zwillingssatelliten in maximal drei Jahren alle Landmassen mit einer Fläche von insgesamt rund 150 Millionen Quadratkilometern unabhängig von Licht- und Wetterverhältnissen vermessen. Die vertikale Auflösung liegt dabei im Bereich von zwei Metern, die Abtastung erfolgt in zwölf Meter breiten Streifen. Um der Aufgabe, ein neues, hochgenaues digitales Höhenmodell der Erdoberfläche zu erstellen, gerecht werden zu können, müssen TanDEM-X und TerraSAR-X in teilweise sehr engem Formationsflug zusammenarbeiten. Dabei wird der Abstand zwischen den beiden Satelliten zwischen einigen Kilometern und rund 200 Metern variiert.

Damit die jeweils gewünschte Entfernung zwischen den beiden Satelliten zuverlässig eingestellt und die Formation wie geplant geflogen werden kann, wurde TanDEM-X im Unterschied zu TerraSAR-X zusätzlich mit einem Kaltgastriebwerkssystem ausgestattet. Dieses ermöglicht es, sehr fein einstellbare Schubstöße anzugeben, dabei wird unter Druck stehendes Stickstoffgas ausgestoßen. Eine regelmäßige Bahnanpassung ist erforderlich, da sich die beiden Raumfahrzeuge sonst voneinander entfernen. Aus Sicherheitsgründen sind ihre Bahnen so entworfen, um im Falle des Verlusts der Kapazität zur aktiven Bahnbeeinflussung eine Kollision zu vermeiden.

Das Hauptinstrument von TanDEM-X ist ein im X-Band-Bereich bei 9,65 Gigahertz arbeitendes Radargerät mit synthetischer Apertur (SAR). Die Antennenanlage dieses Geräts besitzt keine beweglichen Teile und wird selbst ebenfalls nicht bewegt. Sie benutzt 384 horizontale sowie 384 vertikale einzelne Strahler und wurde von Haberer SpaceTec in Bad Wurzach gebaut. Für eine Zwischenspeicherung von Daten an Bord des Satelliten gibt es dort 768 Gigabit Speicherkapazität, die in Halbleiterlaufwerkstechnik realisiert wurde. Zur Erde gesendet werden die Daten von TanDEM-X über eine X-Band-Antenne, deren Antennenhorn sich an einem im ausgefahrenen Zustand 3,3 Meter langen Mast befindet. Nach Angaben des DLR handelt es sich bei dem Antennenmast um das einzige bewegliche Teil des Satelliten.

Empfangen werden die Daten von TanDEM-X und TerraSAR-X auf der Erde von einem Netz aus Bodenstationen im mecklenburgischen Neustrelitz, im schwedischen Kiruna, im kanadischen Inuvik und in der Antarktis in O’Higgins. Dabei kümmert sich Neustrelitz schwerpunktmäßig um den Empfang von TerraSAR-X, die Stationen in den polaren Regionen um den Empfang von TanDEM-X. Im Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR in Oberpfaffenhofen werden aus den Daten Höhenmodelle erzeugt, zunächst in Rohversionen, dann in kalibrierten Varianten. Ein erstes vollständiges digitales Höhenmodell aller Landmassen auf der Erde wird vermutlich in rund vier Jahren zur Verfügung stehen und etwa 15 Terabyte Daten beinhalten.

Über ein Tochterunternehmen von EADS Astrium, die Infoterra GmbH, können kommerzielle Nutzer auf Daten des Höhenmodells zugreifen, die unter Berücksichtigung von Kundenanforderungen bei Infoterra nach Bedarf veredelt und bearbeitet werden.

Raumcon:

• TanDEM-X auf Dnepr

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Astrium, ESA, Kosmotras, Roskosmos.

Der von Astrium für die europäische Weltraumorganisation ESA gebaute Cryosat 2 ist Ersatz für das Vorgängermodell Cryosat, das am 8. Oktober 2005 nach dem Start wegen eines Problems in der Ablaufsteuerung einer Rockot-Trägerrakete verlorenging. Der Bau von Cryosat 2 begann im März 2006. Mitte 2008 wurde der Satellit in das Testzentrum der IABG in Ottobrunn gebracht, wo er intensiven Überprüfungen unterzogen wurde. Baikonur erreichte er schließlich am 13. Januar 2010, um nach abschließenden Tests im Kopf einer Dnepr-Rakete untergebracht zu werden, die am 30. Dezember 2009 in Baikonur angeliefert worden war.

Nachdem der Satellit schon startbereit auf der Rakete saß, stellte sich sechs Tage vor dem zunächst anvisierten Starttermin, dem 25. Februar 2010, heraus, dass bei der vorgesehenen Flugbahn der Rakete die Gefahr besteht, dass den Lenktriebwerken der zweiten Stufe der Treibstoff vorzeitig ausgeht. Der Start musste verschoben werden, und in Zusammenarbeit des Herstellers der Rakete, Juschnoje/Juschmasch mit dem Erbauer des Kontrollsystems, Hartron-Arkos wurde das aufgetretene Problem behoben. Am 26. März 2010 war die Dnepr mit einem angepassten Kontrollsystem ausgestattet.

Bei der dreistufigen Dnepr, die vom Anbieter Kosmotras vermarktet wird, handelt es sich um eine konvertierte Interkontinentalrakete SS 18, die mit nur wenig angepasster Oberstufe und modifiziertem Kontrollsystem als Satellitenträger Verwendung findet. Der Start mit Cryosat 2 an Bord am 8. April 2010 erfolgte um 15:57:04 Uhr MESZ aus dem Silo Nr. 95 der Startanlage 109, die rund zwanzig Minuten zuvor evakuiert worden war. Die Verbrennungsgase aus einem in einem separaten Gehäuse untergebrachten mit Schwarzpulver geladenem Treibsatz katapultierten die Dnepr aus ihrem Silo, und die Triebwerke der ersten Stufe zündeten in rund dreißig Metern Höhe. Nach einer Minute und sechsundvierzig Sekunden Flug war die erste Stufe der Rakete ausgebrannt und wurde abgetrennt.

Die zweite Stufe der Dnepr sorgte anschließend für Vortrieb, bis auch sie ihre Treibstoffzuladung, die sich wie die der anderen beiden Stufen aus unsymmetrischem Dimethylhydrazin (UDMH) und Distickstofftetraoxid (NTO) zusammensetzte, verbraucht hatte.

Während des Einsatzes der zweiten Stufe wurde die aerodynamische Verkleidung an der Raketenspitze abgeworfen, der Satellit jedoch weiterhin durch einen gasdynamischen Schild geschützt. Letzeres war insbesondere für die durch die dritte Stufe angetriebene rund elf Minuten lange Flugphase in um 180 Grad gedrehter Fluglage von Bedeutung. Der Einsatz der dritten Stufe begann mit dem Ausschwenken ihrer vier Antriebsdüsen am unteren Stufenende. Diese wurden umgehend eingesetzt, um das Vehikel auf seiner Bahn um 180 Grad so zu drehen, dass die dritte Stufe nach dem Drehen die Nutzlast ziehen würde.

Nach abschließenden Korrekturmanövern der Oberstufe erfolgte das Aussetzen des Satelliten mit einer Startmasse von 720 Kilogramm um 16:13 Uhr MESZ sechzehn Minuten und achtundzwanzig Sekunden nach dem Start. Dazu wurde zunächst die eine mit dem gasdynamischen Schild verbundene Hälfte des Raketenkopfs abgetrennt, bevor die andere mit der dritten Stufe verbundene Hälfte unter Einsatz des gedrosselten Antriebs der dritten Stufe vom Satelliten weggezogen werden konnte. Erste Signale des Satelliten wurden gegen 16:14 Uhr MESZ durch die von der italienischen Raumfahrtagentur ASI betriebene Bodenstation bei Malindi in Kenia empfangen.

Cryosat 2 wird auf einem niedrigen polaren Orbit mit 92 Grad Bahnneigung gegen den Äquator in einer durchschnittlichen Flughöhe von 717 Kilometern über der Erde eingesetzt. Während seiner zunächst dreijährigen Messmission soll er exakt die Veränderung der Dicke des Eises in den Ozeanen und auf den Landmassen der Erde bestimmen und die Geschwindigkeit der laufenden Veränderungen festhalten. Sofern es der Zustand des Raumfahrzeuges erlaubt und eine entsprechende Programmfinanzierung gewährleistet ist, könnte die Mission von Cryosat 2 auf fünf Jahre ausgedehnt werden.

Um seinen Messaufgaben gerecht zu werden, wurde der Satellit mit einem SIRAL 2 genannten, von der Wetterlage und den Lichtverhältnissen unabhängigen Radarhöhenmesser ausgestattet. SIRAL steht für Synthetic Aperture Interferometric Radar Altimeter, die Anlage mit einer Masse von rund 70 Kilogramm und Antennen von RUAG Space wurde von Thales Alenia Space gebaut. Sie sendet kurze Radarimpulse im K_u-Band (13,575 GHz) aus und misst deren Laufzeit zwischen Satellit, Boden und zurück. Dadurch ist es möglich, die Dicke von Eis so genau zu untersuchen, dass sich auch solch geringe Höhendifferenzen von nur ein bis drei Zentimetern nachweisen lassen. SIRAL 2 soll im Orbit am 11. April 2010 das erste Mal aktiviert werden.

Unterstützt wird SIRAL 2 von DORIS, einem Instrument mit einer Masse von 15 kg, das eine hochgenaue Berechnung der Flugbahn von Cryosat 2 erlaubt. DORIS bestimmt zur Orbitberechnung entsprechend der Bezeichnung Doppler Orbitography and Radiopositioning Integration by Satellite die Doppler-Verschiebung von Signalen auf zwei Radiofreuqenzen. DORIS empfängt diese kontinuierlich von rund fünfzig festen Bodenstationen ausgesandten Signale mit einer speziellen Antenne. Die Verwendung von zwei Frequenzen ermöglicht es, Fehler, die durch Signallaufzeitverzögerungen in der Ionosphäre entstehen, zu korrigieren. Die eigentliche Erfassung der Doppler-Verschiebung erfolgt mit Signalen auf einer Frequenz von 2,03625 GHz, auf 401,25 MHz liegen die Korrektursignale.

Für eine genau Positionsbestimmung des Satelliten ist dieser außerdem mit einem Laser-Retroreflektor (LRR) an seiner der Erde zugewandten Unterseite ausgestattet, der von einer Bodenstation ausgesandte Laserimpulse im Wellenlängenbereich zwischen 310 und 1450 nm zum Boden reflektieren kann. Am Boden kann mit Hilfe der festgehaltenen Gesamtlaufzeit des Lichtsignals die Flughöhe von Cryosat 2 errechnet werden.

Der wissenschaftliche Einsatz von Cryosat 2 wird nach einer rund sechsmonatigen Inbetriebnahmephase beginnen. Auf die zu gewinnenden Daten sind die an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler wegen der erhofften Erkenntnisse hinsichtlich der Erderwärmung und des Anstiegs der Meeresspiegel schon sehr gespannt.

Cryosat 2 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 36508 bzw. als Objekt 2010-013A.

Raumcon:

• Dnepr mit CryoSat 2

Der Beitrag Ex-Interkontinentalrakete schickt Cryosat 2 ins All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA, Kirill Blogovitch.

Die europäische Weltraumagentur ESA meldete am 1. April 2010, dass das Krokodil genannte Transportfahrzeug am 31. März 2010 im Integrationsgebäude den Raketenkopf mit dem Satelliten in seinem Inneren geladen hat. Dazu wurde der Raketenkopf mit Hilfe eines Krans vertikal auf einen speziellen Transportwagen gesetzt. An das Krokodil herangerollt konnte dieses mit seinen beiden Kiefern, die die zwei Hälften des Transportcontainers des Fahrzeugs ausmachen, den Raketenkopf umschließen und in die Horizontale schwenken.

Für die etwa 13,5 Kilometer weite Fahrt zur Startanlage Nr. 109 benötigte das Krokodil am 1. April 2010 rund eine Stunde und 15 Minuten, berichtete ein Mitglied der vor Ort tätigen Arbeitsgruppe von ESA und Astrium.

Während der Satellit unterwegs zum Silo war, hat man auch die Anlagen zur Kommunikation mit dem Satelliten auf der Startanlage wieder im Bunker beim Silo installiert. Erste Daten vom Satelliten dessen Akkumulatoren betreffend konnten über die Geräte mit einer Gesamtmasse von etwa 500 Kilogramm verteilt auf 4 Racks bereits gelesen werden, nachdem der Raketenkopf samt Satellit auf die Trägerrakete aufgesetzt war.

Am morgigen 2. April 2010 will man den Satelliten einschalten. Nach dem Laden der Akkumulatoren, einem Probecountdown am 6. April 2010 und abschließenden Tests am 7. April 2010 kann Cryosat 2 am 8. April 2010 in den Weltraum gebracht werden.

Raumcon:

• Dnepr mit CryoSat 2

Der Beitrag Cryosat 2 zurück im Silo erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Cryosat 2 soll, wenn es zu keinen weiteren Verzögerungen kommt, auf einer Dnepr-Rakete am 8. April 2010 um 15:57 Uhr MESZ im kasachischen Baikonur aus einem Silo gestartet werden.

Bei den Vorbereitungen des ursprünglich einmal für den 25. Februar 2010 vorgesehenen Starts waren Zweifel an der Fähigkeit der Trägerrakete, Cryosat 2 sicher in die vorgesehene Umlaufbahn bringen zu können, aufgetreten. Der Hersteller des Projektils Juschnoje/Juschmasch aus der Ukraine versuchte daraufhin, einen Weg zu finden, die Gefahr, dass den Lenktriebwerken der zweiten Stufe der Rakete der Treibstoff vorzeitig ausgeht, zu reduzieren.

Zusammen mit dem Lieferanten des Kontrollsystems der Rakete Hartron-Arkos gelang es, durch eine geänderte Einstellung des Mischungsverhältnisses der Treibstoffe für die Steuertriebwerke der zweiten Stufe den Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Trägers gerecht zu werden. Entsprechende Modifikationen an der Software für den Steuerrechner zur Kontrolle der Systeme und des Fluges der Rakete wurden zwischenzeitlich vorgenommen und erfolgreich getestet.

Der Raketenkopf mit Cryosat 2 war am 20. Februar 2010 nach der Startabsage wieder von der Trägerrakete getrennt und in das Integrationsgebäude zurückgebracht worden. Die Aufbewahrung des Satelliten im Integrationsgebäude mit einer sorgfältigen Überwachung der Umgebungsbedingungen und die Betreuung durch zwei Mitglieder der Startkampagnenarbeitsgruppe der ESA wird noch einige Tage andauern, bis am 23. März 2010 die dann wieder vollständige Arbeitsgruppe die Startvorbereitungen mit dem Satelliten fortsetzt.

Raumcon:

• Dnepr mit CryoSat 2

Der Beitrag Cryosat 2: Neuer Starttermin bestätigt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: DLR, ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Das grün lackierte, Krokodil genannte Transportfahrzeug hatte am 12. Febraur 2010 im Integrationsgebäude MIK den Raketenkopf geladen, um ihn später zum in Luftlinie zwisch 7 und 8 Kilometern entfernten Startplatz 109 des Kosmodroms Baikonur zu bringen. Der rund 13,5 Kilometer lange Weg zur Siloanlage „Wojewoda“ mit der wartenden Dnepr-Rakete wurde am 15. Februar 2010 absolviert. Die vorsichtige Fahrt war so langsam, dass es Kameraleuten der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos möglich war, sich zu Fuß vor den Fahrzeugkonvoy zu setzen und diesen beim Passieren zu filmen. Nach der Ankunft am Silo wurde der Raketenkopf mit Cryosat 2 in seinem Inneren noch am gleichen Tag auf die Rakete aufgesetzt.

Bei der Dnepr-Rakete handelt es sich um eine umgewandelte ehemalige Interkontinentalrakete. Zu Zeiten des Kalten Krieges war die Rakete neben ihren russischen Bezeichnungen RS-20 und R 36M im Westen auch als SS 18 oder Satan bekannt. Abrüstungsvereinbarungen sehen die Beseitigung der Interkontinentalraketen des Typs RS-20 vor. Erfüllen lassen sich diese Vereinbarungen auch durch die Nutzung der von Juschnoje/Juschmasch in Dnepropetrowsk in der Ukraine gebauten Raketenstufen der RS-20 in einem Raumfahrtträger.

Die ersten beiden Stufen der Dnepr sind unveränderte Bestandteile ehemaliger Interkontinentalraketen, deren dritte Stufe zur Anwendung als Obertstufe zum Einschuss von Nutzlast in eine Satellitenbahn Anpassungen unterzogen werden musste. Ehemals als Plattform zum nacheinander ablaufenden Aussetzen einer Anzahl von Sprengköpfen vorgesehen ist die dritte Stufe mit einem geänderten Steuersystenm ausgerüstet, das es ermöglicht, bis zu 36 Körper auf unterschiedlichen Bahnen auszusetzen. Für zukünftige Missionen stehen nach Angaben des kommerziellen Anbieters der Dnepr, Kosmotras, noch 150 eingelagerte Interkontinentalraketen zur Verfügung.

Eine Anzahl von Flügen mit einzelnen oder mehreren Nutzlasten haben nach dem gleichnamigen Fluß benannte Dnepr-Raketen bereits erfolgreich bewältigt, zuletzt gelang ein Start am 29. Juli 2009 mit sechs Satelliten. Beim jetzt bevorstehenden Start gibt es nur einen Passagier – Cryosat 2. Im Raketenkopf nimmt der Satellit den Raum in beiden Plattform A und Plattform B genannten Abteilungen ein, und wird von einem gasdynamischen Schild an der Spitze von Plattform A unterhalb der abwerfbaren Nutzlastverkleidung geschützt.

Die Dnepr mit einer Startmasse von 211 Tonnen und Cryosat 2 an Bord soll voraussichtlich am 25. Februar 2010 um 14:57 Uhr MEZ gestartet werden.

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• Dnepr mit CryoSat-2

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