Am 31. Oktober 2015 wurde der US-amerikanische Navigationssatellit GPS 2F-11 auf einer Atlas-V-Rakete in 401-Konfiguration nach einer Startverschiebung um rund 24 Stunden ins All gebracht.
Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Boeing, GPS.gov, ULA, USAF.
Anvisiert war zuvor ein Start der 59. Atlas-V-Mission am 30. Oktober 2015. Wegen eines leckenden Ventils der Wasserversorgung der Schallminderungsanlage der Startrampe entschied man sich für einen Aufschub um einen Tag. So konnten erforderliche Wartungsarbeiten vorgenommen werden.
Der Start der Rakete mit der Seriennummer AV-060 erfolgte dann am 31. Oktober 2015 um 17:13 Uhr MEZ von der Rampe LC-41 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida zu Beginn eines 19 Minuten langen Startfensters.
Die Atlas-V-Rakete der United Launch Alliance (ULA) flog (zum 29. Mal) in der 401-Konfiguration, die Nutzlast, der Navigationssatellit, war also unter einer Nutzlastverkleidung aus Kompositmaterial mit vier Metern Durchmesser untergebracht (4), es kamen keine Feststoffbooster zum Einsatz (0) und die Centaur-Oberstufe war mit einem Triebwerk ausgerüstet (1).
Rund 17 Sekunden nach dem Abheben neigte sich die Rakete aus vertikaler Lage in Richtung des zu erreichenden Orbits. Etwas über 78 Sekunden nach dem Start durchbrach das Projektil die Schallmauer. 92 Sekunden nach dem Start war die Flugphase mit der höchsten aerodynamischen Belastung überstanden, und die erste Stufe setzte den Flug, angetrieben von einem RD AMROSS RD-180-Triebwerk russischer Herkunft, das hochreines Kerosin mit flüssigem Sauerstoff verbrennt, fort.
Die Stufentrennung zwischen erster und zweiter Stufe erfolgte rund vier Minuten und zehn Sekunden nach dem Abheben, und die Centaur genannte zweite Stufe der Rakete zündete zu einer rund zwölf Minuten und etwa 43 Sekunden langen ersten Brennphase.
Während dieser Brennphase wurde, nachdem eine ausreichende Flughöhe erreicht war, die Verkleidung abgeworfen, welche die Nutzlast beim Aufstieg durch die Atmosphäre schützt. Am Ende der Brennphase kurz nach der 17. Flugminute war eine elliptische Parkbahn erreicht.
Eine weitere Brennphase der zweiten Stufe begann knapp drei Stunden später. Das flüssigen Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff verbrennende RL10C-1-Triebwerk von Pratt & Whitney Rocketdyne aus den USA in der zweiten Stufe arbeitete dabei etwa eine Minute und 27 Sekunden. Nach der zweiten Brennphase war eine annähernd kreisförmige Bahn rund 20.459 Kilometer über der Erde mit einer Bahnneigung gegen den Erdäquator von 55 Grad erreicht.
Der GPS-Satellit mit einer Startmasse im Bereich von 1.630 kg und einer Lebenserwartung zwischen zwölf und fünfzehn Jahren wurde dann rund drei Stunden und 23 Minuten nach dem Start auf einer Bahn ausgesetzt, die im wesentlichen seinem Arbeitsorbit entspricht.
Auf Grund des direkten Bahneinschusses war es nicht erforderlich, einen Apogäumsmotor für das Raumfahrzeug vorzusehen, was sich in dessen vergleichsweise geringen Masse widerspiegelt (zum Vergleich: die Startmasse der Satelliten der Vorgängergeneration GPS 2R betrug 2.032 kg).
Für Bahnmanöver können insgesamt 16 kleine Hydrazin-Triebwerke eingesetzt werden, für die der auf dem Bus AS-4000 basierende Satellit rund 145 Kilogramm Treibstoff mitführt. Die 12 Triebwerke mit einem Nominalschub von einem amerikanischen Pfund und vier Triebwerke mit einem Nominalschub von fünf amerikanischen Pfund zersetzen das Hydarzin (N2H4) im Betrieb katalytisch.
GPS 2F-11 ist der elfte von Boeing gebaute in den Weltraum transportierte Navigationssatellit aus der 2F-Serie. Wie seine Serienvorgänger aus der Fabrik in El Segundo im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien besitzt er zwei Rubidium- und eine Cäsium-Uhr. Nach Angaben von Boeing ist die Genauigkeit der von GPS 2F-Staelliten ausgestrahlten Navigationssignale doppelt so hoch wie die der Vorgängergeneration GPS 2R.
Das L5-Signal kann der Zivilluftfahrt robustere Signale liefern, und das Militär wird von M-Code genannten Signalen und an Störungsversuche anpassbarer Sendeleistung profitieren, glaubt der Hersteller des Satelliten. Ein weiterer Vorteil gegenüber älteren US-amerikanischen Navigationssatelliten soll auch die Möglichkeit des schnellen Änderns der auf den Rechnern an Bord des Satelliten laufenden Software sein.
In der Konstellation der GPS-Satelliten wird GPS 2F-11 als SVN73 / PRN10 künftig die Position 2 in der Ebene E besetzen und dort den alternden GPS 2R-10 alias NAVSTAR 53 mit der SVN47 ablösen, der seit dem 21. Dezember 2003 um die Erde kreist (SVN steht für Space Vehicle Number). GPS 2R-10 will man dann für den Rest seiner möglichen Nutzungszeit als Reserve vorhalten.
Ist die Einsatzbereitschaft von GPS 2F-11 im All schließlich hergestellt, könnte mit seiner Unterstützung sowie der Ausstrahlung des zivilen L2C-Signals und verbesserten militärischen Navigationssignalen eine erste nutzbare Ausbaustufe bei einer neuerlichen Modernisierung von GPS erreicht werden.
GPS 2F-11 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.019 und als COSPAR-Objekt 2015-062A. Die zweite Stufe der Atlas-V-Rakete, die Centaur, ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 41.020 und als COSPAR-Objekt 2015-062B.
Der nächste GPS-Satellit ist aktuell für einen Start Anfang 2016 vorgesehen. An den Vorbereitungen von GPS 2F-12 für den Transport ins All wird bereits gearbeitet. Nach Angaben der US-Luftwaffe ist aktuell der 3. Februar 2016 als Starttag anvisiert.
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