Quelle: Jena-Optronik GmbH 6. Juli 2023.

6. Juli 2023 – Die Satellitenmission Heinrich-Hertz hat am 6. Juli 2023 erfolgreich ihren Flug ins All angetreten. Der Start war zugleich die letzte Reise einer Ariane 5 Rakete, welche zuverlässig über 20 Jahre Satelliten und Raumfahrzeuge ins Weltall gebracht hat.

Die Heinrich-Hertz-Satellitenmission wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz, und mit Beteiligung des Bundesministeriums der Verteidigung durchgeführt.

Der Satellit basiert auf der Plattform SmallGEO von OHB. Ausgelegt für eine Betriebsdauer von 15 Jahren und mit einer Gesamtmasse von 3450 kg wird die Mission satellitengestützte Informationsübertragung sicherstellen. Zudem sind 10 Technologiebeistellungen zur In-Orbit Verifikation an Bord, mit denen eine Vielzahl von wissenschaftlich-technischen Kommunikationsexperimenten durchgeführt werden sollen.

Mit dem Sternsensor ASTRO APS übernimmt ein bewährtes Erfolgsprodukt der Jena-Optronik die Lageermittlung des Satelliten. Nach seinem Jungfernflug auf dem europäischen Kommunikationssatelliten Alphasat im Jahr 2013 wurden mehr als 450 dieser Sensoren an internationale Kunden verkauft.

OHB verlässt sich auf Produkte aus Jena: Der Bremer Raumfahrtkonzern setzt ASTRO APS Sternsensoren auf seiner SmallGEO Plattform ein. So ist der Sensor ebenfalls an Bord der von OHB gebauten Satelliten EDRS-C und Electra. Auf Heinrich-Hertz fliegen die Flugmuster 271 und 272 des Sternsensors.

Sabine Ludwig vom #teamspace der Jena-Optronik war bei all diesen Projekten für OHB als Sternsensor-Projektleiterin tätig. Sie erläutert: „Der ASTRO APS ist ein Erfolgsprodukt – klein, leicht und hochgenau. Verschiedene Konfigurationen ermöglichen es uns, flexibel auf Kundenwünsche einzugehen.“

Das Beste an Ihrer Arbeit als Projektleiterin: „Zusammen mit dem Team ein Produkt entwickeln, herstellen und testen. Die Begeisterung für den Einsatz unserer Sensoren bei verschiedenen Raumfahrt-Missionen motiviert uns immer wieder aufs Neue“, resümiert Ludwig.

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• Syracuse-4B und Heinrich Hertz auf Ariane 5 ECA+ von Kourou

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Quelle: OHB SE.

7. August 2019 – Seit gestern Abend ist der Telekommunikationssatellit EDRS-C, der zweite Knotenpunkt des SpaceDataHighways (auch bekannt als European Data Relay System, EDRS), unterwegs zu seinem 36.000 Kilometer entfernten Bestimmungsort im Weltraum. Der SpaceDataHighway, eine „Datenautobahn“ im Weltall, wird in einer öffentlich-privaten Partnerschaft zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und Airbus realisiert. Entwickelt und gefertigt wurde der Satellit EDRS-C vom Raumfahrtsystemhaus OHB System AG, einem Tochterunternehmen der börsennotierten OHB SE.

Der Satellit hob am 06.08.2019 um 21:30 Uhr MESZ an Bord einer Ariane-5 Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana ab. Der 3,2 Tonnen schwere Satellit löste sich nach rund 30 Minuten von der Rakete, als der vorgesehene geostationäre Transferorbit erreicht war. Nur wenige Minuten später funkte der Satellit EDRS-C erste “Lebenszeichen” aus dem All. „Ein ganz besonderer Moment, denn er macht klar, dass der Satellit die hohen Belastungen beim Abheben der Rakete und während des schnellen Ritts in den Weltraum überstanden hat“, freut sich Guy Perez, CTO und Vorstand Telekommunikation bei der OHB System AG, der den Start in Kourou verfolgt hat. „Ich danke Airbus und ESA für das in OHB gesetzte Vertrauen und allen Beteiligten bei OHB sowie unseren vielen Unterauftragnehmern für die gute Zusammenarbeit. Ich freue mich auf den Tag, an dem unser Satellit seine Arbeit aufnimmt und den SpaceDataHighway ergänzt.“

Mission: EDRS ergänzen
Europas laserbasiertes Datenrelais-System EDRS ist die weltweit erste „Optical Fibre in the Sky“, die auf modernster Lasertechnologie basiert. Der von Airbus bei der OHB System AG georderte geostationäre Satellit EDRS-C bildet den zweiten Knotenpunkt des SpaceDataHighways.

Im Vorhaben SpaceDataHighway soll eine Satellitenflotte über einem Netzwerk von Bodenstationen fixiert werden. Diese geostationären Satelliten empfangen mittels innovativer Laserkommunikationstechnologie Daten von Erdbeobachtungssatelliten aus erdnahen, das heißt niedrigeren Orbits, sowie von Aufklärungsdrohnen und Einsatzflugzeugen und leiten diese in Breitbandqualität an Bodenstationen in Europa weiter – in nahezu Echtzeit und mit einer Datenrate von 1,8 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde). Notfallteams und Sicherheitskräfte erhalten dank des SpaceDataHighways einen wesentlich schnelleren Zugang zu den Daten von Erdbeobachtungssatelliten. Auch das europäische Copernicus-Programm, das Dienste zu Umweltüberwachung und Klimawandel anbietet, zählt genauso wie staatliche Sicherheitsdienste, Meeresüberwachungsteams und Wettervorhersagebehörden zu den Nutzern.

Schritt für Schritt zum Dienstantritt
„Mit Abtrennung von der Rakete muss unser Satellit sich aus eigener Kraft, sprich mit dem eigenen chemischen Antrieb, in den geostationären Orbit einschießen. EDRS-C steuert zunächst eine zugewiesene Testposition an, die er nach ungefähr zwei Wochen erreicht haben wird und auf der er über einige Wochen hinweg kalibriert und nach und nach in Betrieb genommen wird“, erklärt Dr. Stefan Voegt, EDRS-C Projektleiter bei der OHB System AG.

Erst danach wird der Satellit an seinen eigentlichen „Dienstort“ manövriert. Dieser befindet sich auf 31° Ost rund 36.000 Kilometer über dem Äquator – eine ideale Position, die permanenten Kontakt für die Datenabgabe an die Bodenstationen ermöglicht. Hier wird der Satellit in Betrieb genommen (Commissioning) und schrittweise ins System eingegliedert. Das alles geschieht vom Satellitenkontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus, das sich im bayerischen Oberpfaffenhofen befindet. „Wir leisten im Satellitenkontrollzentrum über die nächsten Wochen und Monate hinweg Unterstützung bei der Inbetriebnahme und der Missionskontrolle des Satelliten – eine Rund-um-die-Uhr-Aufgabe, die im Schichtbetrieb organisiert ist“, ergänzt Voegt.

Der zweite seiner Art und doch ganz besonders …
Der Telekommunikationssatellit EDRS-C bildet nicht nur den zweiten Knotenpunkt des SpaceDataHighway-Raumsegments, er ist auch der zweite SmallGEO-Satellit im Weltraum. Mit SmallGEO hat OHB im ARTES-Programm (Advanced Research in Telecommunications Systems) der ESA eine vielseitige geostationäre Satellitenplattform entwickelt, die auf verschiedene Missionsziele wie Telekommunikation, Erdbeobachtung und Technologieerprobung zugeschnitten werden kann. Die modulare Bauweise der Satellitenplattform SmallGEO erlaubt es, flexibel auf Kundenbedürfnisse eingehen zu können. Beim Satellitenantrieb können die Kunden zwischen klassisch (d.h. chemisch), elektrisch bzw. hybrid wählen. Die Startmasse der Satelliten bewegt sich je nach Typ zwischen 2.500 und 3.500 kg, wobei die jeweils erlaubte Nutzlastmasse zwischen 300 kg und 900 kg variiert.

Mit EDRS-C hat OHB im Auftrag von Airbus einen Satelliten entwickelt und realisiert, der gezielt für die optische Kommunikation ausgelegt ist: Für die Verbindung zwischen den Daten abgebenden Erdbeobachtungssatelliten, Aufklärungsdrohnen und Einsatzflugzeugen und den EDRS-Satelliten werden Laserkommunikationsterminals von Tesat-Spacecom mit entsprechend hohen Datenraten verwendet. Die für die Datenübertragung zur Erde notwendige Verbindung zwischen den EDRS-Satelliten und den Bodenstationen wird mit einem Satz von Ka-Band-RF-Terminals geschaffen. Die Datenübertragung kann mit bis zu 1,8 Gbit/s erfolgen.

EDRS-C wird den besonderen Anforderungen des SpaceDataHighways gerecht und erweitert gleichzeitig das Anwendungsspektrum der SmallGEO-Plattform. „Eine optische Datenübertragung stellt von vornherein hohe Anforderungen an den Satelliten. Durch verschiedene Anpassungen und Weiterentwicklungen konnten wir alle Anforderungen erfüllen“, so Dr. Voegt. „Für diese zweite SmallGEO-Mission haben wir zusätzlich unser modulares TM/TC-Subsystem (TM/TC = Telemetrie/Telekommandierung) um den Betrieb in S- und Ka-Band erweitert. Und weil es um die Übertragung zeitkritischer und sensibler Informationen geht, gewährleisten wir mit einer Verschlüsselungselektronik eine sichere Kommunikation mit dem Satelliten.“

Der Satellit wies beim Start eine Masse von circa 3,2 Tonnen auf und maß 3,2 x 2,3 x 4,0 Meter. Da seine beiden Solar-Module und die 3 Antennen erst im Weltraum entfaltet bzw. ausgeklappt wurden, bringt EDRS-C es jetzt auf 7,7 x 16,8 x 4,0 Meter.

Teamwork
„Ich bin sehr dankbar, dass ich mich bei der Realisierung des Satelliten auf versierte und hoch motivierte Kolleginnen und Kollegen verlassen konnte. Sie haben sich zum Teil über mehrere Jahre hinweg mit hohem Engagement eingebracht, insbesondere während der monatelangen im Schichtbetrieb durchgeführten Testkampagnen. Ein toller Teamerfolg, der den berühmten OHB-Spirit einmal mehr unter Beweis gestellt hat“, so Projektleiter Voegt. „Ich möchte mich auch bei unserem Auftraggeber Airbus und der ESA für die gute und konstruktive Zusammenarbeit bedanken.“

Als industrieller Hauptauftragnehmer und Systemführer hatte OHB zahlreiche Unterauftragnehmer unter Vertrag. „Von unserem Partner Tesat-Spacecom stammt die Datenrelais-Nutzlast inklusive Laserkommunikationsterminal, das den Intersatellite-Link ermöglicht. Zeitweise hatten wir mehr als 30 internationale Zulieferer und Dienstleister zu koordinieren. Ein tolles Zusammenspiel, das einen soliden Satelliten hervorgebracht hat – dies wurde nicht nur in der mehrmonatigen Testkampagne bei der IABG, sondern auch bei den vorgeschriebenen Testreihen am Startplatz unter Beweis gestellt“, erläutert Projektleiter Voegt. Die Nutzlast HYLAS 3 wurde von der ESA im Auftrag von Avanti Communications als kundeneigene Beistellung an die OHB System AG geliefert.

Zu den Vertragspartnern zählten auch weitere Unternehmen der OHB-Gruppe: So war die Luxemburger LuxSpace für das TT&R-Subsystem (TT&R = Telemetrie, Telekommandierung und Ranging) verantwortlich, das die Kommunikation mit dem Satelliten ermöglicht und lieferte Beiträge zum Satellitensimulator. Die bayerische MT Aerospace AG lieferte alle Strukturpaneele. OHB Sweden war verantwortlich für das Lage- und Bahnregelungssystem (AOCS) und ist aktiv an der „Intensivbetreuung“ des Satelliten während der ersten Wochen im All beteiligt und entsendet hierzu Expertinnen und Experten ins Satellitenkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen.

Das EDRS-Programm der ESA wird vom Raumfahrtmanagement im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWI) und des Freistaates Bayern unterstützt.

Erst 1, dann 2 … Die SmallGEO-Familie wächst!
Der erste SmallGEO-Satellit, H36W-1, wurde im Rahmen eines PPP-Projektes (Private-Public Partnership) zwischen der ESA, OHB und dem spanischen Satellitenbetreiber HISPASAT realisiert. 2017 wurde er in die Satellitenflotte von Hispasat eingegliedert und übernahm die flexible Breitbandversorgung der Iberischen Halbinsel, der Kanarischen Inseln und Südamerikas.

Im klassischen Telekommunikationsbereich wurden neben EDRS-C auch der nationale Satellit Heinrich Hertz (In-Orbit Verifikation zahlreicher nationaler wissenschaftlicher und technischer Innovationen sowie Satellitenkommunikation für die Bundeswehr) bei der OHB System AG beauftragt.

Wegen ihrer hohen Flexibilität und Modularität hat man sich auch bei der Realisierung von Europas dritter Generation an Wettersatelliten (Meteosat Third Generation, MTG) für die SmallGEO-Plattform entschieden.

Mit der Produktlinie Electra entwickelt OHB einen vollständig elektrisch angetriebenen Satelliten, der aufgrund des geringeren Gewichts des Antriebssystems deutlich mehr Nutzlast mitführen kann und die Clean Space Policy der ESA erfüllt. „Mit Electra sind unsere Kunden flexibel, was die Auswahl der Startrakete sowie die Position des Satelliten in der Startrakete angeht, bei der Einbringung in den Zielorbit, bei den gewünschten Bändern in denen kommuniziert werden soll (C-, Ku-/Ka-Band, flexibel) und was die Skalierbarkeit hinsichtlich Masse, Stromverbrauch und Wärmeabgabe anbelangt“, erklärt Vorstand Guy Perez. „Weil wir sowohl klassische Nutzlasten als auch neuartige flexible Nutzlasten bis zu 900 kg und mit maximal 60 Transpondern auf Elektra akkommodieren können, ist es möglich, passgenaue Pakete für die jeweilige Mission zu schnüren.“

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• Intelsat-39 & EDRS-C (Hylas 3) mit Ariane 5 ECA (VA249) von Kourou ELA-3

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Quelle: ESA.

Mit dem EDRS kann eine Erdüberwachung in Quasi-Echtzeit erfolgen, was eine schnellere Reaktion bei Notfällen ermöglicht und die Entwicklung neuer Dienste und Produkte zur Schaffung von Arbeitsplätzen und mehr Wohlstand vorantreibt.

Das EDRS, das von seinem privaten Betreiber Airbus als satellitengestützte Datenautobahn bezeichnet wird, macht sich eine innovative Lasertechnologie zunutze, mit der die von Erdbeobachtungssatelliten für den Transfer von Informationen zum Boden benötigte Zeit drastisch verringert wird.

Der jüngste Satellit, EDRS-C, wird den im Januar 2016 gestarteten Satelliten EDRS-A ergänzen und in der geostationären Umlaufbahn auf 31 Grad östlicher Länge gemeinsam mit diesem Daten in einer Geschwindigkeit von bis zu 1,8 Gbit/s zur Erde transportieren.

Durch die geostationäre Position, die höher ist als diejenige klassischer Erdbeobachtungssatelliten in der erdnahen Umlaufbahn, ist die Konstellation in der Lage, eine fast konstante Verbindung mit den niedriger fliegenden Erdbeobachtungssatelliten zu halten, die ansonsten ihre Informationen lediglich während des Sichtkontakts mit ihren Bodenstationen weitergeben können, was mit einer zeitlichen Verzögerung von bis zu 90 Minuten verbunden ist.

Anschließend senden die EDRS-Satelliten die Informationen in Quasi-Echtzeit zur Erde. Das EDRS überträgt seit Ende 2016 täglich Aufnahmen der vier Sentinel-Satelliten des Copernicus-Programms zur Erde und wird zudem Informationen von der Internationalen Raumstation weiterleiten, sobald an der Außenseite des europäischen Columbus-Labors eine neue Antenne installiert sein wird.

Gebaut wurde EDRS-C von der OHB System AG auf der Grundlage einer SmallGEO-Plattform. An Bord des Satelliten befindet sich auch die Nutzlast HYLAS-3 von Avanti Communications, mit der satellitengestützte Telekommunikationsdienste im Ka-Band über Afrika und dem Nahen Osten bereitgestellt werden sollen.

Bei dem neuen, unabhängigen europäischen Satellitensystem EDRS handelt es sich um eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen der ESA und Airbus im Rahmen der Bestrebungen der ESA, sich bei Großprogrammen mit der Industrie zusammenzuschließen und Technologieentwicklungen mit wirtschaftlichem Nutzen zu fördern.

Über die ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europas Tor zum Weltraum, ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und anderswo zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied.

Außerdem arbeitet die ESA förmlich mit sechs EU-Mitgliedstaaten zusammen. Im Rahmen eines Kooperationsabkommens nimmt auch Kanada an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit EUMETSAT bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

Die ESA entwickelt Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen, um sicherzustellen, dass Europa bei Raumfahrtvorhaben weltweit an der Spitze bleibt.

Sie entwickelt und startet Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunikations- und Astronomiesatelliten, schickt Raumsonden in entlegene Regionen des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums. Außerdem führt sie ein umfangreiches Anwendungsprogramm zur Entwicklung von Erdbeobachtungs-, Navigations- und Telekommunikationsdiensten durch.

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• Intelsat-39 & EDRS-C (Hylas 3) mit Ariane 5 ECA (VA249) von Kourou ELA-3

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Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Arianespace, Hispasat, Tesat.

Nach seinem Start auf einer Sojus-Rakete unter der Ägide von Arianespace war Hispasat 36W-1 mit Hilfe seines chemischen Apogäumsmotors und einer Anzahl elektrischer Triebwerke in den Geostationären Orbit (GEO) gesteuert worden. Anschließend hatte man den Satelliten einer umfangreichen Test- und Inbetriebnahmephase unterzogen.

Hispasat 36W-1 kreist seit dem 28. Januar 2017 um die Erde. Das Raumfahrzeug mit einer Leermasse von rund 1.700 Kilogramm und einer Startmasse von rund 3.220 Kilogramm wurde zum ersten kommerziellen geostationären Kommunikationssatelliten einer neuen Baureihe kleinerer Satelliten aus europäischer Entwicklung und Herstellung. Darüber hinaus ist Hispasat 36W-1 der erste in Deutschland gebaute Kommunikationssatellit seit DFS-Kopernikus, welcher vor rund 25 Jahren ins All transportiert worden war. Jetzt ist Hispasat 36W-1 im GEO an einer Position bei 36 Grad West stationiert. Alle Ausleger und Antennen sind entfaltet bzw. ausgeklappt, was ihm in Betriebskonfiguration Abmessungen von ~ 7,5 x 20,8 x 4,95 Meter gibt.

Die intensiven Tests zeigten, dass der von der OHB System AG auf Basis des Satellitenbus SmallGEO gebaute neuartige Satellit mit einer von Tesat-Spacecom in Backnang bei Stuttgart integrierten Kommunikationsnutzlast im Weltraum funktioniert. Seine Ausstattung mit 20 K_u-Band-Transpondern mit Bandbreiten von 33 und 36 Megahertz ist der Versorgung von Empfängern in Amerika, Afrika, und Europa gewidmet. Dabei deckt eine AME genannte Ausleuchtzone Nord- und Südamerika ab. Die EUR genannte Ausleuchtzone überstreicht die meisten Teile Europas inklusive der Balearen, Kanaren, Madeira, und den Azoren, sowie Nordafrika inklusive Tel Aviv in Israel.

Außerdem befindet sich an Bord von Hispasat 36W-1 ein „K_a-Band Demonstrator“ mit einer Bandbreite von 144 Megahertz mit neuartiger Ansteuerungseinheit, drei Transpondern und einer feststehenden Sende- und Empfangs-Antenne. Er adressiert mit einer Ausleuchtzone namens IBERIA/CANARY Nutzer auf der Iberischen Halbinsel mit Spanien und Portugal sowie den Balearen und Kanaren.

Mindestens 15 Jahre soll sich der dreiachstabilisierte Satellit u.a. für Videoübertragungen, die Unterstützung von Netzen großer Institutionen, Unternehmen und von Mobilfunkanbietern sowie breitbandigen Internetzugriff einsetzen lassen.

Hispasat 36W-1 (ehemals HISPASAT Advanced Generation Satellite 1 bzw. Hispasat AG1) ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.942 und als COSPAR-Objekt 2017-006A.

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• Hispasat 36W-1 auf Sojus ST-B VS16 von CSG ELS

Der Beitrag Hispasat 36W-1 auf Station und einsatzbereit erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Airbus Defence and Space, Arianespace, DLR, ESA, Hispasat, OHB, Thales Alenia Space, Tesat.

Der Start …
… erfolgte am am 28. Januar 2017 um 2.03 Uhr und 34 Sekunden Mitteleuropäischer Zeit (MEZ), bzw. am 27. Januar 2017 um 22.03 Uhr und 34 Sekunden Ortszeit Kourou.

Die Startanlage …
… hört auf die Bezeichnung ELS (Ensemble de Lancement Soyouz) und wurde in Kourou unter entscheidender Mitwirkung russischer Unternehmen extra für den Start von aus Russland bezogenen Raketen gebaut. Die äquatornahe Lage an der Küste Südamerikas erlaubt günstige Flugprofile für Satelliten, die später im Geostationären Orbit (GEO) über dem Äquator eingesetzt werden sollen. Für eine Sojus-Rakete war es allerdings das erste Mal, dass von Kourou aus eine Nutzlast in einen geeigneten Geotransferorbit gebracht wurde. Ein zweiter solcher Flug könnte einer mit dem Kommunikationssatelliten SES 15 Anfang April 2017 sein. Der erste Start von der Anlage überhaupt erfolgte am 21. Oktober 2011.

Die Rakete …
… von ZSKB Progress bzw. RKZ Progress mit der Seriennummer R-15000-012, die verwendet wurde, ist ja nach Zählweise zusammen mit der von Lawotschkin gebauten Oberstufe Fregat-MT (Seriennummer 133-06) und einem Nutzlastadapter von RUAG drei- oder vierstufig. Ursprünglich war für Hispasat 36W-1 einmal ein Start auf einer Ariane-5-Rakete vorgesehen.

Beim Abheben der VS16 genannten Sojus-Arianespace-Mission mit einer Gesamtnutzlast von 3.343 Kilogramm arbeiteten die Kerosin mit flüssigem Sauerstoff verbrennenden Antriebe der Zentralstufe und der vier Außenblocks, die wegen ihrer Form umgangssprachlich auch Karotten genannt werden, gleichzeitig. Der Abwurf der Außenblocks erfolgte nach rund einer Minute und 58 Sekunden Flugzeit. Der Abwurf der Nutzlastverkleidung mit dem Erzeugniscode 81KS erfolgte etwa dreieinhalb Minuten nach dem Abheben. Vier Minuten und 47 Minuten nach dem Abheben trat während der sogenannten heißen Stufentrennung schließlich die zweite bzw. dritte Stufe der Rakete in Aktion. Sie verbrannte ebenfalls Kerosin mit flüssigem Sauerstoff und arbeitete rund viereinhalb Minuten. Dabei brachte sie Oberstufe und Nutzlast auf eine suborbitale Transferbahn mit einem höchstgelegenen Bahnpunkt im Bereich von 200 Kilometern über der Erde.

Neun Minuten und 23 Sekunden war die sogenannte Orbitaleinheit aus Oberstufe und Nutzlast (Abmessungen des Satelliten in Transportkonfiguration ~ 3,1 x 2,47 x 4,95 Meter) dann rund 200 Kilometer über der Erde solo unterwegs. Es folgte eine rund 17 Minuten und 37 Sekunden lange Brennphase der Oberstufe, bei der die Stufe unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH) mit Distickstofftetroxid (NTO / N₂O₄) verbrannte. Die Brennphase diente insbesondere dazu, einen elliptischen Orbit mit einem von der Erde am weitesten entfernten Bahnpunkt ungefähr auf Höhe des Geostationären Orbits auszubilden. Rund vier Minuten nach Abschluss dieser Brennphase und nach 32 Minuten und 10 Sekunden Gesamtflugzeit wurde Hispasat 36W-1 schließlich ausgesetzt.

Nach dem Aussetzen wurde Hispasat 36W-1 alias H36W-1 in einer 5,4 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn mit einem Apogäum, dem von der Erde am weitesten entfernten Bahnpunkt, von 35.639 Kilometern und einem Perigäum, dem der Erde nächsten Bahnpunkt, von 239 Kilometern beobachtet.

Der Satellit …
… wird für den Abbau der verbliebenen Bahnneigung gegen den Erdäquator und die Ausbildung einer annähernden Kreisbahn eigene chemische, Monomethylhydrazin (MMH) mit einer Mischung von Stickstoffoxiden (MON) verbrennende Triebwerke benutzen. Zusammen rund 1.300 Kilogramm beider Treibstoffkomponenten wurden in je einem Brennstoff- und einem Oxidatortank mit einem Volumen von jeweils 700 Litern untergebracht. Die Tanks baute Airbus Safran Launchers in Bremen.

An Bord des Satelliten befindet sich ein 400 Newton starker Apogäumsmotor des Typs S400. Dieser wird bei seinen Einsätzen von zwei redundanten Sätzen aus je vier 10 Newton starken Lageregelungstriebwerken unterstützt. Die Auslegung des chemischen Antriebssystems erfolgte so, dass die Lageregelungstriebwerke alleine die Bahn des Satelliten anheben können, falls der Apogäumsmotor versagt oder aus anderen Gründen nicht eingesetzt werden kann. Hat der Satellit einen annähernd Geostationären Orbit erreicht, wird das chemische Antriebssystem mit Hilfe zweier am Satelliten an gegenüberliegenden Positionen montierter Ventile passiviert.

Für den finalen Transfer in den Geostationären Orbit, die abschließende Positionierung an der geplanten Einsatzpostion bei 36 Grad West im GEO und in allen folgenden Betriebsphasen wird der dreiachsstabilisierte Satellit mit einer Leermasse von rund 1.700 Kilogramm und einer Startmasse von 3.220 Kilogramm ausschließlich auf Xenon ausstoßende Triebwerke zurückgreifen. Zusammen 220 Kilogramm des Edelgases unter einem Anfangsdruck von 186 bar stehen dafür in zwei Tanks mit einem Volumen von jeweils 60 Litern zur Verfügung. Hersteller dieser Tanks ist MT Aerospace aus Augsburg.

Ausgestattet ist Hispasat 36W-1 mit zwei redundanten Sätzen von je vier elektrischen Triebwerken des Typs PPS-1350-G (Snecma / Safran Aircraft Engines), die auf eine Konstruktion namens SPT-100 vom russischen Konstruktionsbüro Fackel bzw. Fakel aus Kaliningrad zurückgehen. Je zwei redundante Triebwerke sind zusammen montiert.

Ursprünglich war geplant, vier PPS-1350-G (Schub jeweils > 75 Millinewton) als Redundanz und vier HEMPT (auch HEMP-T, High Efficiency Multistage Plasma Thruster, jeweils 45 Millinewton Schub) der Thales Electronic Systems GmbH zu benutzen. Die letztgenannten kommen bei Hispasat 36W-1 offensichtlich nicht zum Einsatz. Da die Auslegung so erfolgte, dass die Satellitenmission auch ausschließlich mit den mehr Arbeitsmedium verbrauchenden PPS-1350-G erfolgreich sein kann, war es möglich, auf den Einsatz der HEMPTs verzichten zu können. Der Triebwerkmix könnte eventuell an Bord des experimentellen Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz zum ersten Mal geflogen werden.

Bei Hispasat 36W-1 gibt es außerdem 2 x 4 kleine Kaltgastriebwerke, die Xenon ausstoßen können. Das sogenannte Cold Gas Thruster Assembly (CGTA) wurde von Thales Alenia Space aus Italien beigesteuert. Die Kaltgastriebwerke sind dazu gedacht, Taumelbewegungen des Satelliten unmittelbar nach seiner Abtrennung von der Oberstufe zu kompensieren und im Falle, dass ein Sicherheitsmodus (Safemode) wirksam wird, die Ausrichtung des Satelliten (mit seinen Solarzellen) Richtung Sonne zu gewährleisten. Für einen entsprechenden Einsatz der mindestens 50 Millinewton starken Triebwerke sollen über den gesamten Missionsverlauf etwa fünf Kilogramm Xenon verbraucht werden.

Lässt sich der Satellit mit einer Auslegungsbetriebsdauer von 15 Jahren irgendwann nicht mehr sinnvoll betreiben, oder muss der Betrieb wegen einer nicht zu behebenden Anomalie beendet werden, soll der Satellit in einen sogenannten Friedhofsorbit – für Geostationäre Kommunikationssatelliten derzeit typischerweise rund 300 Kilometer über dem GEO – gebracht werden. Auch dafür wird man die elektrischen Triebwerke des Raumfahrzeugs verwenden.

Im von OHB Schweden (der ehemaligen Space Systems Division der Swedish Space Corporation) entworfenen System zur Bestimmung der Lage des Satelliten im Raum kommen unter anderem integrierte Sternensensoren von der Jena-Optronik GmbH aus Jena zum Einsatz, bei welchen sich Optik und Elektronik im gleichen Gehäuse befinden. Die STAR1000 genannten Detektoren in den ASTRO-APS genannten Sensoren dürften die derzeit strahlungsresistentesten im Markt sein. Active Pixel Sensoren sind im Vergleich zu anderen Sensoren robuster und schneller. Das System zur Lagebestimmung kann außerdem auf Daten von Gyroskopen (Honeywell Miniature inertial measurement units (MIMU)) und Sonnensensoren (von Bradford Engineering) zurückgreifen. Zur Lageänderung können neben den Triebwerken des Satelliten auch vier Teldix / Rockwell-Collins Reaktionsräder verwendet werden.

Zur Positionsbestimmung kann ein an Bord befindlicher experimenteller Navigationssignal-Empfänger benutzt werden. Er soll unter Nutzung zweier unterschiedlicher Antennen während aller Missionsphasen Daten des US-amerikanischen globalen Satellitennavigationssystems (GPS) empfangen, die ihn im schließlich im GEO von GPS-Satellien „nach unten“ ausgestrahlt an der Erde vorbeistreichend erreichen. Die zentrale Baugruppe mit einer Masse von rund 3,9 Kilogramm ist eine Konstruktion von Airbus Defence and Space. Ihre Abmessungen betragen 272 x 284 x 92 Millimeter, ihr Stromverbrauch liegt im Bereich von 10 Watt. Mit ihrer Hilfe vorgenommene Positionsbestimmungen sollen auf 150 Meter genau sein, wird erwartet. Die Nutzung von GPS-Empfängern an Bord von Raumfahrzeugen für den Einsatz im GEO könnte insbesondere den Aufwand und die Kosten für die Bahnverfolgung bis zum Erreichen der ersten Einsatzposition und allgemein die Arbeitslast in den Bodenstationen zur Kontrolle von Satelliten im GEO reduzieren helfen.

Die Kommunikationsnutzlast …
… hat einen Masseanteil von rund 400 Kilogramm und umfasst eine Reihe neuartiger Konstruktionsmerkmale und Eigenschaften. Ihre Auslegung erfolgte vollständig durch die Firma Tesat-Spacecom GmbH & Co KG aus Backnang, die eine solche Arbeit zum ersten Mal erledigte. Die Kommunikationsnutzlast besitzt rauscharme Verstärker und Frequenzumsetzer von Tryo Aerospace (jetzt SENER Aeroespacial).

Für das K_u-Band wurden in die Kommunikationsnutzlast insgesamt 20 Transponder mit Bandbreiten von 33 und 36 Megahertz integriert. Mit den Transpondern kann ein Sende- und Empfangs-Antennensystem mit zwei im All aufzuklappenden von Airbus Defense and Space Spanien gebauten Karbonfaser-Antennenreflektoren ohne zusätzliche Thermalschutz-Farbbeschichtung bedient werden.

Ein elektronisch richtbares Antennensystem auf Hispasat 36W-1 für Frequenzen zwsichen 14,25 und 14,50 Gigahertz besitzt integrierte Schaltkreise von Arquimea, ein Heatpipe-Kühlsystem von Iberespacio sowie eine Stromversorgung und eine elektronische Steuerung von Tecnobit. Das Antennensystem namens DRA/ELSA für Direct Radiating Array / ELectronically Steerable Antenna (auch RedSAT DRA) ist für den parallelen Empfang vier unabhängiger, hinsichtlich des Sendeorts flexibel änderbarer 36 Megahertz K_u-Band-Uplinks („S1“ bis „S4“) gedacht. DRA/ELSA kommt von Airbus Defense and Space Spanien. Das Unternehmen griff beim Entwurf der neuen Antenne auf Erfahrungen mit der In-orbit Reconfigurable Multibeam Antenna (IRMA) an Bord des von Space Systems/Loral integrierten militärischen Kommunikationssatelliten SpainSAT und einer Aktivantenne an Bord des von Airbus Defence and Space bzw. Astrium gebauten Weltraumteleskops Gaia zurück.

Der RedSAT On-Board Processor (OBP) basiert auf Entwicklungen von Thales Alenia Space aus Spanien und benutzt DVB/MPEG2 Standards zum Informationstransport. Für vier 36-Megahertz-Kommunikationskanäle kann er eingehende DVB-RCS-Signale (DVB-RCS: Digital Video Broadcasting – Return Channel via Satellite) aufbereiten und im DVB-S2-Format zur Sendung vorbereiten. Er kann außerdem Verbindungen zu irdischen IP- und Telefonnetzen herstellen.

Ein sogenannter „K_a-Band Demonstrator“ mit neuartiger Ansteuerungseinheit, drei Transpondern und einer feststehenden Sende- und Empfangs-Antenne besitzt eine besonders große Bandbreite (144 Megahertz). Bisher übliche Systeme waren häufig auf den Betrieb mit einer ganz bestimmten Leistung auf einer ganz bestimmten Frequenz hin ausgelegt. Mit flexibel einstellbarer Sendeleistung und nachträglich wechselbaren Frequenzen wird ein flexiblerer Einsatz eines Kommunikationssatelliten ermöglicht. Gegebenenfalls kann Leistung, wo sie nicht benötigt wird, reduziert und für andere Anwendungen an Bord des Satelliten benutzt werden.

Der Strom …
… für die elektrischen Verbraucher an Bord von Hispasat 36W-1 wird von zwei Solarzellenauslegern bereitgestellt. Die von Airbus Defence and Space Ottobrunn gebauten Ausleger mit Galliumarsenid 3G triple junction-Zellen und integrierten Bypass-Dioden von der AZUR SPACE Solar Power GmbH aus Heilbronn sind so montiert, dass sie von den elektrischen Triebwerken am Satellitenkörper möglichst wenig beeinflusst werden. Die Ausleger geben dem rund 4,95 Meter hohen, mit entfalteten Antennen rund 7,5 Meter breiten Satelliten eine Spannweite von rund 20,8 Metern. Bei ihrer Konstruktion wurde auf Erfahrungen mit Baugruppen für die Satellitenbusse EuroStar-3000 und Alphabus zurückgegriffen. Die mögliche Gesamtleistung des Stromerzeugungssystems mit einer Stromschienenspannung von 50 Volt liegt bei über 6 Kilowatt, wovon die Kommunikationsnutzlast maximal etwas über 3,4 Kilowatt benötigt. Der Stromspeicherung dienen Lithium-Ionen-Akkumulatoren.

Der Betreiber …
… Hispasat will den neuen Satelliten verwenden, um Empfänger in Europa, auf den Kanarischen Inseln und in Südamerika mit Multimediadiensten zu versorgen. Im K_u-Band ist eine Ausleuchtzone namens AME vorgesehen, die Nord- und Südamerika abdeckt. Eine weitere K_u-Band-Ausleuchtzone, EUR genannt, überstreicht die meisten Teile Europas inklusive der Balearen, Kanaren, Madeira, und den Azoren, sowie Nordafrika inklusive Tel Aviv in Israel. Der iberischen Halbinsel mit Spanien und Portugal sowie den Balearen und Kanaren ist die K_a-Band-Ausleuchtzone unter der Bezeichnung IBERIA/CANARY gewidmet.

Hispasat ging zur Realisierung des Satelliten ein öffentlich-privates Partnerschaftsprojekt (Public-private-Partnership, PPP) ein, an dem maßgeblich insbesondere die Europäische Raumfahrtagentur (ESA) mit ihrem Programm ARTES (Advanced Research in Telecommunications Systems) und die OHB System AG mit Sitz in Bremen als Hauptauftragnehmer und zur Führung der mitarbeitenden Industrieunternehmen beteiligt sind.

Das SmallGEO-Programm der ESA, dem der Satellit entspringt, wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt. Entwicklung von Satellitenbus und Kommunikationsnutzlast wurden mit rund 150 Millionen Euro aus Deutschland gefördert. Insgesamt flossen über 300 Millionen Euro öffentlicher Fördermittel aus Europa in das Projekt.

Hispasat will den Satelliten vom eigenen Kontrollzentrum Arganda del Rey in der Nähe der spanischen Hauptstadt Madrid aus überwachen und steuern. Vorher erfolgt die Kontrolle des Satelliten jedoch von Bayern aus, wo Ingenieure und Techniker des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums (German Space Operations Center, GSOC) beim DLR in Oberpfaffenhofen und an der Bodenstation in Weilheim im Rahmen der frühen auch Launch and Early Orbit Phase (LEOP) genannten Inbetriebnahmephase tätig sind.

Zunächst sind intensive Tests der raumflugtechnischen Komponenten des Satelliten angesetzt. Anschließend steht der Transfer des Satelliten zu seiner Einsatzposition im GEO an. Dort werden insbesondere die Transponder und Antennen der Kommunikationsnutzlast auf Herz und Nieren geprüft. Ist alles einsatzbereit, wird die Kontrolle des Raumfahrzeugs schließlich an Hispasat übergeben.

Die Katalogisierung …
… des früher einmal HISPASAT Advanced Generation Satellite 1 bzw. Hispasat AG1 genannten Raumfahrzeugs erfolgte mit der NORAD.Nr. 41.942 und als Cospar-Objekt 2017-006A. Die Fregat-Oberstufe wurde katalogisiert mit der NORAD.Nr. 41.943 und als Cospar-Objekt 2017-006B.

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• Soyuz ST-B VS-16 mit Hispasat 36W-1 von CSG ELS
• SmallGeo

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Quelle: OHB System AG.

Bremen/Kourou, 1. Dezember 2016 – „Die Fertigstellung unseres ersten geostationären Kommunikationssatelliten stellt einen wichtigen Meilenstein in der Geschichte des Unternehmens dar“, sagt Marco R. Fuchs, CEO der OHB System AG, und ergänzt: „Dies wird die Arbeiten an unseren drei anderen SmallGEO-Projekten, EDRS-C, Electra und Heinrich Hertz weiter beflügeln.“

Mit SmallGEO hat OHB im ARTES-Programm (Advanced Research in Telecommunications Sytems) der ESA eine vielseitige geostationäre Satellitenplattform entwickelt. Der erste Satellit wurde im Rahmen eines PPP-Projektes zwischen der ESA, OHB und dem spanischen Satellitenbetreiber HISPASAT gefertigt, der mit dem Kommunikationssatelliten H36W-1 die Iberische Halbinsel, die Kanarischen Inseln und Südamerika mit Multimediadiensten versorgen will. HISPASAT gliedert H36W-1 in seine bestehende Flotte geostationärer Kommunikationssatelliten ein. Der Satellit ist für eine 15-jährige Mission ausgelegt.

„Unser Satellit wurde in der 11-monatigen Testphase komplett durchgecheckt – man könnte fast sagen: Auf Herz und Nieren getestet und für flugtauglich befunden. Wir haben eng und zielorientiert mit der ESA, unserem Kunden HISPASAT, den Fachleuten vom Testhaus IABG und unserem Partner TESAT zusammen gearbeitet“, sagt Dieter Birreck, bei OHB Projektleiter dieses SmallGEO-Projektes. Er sieht den weiteren Arbeiten in Kourou mit Vorfreude entgegen: „Jetzt geht es mit Riesenschritten auf den Satellitenstart zu und den können wir alle kaum erwarten!“

OHB Technik-Vorstand und Direktor Telekommunikationssatelliten, Guy Perez, blickt auf die bisherigen Arbeiten zurück: „H36W-1 ist der erste Telekommunikationssatellit, der von OHB in enger Abstimmung mit ESA und HISPASAT komplett konzipiert, entwickelt, integriert und getestet worden ist. Wie bei jedem ersten Mal, sind wir auf eine Reihe technischer Herausforderungen gestoßen, die es zur Zufriedenheit der Kunden zu lösen galt. Die OHB-Teams haben daher im bisherigen Projektverlauf viel gelernt und können das OHB Know-how erweitern. Alle Erkenntnisse werden wir bei unseren zukünftigen Satellitenprojekten sowie bei den künftigen Telekommunikationssatelliten der SmallGEO-Familie zu nutzen wissen.“

Transport per LKW, Flugzeug und Rakete

Eine Antonow brachte den Kommunikationssatellit von Deutschland nach Französisch Guyana. Am Startplatz Kourou werden ihn die Experten von OHB erneut testen und alle Funktionen überprüfen, bevor er auf der Trägerrakete vom Typ Sojus integriert und abschließend getestet wird. Sein Ritt ins All ist für 27.01.2017 vorgesehen. Seinen Dienst wird H36W-1 von einer geostationären Umlaufbahn in etwa 36.000 Kilometern Höhe verrichten.

*⁾ Die SmallGEO-Satellitenfamilie zeichnet sich durch eine weite Bandbreite möglicher Konfigurationen aus, um unterschiedlichen Missionszielen wie Telekommunikation, Erdbeobachtung und Laser-Kommunikationsanwendungen aus dem Geostationären Orbit gerecht werden zu können. Beim Satellitenantrieb können Kunden zwischen klassisch, hybrid und elektrisch wählen. Die Startmasse der Satelliten bewegt sich je nach Typ zwischen 2.500 und 3.500 kg, wobei die jeweils erlaubte Nutzlastmasse zwischen 300 und 650 kg variiert. OHB arbeitet aktuell auch an den SmallGEO-Projekten EDRS-C, Electra und Heinrich Hertz.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Astrium, ESA, OHB.

Die Astrium GmbH fungiert als Hauptauftragnehmer der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) und organisiert Aufbau und Betrieb des gesamten europäischen Datenrelais- und Kommunikationssatellitensystems (European Data Relay System, EDRS). Das System soll künftig eine schnellere und breitbandigere Weiterleitung von Informationen zwischen wissenschaftlichen Raumfahrzeugen, Anwendungssatelliten, anderen Vehikeln wie unbemannten Drohnen sowie den Bodenstationen ermöglichen.

Die OHB System AG wurde mit dem neuen Vertrag beauftragt, einen der Träger von Datenrelais- und Kommunikationsnutzlasten des EDRS, nämlich den Satelliten EDRS-C, zu entwickeln und zu bauen. Für die Lieferung des auf OHBs SmallGEO-Plattform basierenden Satelliten durch die OHB System AG erhält diese 157,5 Millionen Euro. Der Satellitenbus SmallGEO entstand im Rahmen eines ESA-Programms zur Entwicklung eines kleinen Busses für geostationäre Satelliten (small European geostationary platform, SGEO) unter dem Titel ARTES-11.

Die Tesat Spacecom GmbH, eine Tochter von Astrium, steuert die eigentliche Datenrelais- und Kommunikationsnutzlast bei. Diese besteht aus einem Laserkommunikationsterminal (Laser Communication Terminal, LCT) und einem im Ka-Band-Komponenten sind insbesondere für die Verbindung mit Bodenstationen vorgesehen.

An Bord von EDRS-C wird sich außerdem eine Kommunikationsnutzlast für die Avanti Communications Ltd. aus Großbritannien befinden. Diese ist bei MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA) beauftragt. Die Avanti Communications Ltd. führt den Satelliten mit der Bezeichnung Hylas 3 und will mit ihm wachsenden Bedarf auf dem afrikanischen Kontinent bedienen.

Im Jahr 2016 soll EDRS-C alias Hylas 3 an einer Position im Geostationären Orbit einsatzbereit sein. Geplant ist eine Stationierung des Raumfahrzeugs mit einer voraussichtlichen Startmasse von rund 3.350 Kilogramm bei 31 Grad Ost. Überwachung und Steuerung sollen von einem Kontrollzentrum am Standort Oberpfaffenhofen aus erfolgen. Die vorgesehene Lebenserwartung des Satelliten liegt bei 15 Jahren.

Den Aufbau des europäischen Datenrelais- und Kommunikationssatellitensystems hatte die ESA-Ministerratskonferenz 2008 im niederländischen Den Haag beschlossen. Deutsche Industrieunternehmen aus der Raumfahrtbranche setzen den Beschluss mit maßgeblicher Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) um.

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• EDRSS (European Data Relay Satellite System)

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