Um 7:20 Uhr MEZ am 2. November 2016 startete eine H-IIA-Rakete vom japanischen Raumfahrtzentrum Tanegashima, um Himawari 9 alias GMS 9 in den Weltraum zu befördern. Der zweite Satellit einer neuen Wettersatellitengeneration wurde nach einer Flugzeit von 27 Minuten und 51 Sekunden erfolgreich im All ausgesetzt.
Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Harris, JAXA, JMA, MELCO, MHI, Moog.
(Bild: MHI)
Von der Rampe Nummer 1 des Yoshinobu-Startkomplexes (YLP-1) an der Südküste der japanischen Insel Tanegashima aus hatte die H-IIA-Rakete mit der Flugnummer F31 den Satelliten ins All gebracht. Der Start war zuletzt wetterbedingt um einen Tag verschoben worden und erfolgte am 2. November 2016 um 6:20 Uhr UTC (Weltzeit). Die Startmasse des Satelliten betrug rund 3.500 Kilogramm, sein Leergewicht nach Fertigstellung lag bei etwa 1.300 Kilogramm.
Vor Ort herrschte zum Zeitpunkt des Starts um 3:20 Uhr JST (Japan Standard Time) eine Temperatur von 21,3 Grad Celsius, Wind kam mit einer Geschwindigkeit von rund 6,1 Meter pro Sekunde aus Richtung Nord-Ost.
Zuerst lief das LE-7A genannte, flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennende Haupttriebwerk der ersten Stufe an. Nachdem dieses die vorgesehenen Betriebsparameter erreicht hatte, zündeten die beiden mit dem Treibstoff HTPB gefüllten Feststoffbooster vom Typ SRB-A und die von Mitsubishi Heavy Industries (MHI) in Japan gebaute Rakete verließ die Rampe.
H-IIA-Rakete bei Flug F31 erfolgreich
Rund 93 Sekunden nach dem Abheben waren die Feststoffbooster ausgebrannt und wurden rund 15 Sekunden später abgeworfen. Der Abwurf der Nutzlastverkleidung an der Spitze der Rakete folgte rund drei Minuten und 57 Sekunden nach dem Abheben.
Nach rund sechs Minuten und 29 Sekunden Flug hatte die erste Stufe ihre Arbeit erledigt und wurde rund acht Sekunden später abgetrennt. Zehn weitere Sekunden später zündete das LE-5B genannte, ebenfalls flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennende Haupttriebwerk der zweiten Stufe der Rakete.
Rund fünf Minuten und zehn Sekunden arbeitete des Haupttriebwerk der zweiten Stufe, bis das Ende seiner ersten Brennphase erreicht war. Eine rund 11 Minuten und 47 Sekunden dauernde Freiflugphase schloss sich an, und die zweite Stufe zündete erneut für eine drei Minuten und zwölf Sekunden lange Brennphase. Rund 51 Sekunden nach dem erneuten Abschalten erfolgte dann das Aussetzen des Wettersatelliten im vorgesehenen Transferorbit.
(Bild: MHI)
Erreicht wurde ein Transferorbit, von dem aus der Satellit den Weg in den Geostationären Orbit (GEO) eigenständig bewerkstelligen muss. Das Perigäum, also der der Erde nächstliegende Bahnpunkt, des Orbits des Satelliten nach dem Aussetzen, lag bei rund 245 Kilometern über der Erde. Das Apogäum, der am weitesten von der Erde entfernte Bahnpunkt, lag bei 35.855 Kilometern über der Erde. Die verbliebene Bahnneigung gegen den Erdäquator betrug 22,39 Grad.
Die Entfaltung des maximal 2,6 Kilowatt liefernden Solarzellenauslegers des von der Mitsubishi Electric Corporation (MELCO) für die japanische Wetteragentur (Japan Meteorological Agency, JMA) gebauten, auf dem Satellitenbus DS2000 basierenden Raumfahrzeugs erfolge gegen 17:28 Uhr JST, also am 3. November 2016 um circa 0:20 Uhr UTC.
Nach ersten Tests des Satelliten sollen die bordeigenen US-amerikanischen Zweistofftriebwerke – ein Apogäumsmotor R-4D von L3Harris (war Aerojet Rocketdyne) und 12 Lageregelungstriebwerke von Moog – zum Einsatz kommen, um Himawari 9 in den GEO und dort zur vorgesehenen Position zu bringen.
Wetterbeobachtung wechselweise
Mindestens acht Jahre soll der neue dreiachsstabilisierte Satellit seinen Aufgaben im Bereich der Wetterbeobachtung nachkommen. Zusammen mit Himawari 8, dessen Start am 7. Oktober 2014 erfolgte, will man eine kontinuierliche Beobachtung der Wetterentwicklung insbesondere im Osten Asiens und im westlichen Pazifik über einen Zeitraum von 15 Jahren ermöglichen. Bestellt hatte die JMA die beiden Raumfahrzeuge bei MELCO im Juli 2009.
Geplant ist, dass Himawari 9 zunächst als Reservesatellit dient, und später die regelmäßige Wetterbeobachtung von Himawari 8 übernimmt. Die Satelliten sollen sehr nahe bei einander positioniert werden, so dass sich bei einem Umschalten zwischen den Satelliten so gut wie keine Blickwinkelveränderungen ergeben.
– Illustration
(Bild: JAXA)
Die Auslegung von Himawari 8 und 9 erfolgte so, dass sich ihr raumflugtechnischer Teil mindestens 15 Jahre lang nutzen lassen wird. Der Regelbetrieb von Himawari 8 an einer Position von 140,7 Grad Ost im GEO begann um 2:00 Uhr UTC am 7. Juli 2015 als Nachfolger des Multi-functional Transport Satellite 2 (MTSAT 2) alias Himawari 7. MTSAT 2 wurde anschließend als Reservesatellit bei 145 Grad Ost im GEO bereitgehalten.
Die Anzahl der Frequenzbänder, auf welchen die Beobachtungen der neuen Satelliten erfolgen, wurde gegenüber den älteren Satelliten aus der MTSAT-Serie von 5 auf 16 gesteigert, das Intervall für die Bilderfassung um Faktoren zwischen 3 und 6 verringert (von 30 bzw. 60 Minuten auf 10 Minuten). Zusammen mit der verdoppelten Auflösung liefert ein neuer Satellit (sichtbares Licht Auflösung 0,5 km, Infrarot 2 km) rund 60 mal mehr Daten als einer der alten (sichtbares Licht Auflösung 1 km, Infrarot 4 km) in der gleichen Zeit.
Schützenhilfe aus den USA
Zentrales bildgebendes Instrument an Bord von Himawari 9 ist der von ITT Exelis – jetzt ein Teil der Harris Corporation – in den Vereinigten Staaten von Amerika gebaute Advanced Himawari Imager (AHI), der auf dem Advanced Baseline Imager (ABI) für den US-amerikanischen geostationären Wettersatelliten GOES R der US-amerikanischen Wetterbehörde NOAA basiert.
(Bild: JMA)
Der AHI ist dazu gedacht, alle 10 Minuten Übersichtsaufnahmen und alle zweieinhalb Minuten Detailbilder im Bereich des sichtbaren Lichts und des Infraroten zu erfassen. Die 16 Kanäle des Instruments arbeiten auf Wellenlängen zwischen 0,46 und 13,3 Mikrometern.
Für Abtastungen im Bereich des sichtbaren Lichts (VIS) stehen die Kanäle 1 bis 3 mit den Wellenlängen 0,46, 0,51 und 0,64 Mikrometern zur Verfügung. Die Kanäle 4 bis 6 sind mit Wellenlängen von 0,86, 1,6 und 2,3 Mikrometern dem nahen Infraroten (NIR) gewidmet.
Daten aus dem Infraroten (IR) liefern 10 AHI-Kanäle, die auf Wellenlängen von 3,9, 6,2, 7,0, 7,3, 8,6, 9,6, 10,4, 11,2, 12,3 und 13,3 Mikrometer eingerichtet sind.
Außerdem an Bord von Himawari 9 befindet sich eine Anlage zur Sammlung von aktuellen Weltraumwetterdaten. Entsprechend ihrer Bestimmung heißt sie Space Environment Data Acquisition Monitor, kurz SEDA. Sie ist in der Lage, das Auftreffen von Elektronen und Protonen zu detektieren.
Von den Instrumenten an Bord erfasste Daten werden über ein Data Collection Subsystem (DCS) genanntes Untersystem zusammengestellt und an geeignete Bodenstationen übertragen. Entsprechende Ausstrahlungen erfolgen im Ka-Band.
Katalogisiert ist Himawari 9 („Sonnenblume 9“) alias GMS 9 (GMS steht für geostationary meteorological satellite) mit der NORAD-Nr. 41.836 und als COSPAR-Objekt 2016-064A. Die zweite Stufe der H-IIA F31 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.837 und als COSPAR-Objekt 2016-064B.
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