Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: ISRO

RLV-TD steht für Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator. Nach Angaben der ISRO wurde das rund 6,5 Meter lange Fluggerät im hypersonischen Bereich, das heißt bei einer Geschwindigkeit jenseits der fünffachen Schallgeschwindigkeit, getestet.

Ein Feststoffbooster des indischen Typs HS9 hob mit dem RLV-TD genannten Testobjekt an der Spitze um 7:00 Uhr Ortszeit (3:30 Uhr MESZ) von der Rampe Nr. 1 des indischen Raumfahrtzentrums Satish Dhawan auf der Insel Sriharikota an Indiens Südküste ab. Nach rund 91,1 Sekunden waren die rund neun Tonnen fester Treibstoff des HS-9-Motors verbraucht. Der Motor blieb jedoch zunächst mit dem Testobjekt verbunden.

Beide stiegen zusammen bis auf eine Höhe von rund 56 Kilometern über der Erde weiter auf. Dann erfolgte die Freigabe des RLV-TD mit einer Masse im Bereich zwischen 1.500 und 1.700 Kilogramm.

Der Demonstrator erreichte anschließend in freiem, nicht angetriebenem Flug eine Gipfelhöhe von rund 65 Kilometern über der Erde. Nach dem überschreiten des Höhepunkts des Flugprofils begann der Wiedereintritt in dichtere Atmosphärenschichten mit rund fünffacher Schallgeschwindigkeit.

Das Testobjekt wurde während des Wiedereintritts von einem Flugführungssystem akkurat gesteuert und so ein sicherer Abstieg gewährleistet, berichtet die ISRO. Den Schutz vor den hohen Temperaturen beim Wiedereintritt übernahm ein Hitzeschutzsystem, das unter anderem auf über 600 Hitzeschutzkacheln an der Unterseite des Testobjekts und eine Nase aus Carbon-Carbon baute.

Nachdem die Flugphase mit der höchsten Temperaturbelastung überstanden war, steuerte das RLV-TD im Gleitflug die anvisierte Landestelle im Golf von Bengalen, rund 450 Kilometer von Sriharikota entfernt, an.

Der Flug des RLV-TD wurde von Sriharikota und von schiffsgestützten Bahnverfolgungsanlagen verfolgt. Die ermittelte Gesamtflugdauer vom Abheben bis zum Auftreffen auf dem Meer betrug rund 770 Sekunden, das sind nicht ganz 13 Minuten.

Ob ein Bergungsversuch gemacht wurde, teilte die ISRO nicht mit. Vor etwas über einem Jahr wurde diskutiert, den Demonstrator nach absolvierter Mission zu bergen. Möglich, dass aktuell keine Bergung vorgesehen wurde, da vielleicht mit einer Zerstörung des Fluggeräts beim ungebremsten Auftreffen auf die Meeresoberfläche gerechnet werden musste.

Laut ISRO gelang es mit der Mission, das autonome automatische Flugführungssystem, das für eine Wiederverwendung vorgesehene Hitzeschutzsystem und die Organisation einer Missionen mit einem Wiedereintritt erfolgreich zu validieren.

Grundsätzlich ging es außerdem darum, das Flugverhalten des Boosters mit dem geflügelten Testobjekt an der Spitze in unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen, also im Unterschallbereich, beim Übergang von Unterschall- auf Überschallgeschwindigkeit und bei Überschallgeschwindigkeit zu überprüfen.

Der indischen Küstenwache und dem nationalen Institut für Meerestechnik (National Institute of Ocean technology, NIOT) sprach die ISRO ihren Dank für Daten über die Windverhältnisse über dem entsprechenden Meeresbereich und die schiffsgestützte Telemetriedatenerfassung aus.

Die heutige, HEX(-01) für Hypersonic Flight Experiment genannte Mission steht am Anfang einer Reihe von Flugexperimenten mit Demonstratoren des Typs RLV-TD. Geplant sind noch die Missionen LEX (eine Landexperiment), REX (ein Rückflugexperiment) und SPEX (ein Experiment mit Antrieb durch einen Scramjet).

Eventuell führt die begonnene Entwicklung schließlich einmal zu einem zweistufigen indischen Raumfahrtträgersystem mit wiederverwendbaren Komponenten. Beim RLV-TD handelt es sich um eine 1:6-Version der zweiten, rückführbaren Stufe eines künftigen Raumfahrtträgersystems.

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• RLV-TD HEX-01 (suborbital)

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA.

In der allgemeinen Diskussion um Flüge zum Mars wird meistens ignoriert, dass mit den heute bekannten Technologien zum Abbremsen aus Geschwindigkeiten weit im Überschallbereich weder große Massen noch höher liegende Landestellen auf dem Mars in Frage kommen. Da künftige Robotermissionen und erst recht bemannte Missionen zum Mars erheblich größere Massen haben werden, muss jeder unnötige Ballast vermieden werden. Umfangreiche Treibstoffvorräte für aufwendige Abremsmanöver und überdimensionierte und damit schwere Schutzschilde gingen zu Lasten der Nutzlast.

Die NASA arbeitet daher seit längerem an neuen Technologien. Im Juni steht ein erster Höhentest eines Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) auf dem Raketentestgelände Stützpunkt der U.S. Navy auf Kauai, Hawaii, an. Beim Test-LDSD handelt es sich um eine rund fünf Meter durchmessende Halblinse, ein Schutzschild im Orion-Format, mit aufgesetztem Raketenmotor. Die Planung sieht vor, dass der LDSD mit einem Stratosphärenballon auf 37 Kilometer Höhe gebracht wird. Die dünne Atmosphäre soll die Verhältnisse in der Mars-Atmosphäre simulieren. Nach dem Ausklinken wird der Raketenmotor gezündet, der den Demonstrator auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt und auf 55 Kilometer Höhe bringt. Dort kommen dann die neuen Abbremstechniken zum Einsatz.

Neben einem neu entwickelten Überschall-Fallschirm, der erst ab unter Mach 2 geöffnet werden kann, gibt es zwei Varianten, um den LDSD von über Mach 3,5 auf Mach 2 abzubremsen. In beiden Fällen handelt es sich um einen aufblasbaren Ringballon, präziser genannt Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator oder kurz SIAD, der am Rand des LDSD befestigt ist und im aufgeblasenen Zustand dessen Durchmesser vergrößert. Für leichtere Robot-Missionen gibt es eine kleinere Ringballon-Variante SIAD-R, die mit heißem Gas aufgeblasen wird und den Durchmesser der Linse auf sechs Meter Durchmesser vergrößert. Für bemannte Missionen wird die Ringballon-Variante SIAD-E getestet, die durch Stauluft (ram air) auf acht Meter Durchmesser aufgeblasen wird. Der ab unter Mach 2 zum Einsatz kommende Überschall-Fallschirm hat 33,5 Meter Durchmesser und bremst den Flugkörper auf Unterschall ab. Unabhängig von diesen Abbremstechnologien werden für eine sanfte Landung weiterhin Landetriebwerke oder stabile Airbags benötigt.

Vor dem jetzigen Höhentest wurde der Fallschirm seit 2012 in einer Drittel-Variante im Windkanal und später als Vollmodell bei Hubschrauberabwürfen getestet. Die Funktionsfähigkeit des Ringballons wurde bei horizontalen Versuchen auf Raketenschlitten überprüft. Die neuen Abbremstechniken zählen wegen der besonderen Anforderungen an Belastbarkeit und Hitzebeständigkeit von Fallschirm und Ballon zu den Schlüsseltechnologien bei der Marserforschung. Das Projekt wird aus dem Budget des NASA Space Technology Mission Directorate finanziert und vom NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena durchgeführt.

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• Marsflug, Marsbasis

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: JAXA.

Aus diesem könnte die Raumsonde in einigen Monaten erwachen, wenn die Solarzellen am Sondenkörper wieder in einem günstigeren Winkel zur Sonne stehen. In den letzten Monaten war bereits die Datenrate der Informationsübertragung aufgrund der großen Entfernung zur Erde und des Energiemangels beträchtlich gesunken.

Zum Jahreswechsel hatte IKAROS eine Entfernung von knapp 140 Millionen Kilometern von der Sonne, war von der Erde 235 Millionen und von der Venus, die sie Mitte Dezember 2010 passierte, 237 Millionen Kilometer entfernt. Die Sonde mit aufgespanntem Sonnensegel rotiert um die Längsachse, was zu einer stabilen Lage im Raum führt, die auch durch Energiemangel nicht verlorengehen sollte.

Der Sonnensegeldemonstrator IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun), benannt nach dem legendären Ikarus, startete am 21. Mai 2010 zusammen mit zwei weiteren Raumsonden und drei kleinen Erdsatelliten ins All und wurde auf eine Flugbahn in Richtung Venus gebracht.

Anfang Juni wurde das Sonnensegel in mehreren Etappen durch die Fliehkraft von vier Pilotmassen aus dem rotierenden Sondenkörper herausgezogen und am 10. Juni entfaltet. Seitdem wirkte der Lichtdruck der Sonne zur Beschleunigung der Sonde, allerdings mit sehr geringer Kraft um 1 Millinewton. Außerdem generierten Solarzellen, die einen kleinen Teil des 173 m² großen Segels bedecken, etwas zusätzliche elektrische Energie. 8 Staubdetektoren maßen die Dichte interplanetarer Partikel im inneren Sonnensystem und ein weiterer spezieller Detektor hatte Gammastrahlungsblitze erfasst. Ein neuartiges Messsystem zur Ermittlung der Entfernung der Sonde zu Erde und Venus funktionierte ebenfalls und zwei Mitte Juni ausgesetzte Kamerasonden hatten Bilder vom entfalteten Sonnensegel zur Sonde übertragen. Von dort aus wurden sie zur Erde übermittelt. Damit war die Mission bereits vor mehr als einem Jahr ein hundertprozentiger Erfolg.

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Raumcon:

• IKAROS (ab Juli 2008)

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Europas Ambitionen, die Technologie für einen gesteuerten Wiedereintritt zu entwickeln, haben einen neuen Schub bekommen. Der Bau des IXV ist nun nur noch Formsache. Schon nächste Woche sollen die Verträge von ESAs Industrial Policy Commitee endgültig verabschiedet werden. Die Idee vom IXV geht zurück auf das Jahr 2002, als die europäische Weltraumagentur nach neuen Konzepten suchte. Beteiligt sein werden Staaten wie Belgien, Frankreich, Italien, Portugal, Irland, Spanien und die Schweiz.

Bereits 1998 führte die ESA einen ähnlichen Test mit dem Atmospheric Reentry Demonstrator (ARD) durch. Diese Kapsel ähnelte vom Design her der amerikanischen Mond-Kapsel Apollo und wurde mit der dritten Ariane 5 gestartet. Der Wiedereintritt erfolgte problemlos und die Kapsel konnte im Pazifischen Ozean geborgen werden, zusammen mit zahlreichen Telemetriedaten.

Diesmal soll eine anspruchsvollere Variante mit einem Lifting-Body-Konzept versucht werden. Der Tragrumpf sorgt für deutlich mehr Auftrieb als bei einem Kapselkonzept. Zudem wird der Gleitpfad, ähnlich wie beim Space Shuttle, steuerbar. Nicht nur der Strömungswiderstand kann durch den Neigungswinkel der Raumfähre kontrolliert werden, auch leichte Kurven sind möglich durch das Kippen der Fähre. Gesteuert wird das IXV-Vehikel durch zwei hinten anliegende Steuerflächen sowie mehrere Steuerdüsen. Diese ermöglichen alle genannten Manöver, um eine deutlich präzisere Punktlandung als mit dem ARD durchzuführen.

Im Gegensatz zur knapp doppelt so großen X-37b des US Verteidingungsministeriums wird das europäische Modell allerdings nicht über ein Fahrwerk verfügen, sondern stattdessen mit einem Fallschirm im Pazifik niedergehen, um dort geborgen zu werden. Die präzise Steuerung eines Flugkörpers, der sich aerodynamisch, im Gegensatz zu einer Kapsel, nicht selbstständig stabilisiert, ist eine große technische Herausforderung bei Geschwindigkeiten bis zu 28.000 km/h (Mach 25). Schon in den 1980er Jahren gab es bei der ESA die Idee eines ähnlichen, sogar bemannten Gleiters namens Hermes. Dieser wurde relativ weit entwickelt, zu einem Testflug auf der extra für dieses Vehikel optimierten Ariane V kam es aber aus Kostengründen nicht mehr.

Nun soll es 2012 einen erneuten Versuch geben, das Konzept eines Auftriebskörpers zu realisieren. Die IXV soll dabei etwa 2 Tonnen schwer sein bei einer Länge von 5 Metern und einer Spannweite von 2,2 Metern. Das Hitzeschild soll aus einer Kombination von fortgeschrittenen Keramiken und ablativen Elementen bestehen. Das Gerüst soll aus einer karbonfaserverstärkten Polymerstruktur gefertigt werden, um den großen Kräften, die beim Wiedereintritt auftreten, gerecht zu werden. Im Inneren befinden sich die Avionik-Systeme, Datenrekorder und die Fallschirmsysteme, als auch die Steuerungseinheiten für die Steuerflächen und Manövriertriebwerke.

Gestartet werden soll auf der noch in Entwicklung befindlichen VEGA-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou. Diese soll nach bisherigen Planungen noch dieses Jahr zum Jungfernflug abheben. Allerdings verzögern derzeit thermische Probleme mit der Oberstufe die Arbeiten. Nach dem Start wird das IXV knapp unterhalb der Orbitgeschwindigkeit über Europa und Russland fliegen, um dann östlich von Japan wieder in die Atmosphäre einzutreten. Die bei diesen Geschwindigkeiten entstehende Hitze von bis zu 1600 °C muss vom Hitzeschild fast vollständig reflektiert werden.

Die Integration vom IXV hat bereits begonnen und das nötige Bodenequipment, zu dem auch ein Kontrollraum gehört, wurde bereits fertig gestellt. Die Kosten der Mission werden mit 150 Millionen Euro angegeben.

Raumcon Forum:

• Intermediate eXperimental Vehicle

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Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: SFN. Vertont von Peter Rittinger.

Die NASA gab bekannt, dass NanoSail-D2 am Montag von FASTSAT (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite) getrennt werden sollte. Nach drei Tagen sollte dann, durch einen Timer bestimmt, das ungefähr 10 Quadratmeter große Sonnensegel entfaltet werden. Es wurde jedoch befürchtet, dass dabei irgendetwas schief gegangen sein musste. Denn seit der geplanten Freigabe kann die Bodenstation keinen Kontakt mehr zu NanoSail-D2 herstellen.

Der Auswurf durch FASTSAT wurde zuerst sogar positiv bestätigt, jedoch wurde nach den anschließenden Überflügen von NanoSail-D2 kein Signal empfangen. Deshalb wird mittlerweile davon ausgegangen, dass NanoSail-D verloren ist.

Der Technologieerprobungssatellit war am 19. November an Bord einer Minotaur 4 von Kodak, Alaska, aus gestartet worden. Dabei waren auch noch einige andere Satelliten ins All gebracht worden (Raumfahrer.net berichtete).

NanoSail-D2 ist bereits der zweite Satellit seiner Art. Am 3. August 2008 war von Omelek aus eine Falcon 1 gestartet worden, erreichte jedoch keinen Erdorbit, da bei der Stufentrennung die erste und die zweite Stufe kollidierten. Dadurch ging der Satellit NanoSail-D verloren. Nach diesem Misserfolg begannen Techniker das Reservemodell für einen Start herzurichten.

Der CubeSat NanoSail-D2 sollte mit seinem Sonnensegel die Fortbewegung mit diesem erproben. Sie liefern Schub, weil Teilchen aus der Sonne auf die Oberfläche des Segels treffen. Dieser ist zwar nicht besonders hoch, aber sie können kleinere Sonden in größeren Zeiträumen durch das Sonnensystem transportieren. Der Testsatellit sollte zwischen 70 und 120 Tagen im All bleiben und dann verglühen.

Raumcon:

• STPSat 2 und weitere Satelliten auf Minotaur 4

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