22.08.2003 / Autor: Michael Schumacher Raumfahrt > ISS

SSAF-3A

Alle Infos zur SSAF-3A Mission.

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Nutzlast:
ITS-Z1 mit Control Moment Gyroscopes (CMGs), S-Band und Ku-Band Communications System, PMA-3

Nutzlastbeschreibung:
Im frühen Aufbaustadium der ISS benötigt die wachsenden Raumstation mehr Energie als die Solarzellenflächen der russischen Module erzeugen können. Um dieses Problem zu umgehen wurde die ITS-Z1 am Zenit CBM von "Unity" angebracht, um als vorläufige Basis für die ITS Port 6 (P6) mit ihren Solarzellenflächen und Kühlungsradiatoren zu dienen. Wenn der Rest der Gitterstruktur montiert worden ist wird die ITS-P6 zu ihrer eigentlichen Position am fernen Ende der Gitterstruktur umgesetzt werden. Die ITS-Z1 beinhaltet das vier CMGs und sowohl ein S-Band und Ku-Band Communications System, so dass es an seinem Platz verbleiben wird, wenn die ITS-P6 umgesetzt wird. Sie besitzt eine Masse von 8.765 Kilogramm, ist 4,5 Meter lang, 3,6 Meter breit und 4,1 Meter hoch.

Das S-Band Communications System umfasst den Baseband Signal Processor (BSP), den Transponder für das Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS) und die Radio Frequency Group (RFG) mit einer Low-Gain-Antenna (LGA) und einer High-Gain-Antenna (HGA). Das BSP ist das Herz des S-Band Communications System. Es verarbeitet Daten und den Funkverkehr um zu senden oder zu empfangen. Der Transponder für das TDRSS empfängt die gesendeten Informationen vom BSP und moduliert die RFG für die Übertragung zum Boden. Der Transponder empfängt die vom Boden gesendete Informationen von der RFG, demoduliert das Signal und leitet es an das BSP weiter, wo die Informationen getrennt und verteilt werden. Die RFG hat zwei Hauptfunktionen. Sie verstärkt und filtert das Radiosignal, empfängt und strahlt das Signal aus, wodurch es die Schnittstelle mit dem freien Weltraum bildet, und kontrolliert die Schaltung und Ausrichtung der Antenne. Die RFG besitzt zwei Antennen. Die HGA unterstützt die Übertragung von Daten bei einer hoher Geschwindigkeit, benötigt allerdings die Aktualisierung der Ausrichtung durch das TDRSS, die von der Ausrichtung der Guidance, Navigation and Control (GN&C) erstellt wird. Die LGA ist nicht beweglich und benötigt keine Daten zur Ausrichtung.

Das Ku-Band Communications System ist das primäre System der ISS zum Übertragen der Video- und Nutzlastdaten zum Boden in digitalem Format.

Um die ISS in der gewünschten Lage zu halten muss das CMG Lagekontrollsystem die Impulse absorbieren, die von störenden Drehmomenten erzeugt werden, die in der Station herrschen. Wenn das störende Drehmoment im Durchschnitt ungleich Null ist, so ist der resultierende Ausgabe des CMG Lagekontrollsystems ebenfalls ungleich Null und ein Impuls baut sich im System auf. Wenn das System gesättigt ist, ist es nicht mehr in der Lage das Drehmoment zu erzeugen, das erforderlich ist, um das störende Drehmoment auszugleichen, wodurch es zu einem Verlust der Lagekontrolle kommt. Mindestens zwei CMGs sind notwendig um die Lagekontrolle aufrecht zu erhalten.

Nutzlastbeschreibung PMA-3 siehe SSAF-2A

Startfahrzeug:
Space Shuttle "Discovery", STS-92

Startfahrzeugbeschreibung:
siehe Startfahrzeug Space Shuttle

Start:
11. Oktober 2000, 23.17 Uhr GMT vom KSC in den USA

Ankopplung:
13. Oktober 2000, 17.45 Uhr GMT

Ausstiege:
4 EVAs, Dauer: 27 Stunden, 19 Minuten

Abkopplung:
20. Oktober 2000, 15.08 Uhr GMT

Kopplungsdauer:
6 Tage, 21 Stunden, 23 Minuten

Landung:
24. Oktober 2000, 21.00 Uhr GMT auf der Edwards Air Force Base (EAFB) in den USA

Missionsdauer:
12 Tage, 21 Stunden, 43 Minuten



SSAF-3A
(Bilder: NASA)


Missionsbeschreibung:
Der Space Shuttle "Discovery" hob am 11. Oktober 2000 um 23.17 Uhr GMT mit sieben Astronauten an Bord zur 100. Mission in der Geschichte des Space Shuttle Programms vom KSC ab. Zum Zeitpunkt des Starts befand sich die ISS in einer Höhe von 370 Kilometern über dem Indischen Ozean östlich von Indien. Sie befindet sich mit Ausnahme zweier Batterien im Service Module "Swjesda", die vom elektrischen System des Moduls aufgrund von Problemen mit den Spannungsumwandlern getrennt wurden, in ausgezeichnetem Zustand. Die Ersatzkomponenten für die Batterien sollen an Bord des nächsten unbemannten Versorgungsraumschiffes Progress M1-4 im November 2000 gestartet werden, um dann von der ersten Stammbesatzung installiert zu werden. Währenddessen arbeitet "Swjesda" mit mehr elektrischem Strom für die Systeme der ISS als benötigt, normal mit sechs funktionierenden Batterien. Einen Tag später gegen 12.00 Uhr GMT befand sich der Space Shuttle "Discovery" mit seiner Besatzung aus Kommandant Brian Duffy, Pilotin Pamela Melroy sowie den Missionsspezialisten Leroy Chiao, William McArthur, Peter Wisoff, Michael Lopez-Alegria und Koichi Wakata annähernd 8.850 Kilometer hinter ISS und verringerte diese Distanz mit jedem Erdumlauf um ungefähr 965 Kilometer.

Gegen 14.00 Uhr GMT stellten die Flugkontrolleure ein Versagen des Ku-Band Communications System, einem System, das für die Kommunikationsübertragung, einschließlich Fernsehbildern, mittels einer schüsselförmigen Antenne in der Nutzlastbucht des Space Shuttle mit einer hohen Datenübertragungsrate genutzt wird, fest. Das Versagen hindert das System daran brauchbare Kommunikation zu übertragen und zu empfangen. Das Ku-Band Communications System arbeitete anfangs fehlerfrei, als es wenige Stunden nach dem Start aktiviert wurde. Der Space Shuttle verfügt über andere Kommunikationssysteme die problemlos arbeiteten. Der Verlust des Ku-Band Communications System wird keinen Einfluss auf die Erfüllung aller Missionsaufgaben durch die Besatzung haben. Am 13. Oktober 2000 gegen 01.00 Uhr GMT befand sich der Space Shuttle "Discovery" in einer Erdumlaufbahn mit einem Perigäum von 303 Kilometern und einen Apogäum von 378 Kilometern ungefähr 2.703 Kilometer hinter der ISS und holte mit jedem Erdumlauf 323 Kilometer auf. Gegen 11.45 Uhr GMT befand er sich ungefähr 1.046 Kilometer hinter der ISS und verringerte die Distanz mit jedem Erdumlauf um 483 Kilometer. Als sich die beiden Raumfahrzeuge um 17.45 Uhr GMT in einer Höhe von 386 Kilometern über Russland befanden koppelte der Space Shuttle "Discovery" an die ISS an. Danach öffnete Lopez-Alegria gegen 21.45 Uhr GMT die Luke zum Node 1 "Unity" und Duffy betrat die Raumstation gefolgt von Lopez-Alegria, Chiao und Melroy. Die Besatzung begann darauf mit dem Transfer von Ausrüstungsgegenständen und Versorgungsgütern vom Space Shuttle "Discovery" in die Raumstation und führte so die Einrichtung des Orbitalkomplexes für die erste Stammbesatzung fort, deren Start für Ende Oktober 2000 geplant ist.

Am 14. Oktober 2000 um 18.20 Uhr GMT installierte Wakata die ITS-Z1 am Zenit CBM von "Unity" als die Raumstation in einer Höhe von 386 Kilometern über Südrussland flog. Es war das erste Mal, dass ein in den USA entwickelter Befestigungsmechanismus in der Erdumlaufbahn genutzt wurde. Die Ausrüstung arbeitete einwandfrei. Im Verlauf der weiteren Montage der Raumstation werden ähnliche Befestigungssysteme mehr als 100 Mal benutzt werden. Das Manöver verzögerte sich um zwei Stunden und 15 Minuten, da sich zuvor ein Kurzschluss an Bord des Space Shuttle "Discovery" ereignete und die Stromzufuhr zu Teilen der Ausrüstung unterbrach, die Wakata benötigen würde. Diese drei Ausrüstungsteile waren eine Orbiter Interface Unit, die den Daten- und Kommandotransfer vom Space Shuttle zur Raumstation abwickelt, ein Orbiter Space Vision System, das mit Hilfe von einem Computer die Ausrichtung für die Bedienung des Roboterarms unterstützt und eine Fernsehkamera am Boden der Nutzlastbucht, die nach oben gerichtet ist, um zusätzlich visuelle Hilfe bei dem Bewegen der Gitterstruktur zu bieten. Am nächsten Tag begaben sic McArthur und Chiao um 14.27 Uhr GMT in den freien Weltraum. Während des sechs Stunden und 28 Minuten dauernden Ausstieges schlossen die beiden Astronauten zunächst die ersten sechs Versorgungskabel zwischen "Unity" und der ITS-Z1 an. Anschließend bewegten McArthur und Chiao die S-Band Antenna Subassembly (SASA) von ihrer Startposition weg und platzierten sie an einem Ort, wo sie vorläufig bleiben wird, bis sie während der Mission STS-97 Ende November 2000 wieder fortbewegt und aktiviert wird. Danach installierten sie die zweiten vier Kabel und die Space to Ground Antenna (SGANT), indem sie ihre Antennenschüssel entfalteten. Sie setzten auch noch eine Werkzeugkiste für den zukünftigen Ausbau der Raumstation in der Erdumlaufbahn um. Wakata bediente erneut den Roboterarm des Space Shuttle "Discovery" um die beiden Astronauten in der Nutzlastbucht und um die Raumstation herum zu bewegen. McArthur verbrachte die meiste Zeit am Ende des Roboterarmes, wo er sich durch die Liste der zu verbindenden Kabel und anderen Aufgaben arbeitete. Am Ende des Ausstiegs arbeitete Chiao am Ende des Roboterarms um die Antenne des Ku-Band Communications System manuell zu entfalten. Die EVA endete um 20.55 Uhr GMT. Es war der siebte Ausstieg zur Montage der ISS, der 51. Ausstieg in der Geschichte des Space Shuttle Programms und der 90. Ausstieg in der amerikanischen Raumfahrtgeschichte.

Am 16. Oktober 2000 um 14.15 Uhr GMT begannen Wisoff und Lopez-Alegria den zweiten Ausstieg 15 Minuten vor dem Zeitplan. Zuerst lösten die Startsicherungen des PMA-3, die ihn in der Nutzlastbucht des Space Shuttle "Discovery" hielten. Während Wakata den PMA-3 zu seinem neuen Platz am Backbord CBM von "Unity" bewegte, lösten Wisoff und Lopez-Alegria die Sicherungen am oberen Ende der ITS-Z1 und bereiteten einen Befestigungspunkt für die Solarzellenflügel vor, die mit der Mission STS-97 zur ISS gebracht werden. Die EVA endete um 21.22 Uhr GMT nach einer Dauer von sieben Stunden und sieben Minuten. Danach zündeten Duffy und Melroy die Steuerdüsen 18 Mal über Impulse von jeweils 1,4 Sekunden über eine Dauer von 30 Minuten und hoben somit die Bahnhöhe der Raumstation um 2,7 Kilometer an. Am folgenden Tag um 14.30 Uhr GMT begaben sich wiederum McArthur und Chiao in den freien Weltraum und kehrten um 21.18 Uhr GMT nach einer Dauer von sechs Stunden und 48 Minuten wieder zurück. Sie schlossen Stromleitungen an der ITS-Z1 und dem PMA-3 an. Zudem schlossen sie Kabel an, um Strom vom PMA-2 zum PMA-3 zu leiten und montierten eine zweite Werkzeugkiste an der ITS-Z1. Erneut zündeten Duffy und Melroy die Steuerdüsen über Impulse von jeweils 1,4 Sekunden über eine Dauer von 30 Minuten und hoben somit die Bahnhöhe der Raumstation um 2,7 Kilometer an.

Am 18. Oktober um 15.00 Uhr GMT begann die vierte und letzte EVA. Sie endete nach sechs Stunden und 56 Minuten um 21.56 Uhr GMT. Wisoff und Lopez-Alegria öffneten und schlossen eine Schnappvorrichtung, die die ITS-P6 der Solarzellenflügel halten wird, wenn diese zur ISS gebracht wird. Wieder zündeten Duffy und Melroy die Steuerdüsen 18 Mal über Impulse von jeweils 1,4 Sekunden über eine Dauer von 30 Minuten und hoben somit die Bahnhöhe der Raumstation um 2,7 Kilometer an. Am nächsten Tag testete die Besatzung die vier 286 Kilogramm schweren CMGs in der ITS-Z1, die dazu genutzt werden, um die ISS zu orientieren während sie die Erde umkreist. Die Besatzung fuhr die Gyroskope auf ungefähr 100 Umdrehungen pro Minute hoch, um größtenteils die Geschwindigkeit und den Stromverbrauch zu bestätigen. Sie werden schließlich auf etwa 6000 Umdrehungen pro Minute hochgefahren, sobald sie die Lagekontrolle der ISS nach der Ankunft des amerikanischen Laboratory Module "Destiny", dessen Start für Januar 2001 geplant ist, übernehmen. McArthur und Chiao nutzten einen Laptop um die Tests durchzuführen, darunter das Einschalten der Heizelemente der Gyroskope, die verhindern sollen, dass die Gyroskope durch die Kälte des Weltraums beschädigt werden.

Am 20. Oktober 2000 um 15.08 Uhr GMT dockte der Space Shuttle "Discovery" von der ISS ab, als sich die beiden Raumfahrzeuge nordöstlich von Brasilia, der Hauptstadt Brasiliens befanden. Am 22. und 23. Oktober 2000 verhinderten starke Winde eine Landung auf dem KSC. Regenschauer verhinderten am 23. Oktober 2000 eine Landung auf der EAFB. Am 24. Oktober 2000 verhinderten wieder starke Winde eine Landung auf dem KSC, so dass der Space Shuttle "Discovery" schließlich um 21.00 Uhr GMT auf der EAFB landete und somit nach 202 Erdumläufen und 8,5 Millionen zurückgelegten Kilometern die vierte Space Shuttle Mission des Jahres beendete.

 
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