Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, Orbital ATK, ULA.

Die von der United Launch Alliance (ULA) vermarktete Rakete mit dem von Orbital ATK gebauten Transporter an der Spitze hob um 4:05 Uhr MEZ von der Startrampe 41 der Luftwaffenbasis Cape Canaveral (Cape Canaveral Air Force Station, CCAFS) im US-amerikanischen Bundesstaat Florida zu Beginn eines 30 Minuten langen Startfensters ab. Eingesetzt wurde die Rakete mit der Baunummer AV-064.

Die Atlas-V flog dabei (zum 32. Mal) in der 401-Konfiguration, die Nutzlast war also unter einer Nutzlastverkleidung aus Kompositmaterial mit vier Metern Durchmesser untergebracht (4), es kamen keine Feststoffbooster zur Anwendung (0), und die Centaur-Oberstufe war mit einem Triebwerk ausgerüstet (1).

Zum zweiten Mal saß ein Cygnus-Transporter auf einer Atlas-V-Rakete. Ursprünglich hätte Orbital ATK den Orbit-Einschuss der Cygnus-Transporter ausschließlich mit Hilfe eigener Raketen vornehmen wollen, musste sich nach einem kapitalen Fehlstart seiner Antares-Rakete am 28. Oktober 2014 jedoch nach einem Transportdienstleister umsehen, um den von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) erhaltenen Auftrag mit dem Titel Commercial Resupply Services-1 (CRS-1) umzusetzen.

Laut Orbital ATK hat der Cygnus-Frachter den Start sehr gut überstanden und arbeitet aktuell auf seinem rund 51,6 Grad gegen den Erdäquator geneigten Orbit in rund 232 Kilometern über der Erde so, wie es für diese frühe Flugphase vorgesehen ist. Es besteht eine stabile Kommunikationsverbindung, die beiden Solarzellenausleger sind entfaltet.

Voraussichtlich am kommenden Samstag, den 26. März 2016 wird der Transporter im Rahmen seiner OA-6 genannten Mission die Internationale Raumstation (International Space Station, ISS) erreichen und rund 3,6 Tonnen Fracht anliefern. An Bord der Station sollen insbesondere die Expeditionen 47 und 48 mit der wissenschaftlichen Nutzlast des Transporters arbeiten.

Mit dem Spacecraft Fire Experiment 1 (Saffire-1) steht eine neuartige Möglichkeit zur Verfügung, Verlauf und Folgen eines Brandes an Bord eines Raumfahrzeugs zu erforschen. Dabei können auch Untersuchungen vorgenommen werden, die man auf Grund des Risikos nicht an Bord eines bemannten Fahrzeugs ausführen möchte. Saffire-1 wird deshalb erst zum Einsatz kommen, wenn der Cygnus-Transporter die ISS wieder verlassen hat und sich in einem sicheren Abstand zur Station befindet.

Mit Meteor wird man zum ersten Mal von einer Plattform im All aus Meteore beim Eintreten in die Erdatmosphäre beobachten können.

Mit Strata-1 soll das Verhalten und die Bewegung von Regolith unter dem Einfluss von Mikrogravitation untersucht werden. Unter anderem hofft man auf Antworten auf die Fragen, wie leicht oder wie aufwändig sich ein Raumfahrzeug in Regolith verankern lässt und wie Regolith mit den Materialien, aus denen Raumfahrzeuge, Raumanzüge und andere Gegenstände hergestellt sind, wechselwirkt.

Mit dem Gecko Gripper möchte man die Nützlichkeit und Wirksamkeit einer Greifeinrichtung unter Weltraumbedingungen überprüfen. Die Konstruktion des Gecko Gripper wurde vom Haften eines Geckos auch an Oberflächen jeder Orientierung inspiriert.

Mit der Additive Manufacturing Facility (AMF) wird an Bord der ISS eine weitere Anlage für den 3D-Druck zur Verfügung stehen.

Geplant ist, dass der NASA-Astronaut und Commander der Expedition 47 Timothy Kopra mit dem Canadarm 2 genannten Roboterarm der Station den Cygnus-Transporter an der dafür vorgesehenen mechanischen Schnittstelle greift, damit er anschließend an einen geeigneten Kopplungsport herangeführt werden kann. Der Astronaut Timothy Peake der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) hat den Vorgang zu überwachen, um dem amerikanischen Kollegen gegebenenfalls zur Hand zu gehen.

Der Transporter fliegt zum zweiten mal in seiner vergrößerten und verbesserten Variante. Er ermöglichte eine größere Zuladung von Transportgut, weist ein gegenüber der kleineren Bauform um rund 25 Prozent größeres Volumen seines druck-beaufschlagten, von der ISS nach dem Ankoppeln zugänglichen Frachtraums auf, und erhielt neu-konstruierte Treibstofftanks und Solarzellenausleger.

Voraussichtlich bis Ende Mai 2016 wird der Transporter an der ISS verweilen. Nach der Abkopplung sind vom dann unter anderem mit rund 2 Tonnen Stationsabfällen beladenen Transporter zunächst fünf Kleinstsatelliten, sogenannte Cubesats, auszusetzen, bevor das bereits beschriebene Experiment Saffire-1 abgewickelt werden kann.

Danach erfolgt laut Plan der zerstörerische Wiedereintritt in die Erdatmosphäre über dem Pazifik. Auch dabei wird ein wichtiges Experiment in Betrieb sein: Erneut ist ein Aufzeichnungsgerät für die bei einem zerstörerischen Wiedereintritt ablaufenden Ereignisse und herrschenden Zustände im All, ein sogenannter Reentry Breakup Recorder (REBR). Gemäß seiner Auslegung kann dieser einen feurigen Wiedereintritt überstehen und anschließend nützliche Daten senden.

Cygnus OA-6 wird voraussichtlich katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.393 und als COSPAR-Objekt 2016-019A.

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• OA-6 Cygnus CRS Orb-6 auf Atlas V 401

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Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: GD, LM, ULA, USAF, USN.

Für die ULA war es die erste im Jahr 2015 abgewickelte Mission einer von diesem Anbieterkonsortium betriebenen Trägerrakete vom Typ Altas V. Insgesamt flog eine Rakete des Typs Atlas V damit zum 52. Mal.

MUOS 3 mit einer Startmasse im Bereich von annähernd 7,5 Tonnen wurde von einer Atlas V in 551-Konfiguration – ihrer aktuell stärksten Variante – transportiert. Das bedeutet, dass auf der Zentralstufe mit dem Kerosin mit flüssigem Sauerstoff verbrennenden RD-180-Triebwerk von RD-AMROSS eine Centaur-Oberstufe mit einem Triebwerk aufgesetzt war, seitlich an der Zentralstufe fünf Feststoffbooster von Aerojet angebracht waren und die von der RUAG aus der Schweiz beigesteuerte Nutzlastverkleidung 5 Meter Durchmesser hatte.

Das Haupttriebwerk der Zentralstufe der Atlas V mit der Seriennummer AV-052 zündete rund 2,7 Sekunden vor dem Abheben von der Startanlage 41 (Space Launch Complex 41, SLC-41) auf Cape Canaveral im US-amerikanischen Bundesstaat Florida.

Das tatsächliche Abheben erfolgte dann um 2:04 Uhr MEZ am 21. Januar 2015 (20:04 Uhr Ortszeit am 20. Januar 2015) unmittelbar mit der Zündung der fünf seitlich an der Zentralstufe angebrachten Feststoffbooster. Dabei war rund die Hälfte des 44 Minuten langen Startfensters verstrichen.

Etwa 3,9 Sekunden nach dem Abheben begann die Rakete, ihre Flugbahn in die erforderliche Richtung zu neigen. Rund 51,2 Sekunden nach dem Abheben passierte die Rakete den Bahnpunkt mit der höchsten dynamischen Druckbelastung (Max-Q).

Rund 90 Sekunden nach Beginn des Fluges waren die Feststoffbooster ausgebrannt. Sie wurden aus Sicherheitsgründen noch einige Sekunden mitgeführt und dann in zwei Chargen rund 2 Minuten nach dem Abheben abgeworfen.

Die Nutzlastverkleidung, die den Satelliten und die Centaur-Oberstufe an der Raketenspitze beim Flug durch die dichten Schichten der Atmosphäre schützte, wurde dann nach etwas dreieinhalb Minuten Flugzeit abgetrennt.

Der BECO für Booster Engine Cutoff genannte Brennschluss der Zentralstufe erfolgte rund vier Minuten und 28 Sekunden nach dem Abheben. Weitere sechs Sekunden später wurde die Zentralstufe abgetrennt.

Eine erste Brennphase des RL10C-1-Triebwerks von Pratt & Whitney Rocketdyne am Heck der Centaur-Oberstufe sorgte anschließend für das Erreichen einer Parkbahn. Die Brennphase dauerte rund sieben Minuten und 47 Sekunden.

Es folgte eine circa acht Minuten und zwei Sekunden lange Freiflugphase, an deren Ende die zweite Centaur-Brennphase begann. Letztere dauerte rund fünf Minuten und 46 Sekunden und stellte den Einschuss in einen Geosynchronen Transferorbit (GTO) sicher.

Das Apogäum, also der höchste Bahnpunkt, des GTOs wurde nach einer zweiten Freiflugphase von zwei Stunden, 22 Minuten und rund 26 Sekunden durch eine weitere Brennphase angehoben. Diese dauerte etwa vergleichsweise kurze 58 Sekunden.

Zwei Stunden, 53 Minuten und 22 Sekunden nach dem Abheben sowie drei Minuten und 39 Sekunden nach der dritten Centaur-Brennphase war es dann soweit: MUOS 3 wurde erfolgreich auf einer Erdumlaufbahn ausgesetzt.

Die vorgesehene Übergangsbahn war eine mit einem der Erde nächsten Bahnpunkt, einem Perigäum von 3.816,8 Kilometern über der Erde, und einem Apogäum von 35.768,8 Kilometern über der Erde sowie einer Neigung gegen den Erdäquator von 19,11 Grad.

Aus dieser Bahn heraus besorgt MUOS 3 den Flug zu einer Position im Geostationären Orbit (GEO) aus eigener Kraft. Zu diesem Zweck wurde er mit einem 500 Newton starken Zweistofftriebwerk des Typs BT-4 von IHI aus Japan ausgerüstet, das Monomethylhydrazin (MMH) als Treibstoff und eine Mischung von Stickstoffoxiden (MON-3, Stickstofftetroxid mit 3% Stickstoffmonooxid) als Oxidator benutzt.

Eine Arbeitsgruppe unter Leitung des Satellitenherstellers war vom Marine-Satellitenkontrollzentrum (Naval Satellite Operations Center, NAVSOC) auf der Marinebasis Ventura County, Point Mugu, Kalifornien aus bereits in der Lage, Kontakt zu dem neuen Erdtrabanten aufzunehmen. Nach Angaben seines Herstellers reagiert das Raumfahrzeug auf an es übertragene Kommandos.

MUOS 3, der ursprünglich als MUOS 4 den Weltraum hätte erreichen sollen, wurde vom US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtkonzern Lockheed Martin aus Sunnyvale in Kalifornien auf Basis des Busses A2100 gebaut. Eine UHF-Baugruppe der Kommunikationsnutzlast steuerte Boeing aus El Segundo, Kalifornien, bei. Sie hat eine besondere Bedeutung hinsichtlich der Kompatibilität mit der Vorgänger-Satellitenkonstellation mit der Bezeichnung UFO bzw. UHF-F/O für Ultra High Frequency Follow-On. Nach Angaben der USN ähnelt sie an Bord von UFO 11, dem letzten Satelliten der UFO-Konstellation, eingesetzter Technik.

Die Harris Corporation aus Melbourne, Florida, lieferte die beiden entfaltbaren Antennen mit Gitternetz-Reflektoren. Die größere der Antennen besitzt im betriebsbereiten Zustand einen Durchmesser von rund 18,7 Metern.

Wegen fehlerhafter Lötverbindungen, die im Zuge von Tests mit dem MUOS-Raumfahrzeug Nr. 3 in einer Vakuumkammer an einer UHF-Antenne aufgefallen waren, wurde die Startreihenfolge der einzelnen Raumfahrzeuge der inklusive eines Reservesatelliten insgesamt fünf Satelliten umfassenden Serie verändert.

Das MUOS-Raumfahrzeug Nr. 3 (MUOS SV-3) wird nach aktueller Planung voraussichtlich im August 2015 als MUOS 4 in den Weltraum transportiert werden können.

MUOS steht für Mobile User Objective System und bezeichnet damit auch seine Funktion: Das Satellitennetzwerk ist insbesondere für Sprech- und Hochgeschwindigkeitsdatenverbindungen mobiler Benutzer (der US-Marine) gedacht.

Ist die Konstellation der MUOS-Raumfahrzeuge erst einmal vollständig und sind alle zugehörigen Bodenstationen betriebsbereit, wird die USN mit ihr im Vergleich zur derzeit noch zu nutzenden Konstellation nach aktuellen Angaben der US-Luftwaffe über die mehr als zehnfache Gesamtbandbreite verfügen.

General Dynamics, ein US-amerikanisches Unternehmen, das Aufgaben im Bereich des MUOS-Bodensegments zu erledigen hat, berichtete im Jahre 2013, die MUOS-Konstellation übertreffe die UFO-Konstellation in ihrer Gesamtkapazität um das sechszehnfache.

Sind alle vier im Geostationären Orbit vorgesehenen Regelbetriebspositionen besetzt, stehen nach Angaben von General Dynamics MUOS-Raumfahrzeuge bei 177 Grad West, 100 Grad West, 15,5 Grad West und 75 Grad Ost. Den Reservesatelliten will man bei 72 Grad Ost bereithalten.

MUOS 3 wird katalogisiert mit der NORAD-Nr. 40.374 und als COSPAR-Objekt 2015-002A.

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• MUOS 3 auf Atlas V (551)

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: CNES, ESA, NASA.

Derzeit ist der Start der Sonde, die als Gemeinschaftsprojekt der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) und der NASA realisiert wird, für Juli 2017 geplant. Abheben soll die Rakete mit ihrer Nutzlast unter einer Verkleidung mit 4 Metern Durchmesser an der Spitze von der Startanlage Nr. 41 (SLC41) der Luftwaffenbasis CCAFS im US-amerikanischen Bundesstaat Florida.

Inklusive der Vorbereitung der Sonde auf den Start, der Integration der Sonde auf der Trägerrakte, der Bahnverfolgung, dem Empfang von Telemetrie, und anderen unterstützenden Arbeiten kostet der Start die NASA rund 172,7 Millionen Dollar.

Der Solar Orbiter alias SolO ist dazu gedacht, die Sonne und ihrer äußeren Atmosphärenschichten zu untersuchen. Dazu sollen Beobachtungen von Strukturen in der Sonnenkorona mit optischen Systemen hoher Ortsauflösung erfolgen, die von parallel zu erledigenden Messungen von Weltraumwetter-Daten in der unmittelbaren Umgebung des Orbiters auf seiner Umlaufbahn begleitet werden. So hofft man, Abhängigkeiten und Verbindungen zwischen dem Zustand der Sonne und der vom Sonnenwind durchströmten Heliospähre bestimmen zu können.

Gespannt ist man ausserdem auf Bilder und Messdaten von den Polregionen der Sonne. Der Solar Orbiter wird konstruktiv so ausgelegt, dass er einen ausreichend langen Zeitraum die Sonne teilweise innerhalb der Merkur-Bahn umkreisen kann, und dort die insgesamt 10 wissenschaftlichen Instrumente mit einer Gesamtmasse von rund 180 Kilogramm an Bord gewinnbringend eingesetzt werden können.

Dorthin gelangt die Sonnensonde nach beschleunigenden Vorbeiflügen an Erde und Venus. Mit dem Erreichen eines ersten Arbeitsorbits rechnet man für 2020. Weitere Vorbeiflüge an der Venus könnten die Bahn der Sonde später so verändern, dass ihr auch Beobachtungen von Sonnenregionen im Bereich hoher Breitengrade möglich werden.

Man hofft, dass die Sonde mindestens 7 Jahre durchhält und legt das Raumfahrzeug mit einer Masse von rund 1.320 Kilogramm entsprechend aus. Eine Missionsverlängerung von rund zweieinhalb Jahren ist angedacht. Gebaut wird der Solar Orbiter von Airbus Defence and Space in einem Werk in Stevenage nördlich von London in Großbritannien. Die ESA hatte den Bau der Sonde 2012 (seinerzeit noch bei Astrium UK) beauftragt und dafür 300 Millionen Euro eingesetzt.

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