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Autor: Axel Nantes / 26. August 2017, 13:04 Uhr

NASA-Relaissatellit TDRS M im All

Die Konstellation aus US-amerikanischen Telekommunikations- und Datenrelaissatelliten der Raumfahrtagentur NASA hat Verstärkung bekommen. Seit dem 18. August 2017 kreist TDRS M um die Erde.

Quelle: Boeing, NASA, ULA, USAF
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NASA / GSFC

Bild vergrößernTDRS M im All - Illustration
(Bild: NASA / GSFC)
TDRS-Raumfahrzeuge spielen in vielen internationalen und US-amerikanischen Raumfahrtprogrammen eine maßgebliche Rolle. Sie sind beispielsweise in der Lage, von Raketen im Flug gesendete Telemetriedaten zu geeigneten Bodenstationen weiterzuleiten und Kommunikationsverbindungen zwischen der Internationalen Raumstation (ISS) und der Erde zur Verfügung zu stellen.

Der am 18. August 2017 auf einer Rakete vom Typ Atlas V gestartete TDRS M ist der dritte und letzte einer mit TDRS K begonnenen und mit TDRS L fortgesetzten Baureihe. Das von Boeing in El Segundo im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien für einen Preis von 289 Millionen US-Dollar gebaute Raumfahrzeug wurde beim 72. Flug einer Atlas-V-Rakete in den Weltraum transportiert.

NASA / Kenneth Allen

Bild vergrößernAtlas V AV-074 auf der Startrampe
(Bild: NASA / Kenneth Allen)
Die Mission der von Lockheed Martin gebauten und der United Launch Alliance (ULA) vermarkteten Rakete begann um 12:29 Uhr UTC (14:29 Uhr MESZ) von der Rampe Nr. 41 der Luftwaffenbasis Cape Canaveral (Cape Canaveral Air Force Station, CCAFS) im US-Bundesstaat Florida. Angesetzt war der Start auf 12:03 Uhr UTC zu Beginn eines vierzig Minuten langen Startfensters, musste aber wegen einer Auffälligkeit beim Herunterkühlen des Triebwerks der Centaur-Oberstufe um einige Minuten verschoben werden.

TDRS M mit einer Startmasse von rund 3.454 Kilogramm wurde von einer Atlas V in 401-Konfiguration, die hier zum 37. Mal zum Einsatz kam, 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 keine Feststoffbooster angebracht waren und die Nutzlastverkleidung 4 Meter Durchmesser hatte.

NASA / Tony Gray und Sandra Joseph

Bild vergrößernAtlas V AV-074 startet mit TDRS M an Bord
(Bild: NASA / Tony Gray und Sandra Joseph)
Das Haupttriebwerk der Zentralstufe der Atlas V mit der Seriennummer AV-074 zündete rund 2,7 Sekunden vor dem Abheben von der Startanlage. Etwa 19 Sekunden nach dem Abheben begann die Rakete, ihre Flugbahn in die erforderliche Richtung zu neigen. Rund 92 Sekunden nach dem Abheben passierte die Rakete den Bahnpunkt mit der höchsten dynamischen Druckbelastung (Max-Q).

Der BECO für Booster Engine Cutoff genannte Brennschluss der Zentralstufe erfolgte rund vier Minuten und 2 Sekunden nach dem Abheben. Wenige Sekunden später wurde die Zentralstufe abgetrennt. Vier Minuten und 18 Sekunden nach dem Abheben begann die erste Brennphase des RL10C-1-Triebwerks von Pratt & Whitney Rocketdyne am Heck der Centaur-Oberstufe. Acht Sekunden später wurde die Nutzlastverkleidung abgeworfen, die den Satelliten an der Raketenspitze beim Flug durch die dichten Schichten der Atmosphäre geschützt hatte.

Nach der etwas über 13,5 Minuten dauernden ersten Brennphase der Centaur war eine elliptische Parkbahn erreicht. Deren der Erde nächster Bahnpunkt lag bei rund 193 Kilometern über der Erde, ihr erdfernster Bahnpunkt bei rund 25.680 Kilometern über der Erde. Die Neigung dieser Bahn gegen den Erdäquator betrug rund 27 Grad.

NASA / Glenn Benson

Bild vergrößernTDRS M in der Nutzlastvorbereitungshalle
(Bild: NASA / Glenn Benson)
Rund 90 Minuten befanden sich Centaur und Nutzlast in einer Freiflugphase, bevor die Centaur wieder ihr Haupttriebwerk startete. Letzteres geschah rund eine Stunde und 48 Minuten nach dem Abheben. Die Brennphase dauerte rund 56 Sekunden und bewirkte die Ausbildung einer 4.644 x 35.790 Kilometer-Bahn, die 26,23 Grad gegen den Äquator geneigt war. Die angestrebten Sollwerte waren 4.640 x 35.788 Kilometer bei 26.2 Grad. Rund eine Stunde und 54 Minuten nach dem Abheben war es dann soweit: TDRS M wurde erfolgreich auf einer Erdumlaufbahn ausgesetzt.

Aus der erreichten Bahn heraus besorgt TDRS M den Flug zu einer Position im Geostationären Orbit (GEO) innerhalb von 18 Tagen nach dem Start aus eigener Kraft. Zu diesem Zweck wurde er mit einem 490 Newton starken Zweistofftriebwerk des Typs R-4D-11-300 von Aerojet Rocketdyne ausgerüstet, das Monomethylhydrazin (MMH) als Treibstoff und Stickstofftetroxid (NTO / N2O4) als Oxidator benutzt.

NASA

Bild vergrößernHauptbestandteile von TDRS M - Illustration
(Bild: NASA)
Nach Abschluss einer umfangreichen Test- und Inbetriebnahmephase, die rund fünf Monate dauern soll, will die NASA TDRS M als TDRS 13 in das aktuelle TDRS-Betriebsnetz integrieren. Mindestens 15 Jahre soll sich das auf Boeings Satellitenbus BSS-601HP basierende Raumfahrzeug dann bestimmungsgemäß verwenden lassen.

Mit Strom werden die Kommunikationsnutzlast und die übrigen elektrischen Systeme von TDRS M von zwei Solarzellenauslegern versorgt, die je nach Beleuchtungssituation zwischen 2,8 und 3,3 Kilowatt elektrische Leistung bereitstellen. Zwei richtbare, in Startkonfiguration zusammengefaltete Antennen mit 4,6 Meter durchmessenden Gitternetzreflektoren von TDRS M können für Einzelverbindungen zu anderen Raumfahrzeugen im S, Ku- und Ka-Band mit hohen Datenraten verwendet werden. Gleichzeitige Verbindungen zu mehreren Raumfahrzeugen ermöglicht eine phasengesteuerte Gruppenantenne (Phased-Array-Antenne), die auf dem in Betriebsposition dem der Erde direkt zugewandten Deck des Satellitenkörpers montiert ist. Für Verbindungen mit Bodenstationen auf der Erde gibt es eine zusätzliche Antenne mit einem Reflektordurchmesser von 1,9 Metern.

TDRS M ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 42.915 und als COSPAR-Objekt 2017-047A. Die Centaur-Oberstufe der Trägerrakete ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 42.916 und als COSPAR-Objekt 2017-047B.

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