Raumfahrt - Weltraumprojekte - Allgemein

Satelliten, Planetensysteme, Asteroiden, Kometen usw...
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Utopia
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#1 Raumfahrt - Weltraumprojekte - Allgemein

Als Raumfahrt (auch Weltraumfahrt, Kosmonautik oder Astronautik genannt) werden Reisen oder Transporte in oder durch den Weltraum bezeichnet.
Der Übergang zwischen Erde und Weltraum ist fließend, er wurde von der US Air Force auf eine Grenzhöhe von 50 Meilen (~80 km) und von der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) auf eine Grenzhöhe von 100 Kilometern festgelegt (für letzteres siehe Kármán-Linie). Beide definierten Höhen liegen in der Hochatmosphäre.

Während die Theorie der Raumfahrt bereits um 1900 von Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski mit der Formulierung der Raketengleichungen entwickelt wurde, gab es die ersten Feststoffraketen bereits seit vielen Jahrhunderten. Die ersten Flüssigkeitsraketen wurden ab den 1920er Jahren von Robert Goddard und, im Rahmen des Zweiten Weltkriegs, von Wernher von Braun entwickelt.

Die praktische Raumfahrt begann 1957 mit dem Start von Sputnik 1 durch die Sowjetunion.

Die bemannte Raumfahrt erlebte zum Beispiel Höhepunkte wie Wostok 1 mit Juri Gagarin 1961 als erster Mensch im Weltall, 1969 die erste bemannte Mondlandung mit Apollo 11, mit Saljut 1 die erste bemannte Raumstation 1971 oder der erste wiederverwendbare Raumflugkörper mit der Raumfähre Space Shuttle 1981.
Bis Ende 2017 waren über 500 Menschen im All (siehe Liste der Raumfahrer). In der unbemannten Raumfahrt haben Raumsonden Mond und Planeten erforscht.
In großer Zahl arbeiten Kommunikationssatelliten auf geostationären Positionen. Navigationssatelliten umkreisen die Erde, damit von jedem Ort der Erde aus möglichst mehrere Satelliten empfangen werden können. Erdbeobachtungssatelliten liefern hochauflösende Bilder für kommerzielle und militärische Zwecke.

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Weiterlesen hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Raumfahrt


MfG Utopia
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Utopia
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#2 Satellitenprojekt EDRS: Europäische Datenautobahn im All

Anfang August hob eine Ariane-5-Rakete mit dem neuen Kommunikationssatelliten EDRS-C ab. Er sammelt Daten von anderen Satelliten per Laserkommunikation und überträgt sie nahezu in Echtzeit zum Boden.
Eigentlich sollte dieser Beitrag eine Reportage vom Weltraumbahnhof Kourou über den Start einer Ariane-5-Rakete werden, die den Kommunikationssatelliten EDRS-C in eine geostationäre Bahn bringt. Doch genauso wie sich die Bahn verspätet, muss man auch bei Raketenstarts mit „Verzögerungen im Betriebsablauf“ rechnen. Der erste Starttermin für die Ariane platzte, weil es eine Panne bei einem anderen Raketenstart gab: Eine Vega-Rakete stürzte nach zwei Minuten, in denen sie dem Morgenhimmel entgegeneilte, sang-, aber nicht klanglos ab.

Nach dem großen und teuren Feuerwerk war Ursachenforschung gefragt, und daher verschob Arianespace den Start der Ariane 5 mehrfach, sodass ein c’t-Trip zum Startgelände nicht mehr machbar war. Als die Ariane 5 schließlich am 6. August um 21:30 Uhr abhob, verfolgten wir den Start übers Internet.

Eine Ariane 5 ist vorher schon 104-mal ohne viel Aufhebens abgehoben – wieso also interessieren wir uns ausgerechnet für diesen Start? Vor allem deshalb, weil der neue Satellit EDRS-C die Datenübertragung im All enorm beschleunigt und sie beinahe in Echtzeit verfügbar machen soll. Ein Gewinn ist das vor allem für Nutzung der frei verfügbaren Daten der Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten. Sie sammeln Bilder und Daten etwa zur Erforschung des Klimawandels, der Meere und der Atmosphäre. EDRS-C soll aber auch den Bedarf an schnell verfügbaren Daten für andere kommerzielle Kundschaft stillen, hoffen die Betreiber. Das Problem bisher: Die Daten flossen nur häppchenweise.

Daten im Stau

Die Erde wird von etlichen Satelliten umkreist. Viele davon fliegen auf niedrigen Bahnen, dementsprechend befinden sie sich nur kurz in den Empfangsbereichen von Bodenstationen in Europa. In diesen Zeitfenstern haben etwa die Sentinel-Satelliten nur zehn Minuten zum Abliefern ihrer gesammelten Daten. Bis sie nach einem weiteren Umlauf wieder im Empfangsbereich sind, vergehen bis zu 80 Minuten. So bleibt sehr wenig Zeit zum Übertragen.

Hier setzt das europäische Daten-Relaissystem (EDRS) an: Mit geostationären Satelliten spannt EDRS mit vorerst zwei Satelliten einen riesigen Empfangsbereich für niedrig fliegende Satelliten, Drohnen und sogar Flugzeuge auf. EDRS-Satelliten fangen ihre Daten auf und übertragen sie zum Boden – im Endausbau global und ohne begrenzende Zeitfenster für den Datenfluss. EDRS ist also eine klassische Relaisstation, nur eben im All. Die weitere Besonderheit ist, dass die Daten per Laserverbindung von Satellit zu Satellit gefunkt werden, was die Datenrate massiv erhöht. Für die via EDRS dauerhaft mit den Bodenstationen verbundenen Satelliten fällt noch ein Kollateralnutzen ab: Sie können vom Boden auch sehr kurzfristig mit neuen Befehlen gefüttert werden, etwa für Bahnmanöver oder Beobachtungsaufgaben.

Das Programm gehört unter dem damaligen Titel ARTES 7 zu einem Entwicklungsprogramm der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA). Die US-amerikanische NASA unterhält vergleichbar dazu das Tracking and Data Relais Satellite-System (TDRS). Es hat aber keine Laserterminals.

Das europäische System macht Europa unabhängig von Bodenstationen anderswo. Eine globale Abdeckung wird schon mit drei Satelliten erreicht, von denen EDRS-A 2016 huckepack auf Eutelsat 9B in seine geostationäre Bahn (9 Grad Ost) gestartet ist. Über EDRS-A wurden bereits 23.000 Verbindungen mit mehr als einem Petabyte Datenvolumen abgewickelt, sagte Richard Franklin, der für die EDRS-Plattform die Nachrichtenübertragungstechnik bei Airbus Defense and Space verantwortet. Auf DVDs gespeichert, wären dafür mehr als 200.000 Silberscheiben nötig, was übereinandergestapelt der Höhe des Main Towers in Frankfurt entspricht.

Anfang August folgte EDRS-C, dessen Bahn bei 31 Grad Ost angesiedelt ist, sich also quasi oberhalb der Linie von Finnland, dem Schwarzen Meer, Ägypten und Ostafrika synchron mit der Erde mitdreht. EDRS-C wurde in Deutschland von OHB in Bremen gebaut, die dafür die bereits vorhandene SmallGEO-Plattform weiterentwickelten. Der nächste im Bunde, EDRS-D, soll ab etwa 2024 die Phase 2 von EDRS Global einläuten. EDRS-D bringt eine Verschlüsselungsmöglichkeit für Daten mit und erweitert die Abdeckung der europäischen Weltraumdatenautobahn (tolles Scrabble-Wort!) um den asiatisch-pazifischen Raum. EDRS-E folgt 2026.

Wer sich jetzt fragt, warum in der Aufzählung ein Satellit namens EDRS-B fehlt: Er wurde zwar konzipiert, aber nie gebaut.

Wer braucht sowas?

Schon das Pärchen EDRS-A und -C wird reichen, um ab Ende 2019 die Breitbandkommunikation zum Raumlabor Columbus der internationalen Raumstation ISS zu übernehmen. Ein Großkunde für den sogenannten SpaceDataHighway, der wie einige Autobahnen auf der Erde in Private-Public-Partnership zwischen der europäischen Raumfahrtagentur ESA und Airbus Defense and Space entstanden ist, wird das europäische Copernicus-Programm mit seinen Sentinel-Satelliten sein. Mit täglich mindestens 6 TByte Übertragungsvolumen haben sie einen bislang kaum stillbaren Bedarf an der Datenautobahn im Orbit.

Die Betreiber verwerten die Plattform auch kommerziell und stellen sie weiteren Kunden bereit, die Satellitendaten in nahezu Echtzeit benötigen. Dabei denken ESA und Airbus unter anderem an Reedereien, die damit ihre Schiffe verfolgen können.

Mit Laser funken
EDRS-A und auch EDRS-C übertragen Daten von Satellit zu Satellit unter anderem per Laserkommunikation, also optisch und damit auf Sicht. Damit erreicht man hohe Übertragungsraten. Im All gibt es kaum Fremdkörper, welche die Übertragung stören.

Vorläufer der Laserterminals flogen schon 2007 auf den LEO-Satelliten TerraSAR-X und NFIRE mit. Die bei EDRS genutzten Laserterminals baute die deutsche Firma Tesat, unterstützt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Sie übertragen etwa 1,8 GBit pro Sekunde über Distanzen bis zu 45.000 Kilometer. Technisch möglich, aber noch nicht ausgereizt, sind Datenraten bis zu 7,2 GBit pro Sekunde.

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Das Laserterminal LCT-135 für EDRS-A und -C (und andere Satelliten) wurde von der deutschen Firma Tesat gebaut. Es misst 60 mal 60 mal 70 Zentimeter und wiegt 53 Kilogramm.
(Bild: Tesat)

Auch die Software, die für die Datenverbindung zwischen den Satelliten zuständig ist, stammt aus Deutschland. Prof. Felix Huber, Direktor des DLR-Raumflugbetriebs und Astronautentrainings: „Besonders stolz sind wir auf die Entwicklung eines vollautomatisierten Systems, welches die geplanten Links annimmt, verarbeitet, optimiert und überwacht. Dadurch ist unsere Schicht in der Lage, pro Relaissatellit bis zu hundert Verbindungen aufzubauen und parallel dazu Wartungen und gegebenenfalls Fehleranalysen durchzuführen.“

Wenn EDRS komplett in Betrieb ist, soll das Relaissystem täglich bis zu 40 Terabyte übermitteln und das etwa 15 Jahre lang. Die Laserterminals wirken wie maßgeschneidert auf die Sentinel-Satelliten des europäischen Kopernikus-Programms, denn sie haben auch Laserkommunikation an Bord.

Im Vergleich zu herkömmlichen Mikrowellenbändern verdreieinhalbfacht die Laserkommunikation die Downlink-Datenrate. Die Datenautobahn im Orbit greift allerdings bei der Übertragung der Daten zu den Bodenstationen auf herkömmliche Funktechnik zurück. Die Laserkommunikation taugt nämlich nicht für die Verbindung zum Boden. Ursache dafür ist, dass die Wellenfronten von Laserlicht beim Durchstoßen der Atmosphäre ziemlich in Unordnung geraten, sodass die Phasenintegrität des Signals verloren geht – beim ESA-Windsatellit Aeolus nutzt man diesen Effekt sogar für eine Erfassung der Wetterfronten.

Mit Mikrowellen-Funk zur Bodenstation

Für die Verbindung zum Boden nutzen EDRS-Satelliten Mikrowellen-Funk, und zwar S-Band-Signale (2 bis 4 Gigahertz) für die Telemetrie und Fernsteuerkommandos sowie das so genannte Ka-Band, also Frequenzen zwischen 26 und 40 Gigahertz. Das Ka-Band dient mit 400 Megahertz breiten Segmenten auch zum Datenaustausch mit anderen Satelliten, die kein Laserterminal (LCT) an Bord haben.

Weil die Daten übers Ka-Band mit 1,8 GBit pro Sekunde und damit nicht langsamer zur Bodenstation tröpfeln als sie per Laserkommunikation von den umlaufenden hereinströmen, staut sich in den EDRS-Satelliten der Datenstrom nicht, er muss also nicht gepuffert werden. Dennoch sprechen die Betreiber nur von „near real-time“-Daten.

Bei dieser Art der Übertragung gibt es keinen Zeitdruck, da die Bodenstationen dank der geostationären Bahn der EDRS-Satelliten stets im Empfangsbereich sind und es somit keine schmalen Empfangsfenster gibt. Einige der Bodenstationen befinden sich in Deutschland.

Unter dem luftleeren Raum
Für den Betrieb von EDRS-C und ihrer Payloads sowie für dessen Bodenstationen ist die DLR gemeinsam mit dem German Space Operations Center (GSOC) im bayerischen Oberpfaffenhofen verantwortlich. Bei GSOC arbeiten 100 Mitarbeiter für das sogenannte Bodensegment, also Stationen am Boden mit ganz unterschiedlichen Aufgaben. Noch besteht das Empfangsnetzwerk für EDRS aus vier Stationen, die vom GSOC aufgebaut wurden und ferngesteuert werden. Die beiden EDRS-Antennenschüsseln sind in der DLR-Bodenstation in Weilheim südwestlich von München. Weitere Stationen, auch als Redundanz, gibt es im belgischen Redu sowie in Harwell, England. Letztere ist nur für EDRS-A zuständig.

Bild
EDRS-C, hier beim Test der Antennen, ist kleinwagengroß und wiegt 3186 Kilogramm.
(Bild: Airbus Space & Defense)

Wer EDRS-Kunde ist, darf die Daten auch direkt empfangen, also mit eigenen Stationen. Dafür braucht man einen Spiegel mit mindestens 6,80 Meter Durchmesser. Eine solche Nutzerstation steht im italienischen Ort Matera und wird von e-GEOS sowie dem Satellitenbetreiber SES im Rahmen des Sentinel-Programms betrieben, welches der Hauptnutzer des EDRS-Systems ist.

Den Missionsbetrieb steuert der Auftraggeber Airbus Defense and Space selbst, und zwar in Ottobrunn. Doch bevor hier alle an den Knöpfen drehen und sich die Wissenschaftler über eintreffende Daten hermachen konnten, musste die Rakete erst mal in den Orbit.

Hoch mit dem Ding
In der Missionsbeschreibung für den nüchtern „VA249“ durchnummerierten Start heißt es: Eine Ariane 5 ECA (siehe Bild) soll eine Nutzlast in Form zweier Satelliten namens Intelsat 39 und EDRS-C mit insgesamt 10.661 Kilogramm vom Ariane Startplatz ELA-3 in Kourou in 33 Minuten und genau 31 Sekunden auf einen geostationären Zielorbit von 250 Kilometer (erdnächster Punkt) bis 35.786 Kilometer (erdfernster Punkt) bei einem Neigungswinkel von 4,5 Grad bringen.

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ARIANE 5 ECA
(Bild: Arianespace)

Die beiden Satelliten schnuppern nach einer Schiffsreise schon im Juni 2019 die südamerikanische Tropenluft. Auf der Straße geht es weiter zum Startgelände. Im Juli folgt das Betanken der Satelliten – im Orbit brauchen sie Energie für Bahnmanöver – bevor sie in ihr Tragegestell Sylda (Système de Lancement Double Ariane) eingebaut werden: der schwerere Intelsat 39 oben und EDRS-C unten. Ende Juli verschrauben Monteure das Ganze dann mit der Rakete und Ingenieure inspizieren sie. Erst am 5. August, also einen Tag vorm Start, wird die Rakete vom Montageplatz zur Startrampe gerollt.

Vier Sekunden vorm Start übernehmen die beiden Bordrechner in der Ariane 5 ECA, die die Flugbahn von Ariane 5 kontrollieren sollen. Beim Start hebt die Rakete etwa 7 Sekunden nach dem Zünden der Triebwerke ab. Nach ziemlich genau 197,2 Sekunden trennt sich Ariane 5 ECA von der im All unnützen Verkleidung der Satelliten, zuvor hat sie schon die beiden leeren Feststoffraketen (EAP) abgeworfen, die Hauptstufe (EPC) folgt und platscht in einen gesicherten Bereich des Golfs von Guinea.

Nach einer knappen halben Stunde haben die Ariane-Verantwortlichen im Kontrollzentrum in Kourou keinen Grund mehr zum Nägelkauen: Die beiden Satelliten sind abgetrennt und die finalen Bahnmanöver der beiden Himmelskörper waren nicht mehr ihr Problem.

„Nach dem Start der Ariane-5-Rakete und dem Aussetzen des Satelliten in einer Geo-Transferbahn gilt es zunächst, eine stabile Verbindung mit dem Satelliten zu bekommen. Dies ist am Anfang die größte Herausforderung“, sagt EDRS-Projektleiter Ralf Faller am GSOC. Alles klappt: EDRS-C funkt erste Lebenszeichen an die Bodenstationen in Deutschland und ist damit für die nächste Etappe vorbereitet.

Dr. Stefan Voegt, EDRS-C Projektleiter bei der OHB System AG, erklärt: „Mit Abtrennung von der Rakete muss unser Satellit sich aus eigener Kraft, sprich mit dem eigenen chemischen Antrieb, in den geostationären Orbit einschießen. EDRS-C steuert zunächst eine zugewiesene Testposition an, die er nach ungefähr zwei Wochen erreicht haben wird und auf der er über einige Wochen hinweg kalibriert und nach und nach hochgefahren wird“. Dann wird er an seinen eigentlichen „Dienstort“ auf 31° Ost rund 36.000 Kilometer über dem Äquator manövriert. Hier wird der Satellit in Betrieb genommen (Commissioning), schrittweise ins System eingegliedert und hoffentlich 15 Jahre lang funktionieren.

Ausguck

EDRS-C hat den Empfangsbereich für Erdbeobachtungsdaten in nahezu Echtzeit stark erweitert; mit EDRS-D und -E wird in den nächsten Jahren sogar eine weltweite Abdeckung erreicht. Damit kann man dann die Wirkungen eines Schmetterlingsschlages in der Südsee auf das Wetter hierzulande nahezu live in den Daten wiederfinden – und damit vielleicht auch Verspätungen der Deutschen Bahn besser vorhersagen. (mil)
Dieser Beitrag stammt aus c't 19/2019.
https://heise.de/-4505894


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#3 SpaceX-Satelliten formieren sich als "Sternenkette"

Ungewöhnliche Phänomene am Nachthimmel haben in den vergangenen Tagen in Brandenburg und Berlin für Aufsehen gesorgt: Zu sehen waren Lichtpunkte, die wie auf einer Perlenschnur aneinander gereiht waren und sich gleichmäßig in eine Richtung bewegten.

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(Audio: Antenne Brandenburg | 03.12.19 | Bild: Youtube/VideoFromSpace)

Nun scheint klar, dass für das Phänomen offenbar das US-amerikanische Raumfahrtunternehmen SpaceX verantwortlich ist.

Satellitennetzwerk für bessere Internetverbindung
Wie Roland Winkler vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) erklärt, gebe es ein Projekt namens "Star Link", mit dem ein flächendeckendes Satellitennetzwerk für bessere Internetverbindung aufgebaut werden soll. "Dazu brauchen sie viele tausend Satelliten in der Erdumlaufbahn", sagte Winkler am Dienstag dem rbb, "und die werden jetzt nach und nach in einer Gruppe von 60 Satelliten mit Raketen nach oben geschossen."

In der Erdumlaufbahn verteilen sich die Satelliten nach einiger Zeit. Bei sternenklarem Himmel seien sie derzeit morgens gegen sechs Uhr am besten zu sehen, so der Astrophysiker.



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#4 Neue Rakete, neues Raumschiff: China hat hochfliegende Pläne im All

China hat den Mond, den Mars und den Bau einer Raumstation im Visier. Eine neue Generation von Raumschiffen und Raketen wird getestet.

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Chinas leistungsstärkste Rakete vom neuen Typ "Langer Marsch 5B" hat einen Prototyp für die künftige Generation bemannter chinesischer Raumschiffe ins All gebracht. Die 53 Meter hohe Rakete hob am Dienstag erfolgreich vom Raumfahrtbahnhof Wenchang auf der südchinesischen Insel Hainan ab.

Bei dem Flug wird das neue chinesische Raumschiff getestet, das sogar bis zu sechs Astronauten fassen kann. Der Start war ursprünglich im April geplant gewesen, hatte aber wegen technischer Probleme verschoben werden müssen. Ein erfolgreicher Test von Rakete und Astronautenkapsel sind wichtige Voraussetzungen für das ehrgeizige Raumfahrtprogramm Chinas, das Flüge zum Mond, zum Mars und den Bau einer Raumstation plant. Die Rakete ist eine veränderte Version der "Langer Marsch 5", die nach zwei Fehlschlägen wegen Problemen mit den Triebwerken bei früheren Flügen schließlich im Dezember erfolgreich getestet worden war.

Auf Höhe mit Falcon 9 und Ariane 5

"Langer Marsch 5B" kann mehr als 20 Tonnen Gewicht in eine Erdumlaufbahn bringen. Damit zählt sie zu den tragfähigsten Raketen der Welt und wird mit der amerikanischen "Delta IV Heavy" oder "Falcon 9", der europäischen "Ariane 5" oder der russischen "Proton-M" verglichen. In dem 20,5 Meter langen und 5,2 Meter breiten Laderaum steckt das neue Raumschiff. Es soll in eine Umlaufbahn in 8000 Kilometer Höhe gehen und dann mit hoher Geschwindigkeit wieder zur Erde zurückkehren.

Der Flug wird Schlüsseltechnologien für den Wiedereinstieg in die Erdatmosphäre, der dafür nötige neue Hitzeschild und auch Fallschirme und Airbags testen, wie das Raumfahrtprogramm berichtete. Chinas bisherige "Shenzhou"-Raumschiffe benutzten Raketendüsen, um harte Landungen abzufedern, was aber als Belastung für die Astronauten gilt. Die Landung erwarten amerikanische Raumfahrtexperten schon am Mittwoch zwischen 7.00 und 8.00 MESZ nahe dem Raumfahrtzentrum Jiuquan in der Inneren Mongolei.

Rückkehrkapsel bis zu zehnmal wiederverwendbar

Die 21 Tonnen schwere Kapsel ist 8,8 Meter lang und hat einen Durchmesser von fünf Metern. Wenn nur drei Astronauten mitfliegen, können noch 500 Kilogramm Fracht zugeladen werden. Vor dem Wiedereinstieg in die Atmosphäre wird das Versorgungsmodul abgetrennt. Die Rückkehrkapsel soll bis zu zehnmal wiederverwendet werden können.

Dafür kann das Hitzeschild abgenommen werden. Es ist drei- bis viermal größer als bei den bisherigen Raumschiffen. Seit 2003 hat China sechs bemannte Raumflüge unternommen. Die Rakete vom Typ "Langer Marsch 5B" soll auch bei der ersten chinesischen Mars-Mission zum Einsatz kommen. Der Start ist im Juli oder August geplant. Das Raumschiff soll im Februar den Mars erreichen.

"Fragen an den Himmel"

Nach einem Gedicht des antiken chinesischen Dichters Qu Yuan wird es "Tianwen 1" genannt – übersetzt etwa "Fragen an den Himmel". Geplant ist die Landung eines Rovers auf dem Mars. Zum Ende dieses Jahres ist mit der Rakete auch ein weiterer unbemannter Flug zum Mond geplant. Erstmals in der Geschichte des chinesischen Raumfahrtprogramms soll "Chang'e 5" Gesteinsproben von dem Erdtrabanten zurückbringen.

Im nächsten Jahr soll die Rakete das Kernmodul sowie weitere Teile für den Bau der geplanten chinesischen Raumstation ins All bringen. Sollte die Internationale Raumstation (ISS) wie geplant 2024 ihren Dienst einstellen, wäre China dann die einzige Nation mit einem bemannten Außenposten im All. Es gibt aber auch Spekulationen, dass die ISS vielleicht länger in Betrieb bleibt. (axk)



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#5 Britischer Weltraumbahnhof in Schottland nimmt wichtige Hürde

Hoch im Norden des Vereinigten Königreichs sollen schon bald Satelliten ins All starten. Nun gab das regionale Parlament seine Zustimmung.

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So soll der Startplatz aussehen. (Bild: Highlands and Islands Enterprise (HIE))

Der geplante Weltraumbahnhof in Schottland hat eine weitere wichtige Hürde genommen: Das Parlament des schottischen Verwaltungsbezirks Highland hat den Plänen für den ersten Startplatz in Europa zugestimmt. Schon in wenigen Jahren sollen von der Halbinsel A' Mhòine ganz im Norden Schottlands bis zu 12 Raketen pro Jahr starten und Satelliten in eine Umlaufbahn um die Erde schicken. Von der schottischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft HIE, der britischen Weltraumagentur und der Behörde zur Stilllegung kerntechnische Anlagen (NDA) gibt es umgerechnet rund 19,2 Millionen Euro für den Aufbau der Anlage.

Nicht die günstigste Lage
Die Pläne für den britischen Weltraumbahnhof, der auch der erste in Europa wäre, sind schon einige Jahre alt. Im Zuge des Austritts aus der Europäischen Union wurden die einerseits verzögert, aber zugleich auch stärker beworben. Großbritannien erhofft sich dadurch einen Anteil am wachsenden Markt für Satellitenstarts und der damit verbundenen Infrastruktur.

Bislang sind die wichtigsten Weltraumbahnhöfe möglichst nahe am Äquator errichtet worden, damit dort startende Raketen den Schwung der Erddrehung möglichst optimal mitnehmen können. Die französische Weltraumagentur CNES etwa unterhält mit dem Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guayana) einen der am günstigsten gelegenen der Welt.

In der Nähe der schottischen Ortschaft Tongue in der Grafschaft Sutherland soll nun ein Kontrollzentrum, eine 2,5 Kilometer lange Zufahrtsstraße und der Startplatz selbst errichtet werden. Der Bau ist laut der HIE an insgesamt 34 Bedingungen geknüpft, die unter anderem den Naturschutz gewährleisten sollen. Maximal 12 Starts sollen pro Jahr stattfinden. In Schottland gibt es aber noch weitere Pläne für Raketenstartplätze, die anderen sind aber noch nicht so weit fortgeschritten.
(mho)



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#6 Vereinigte Arabische Emirate wollen 2024 Rover zum Mond fliegen

Die Vereinigten Arabischen Emirate forcieren ihr Raumfahrtprogramm. Erst vor wenigen Monaten war eine Raumsonde zum Mars gestartet.
Jetzt will das Land am Golf den Mond erkunden.


Dubai. Die Vereinigten Arabischen Emirate (VAE) wollen im Jahr 2024 ein unbemanntes Raumfahrzeug zum Mond schicken. Das teilte der emiratische Vizepräsident und Emir von Dubai, Scheich Mohammed bin Raschid Al Maktum, am Dienstag bei Twitter mit.

Raumschiff soll den Namen Raschid tragen
Es solle eine Landung auf einem Teil der Mondoberfläche geben, der bei bisherigen Mond-Missionen noch nicht erforscht wurde. Bei einem Erfolg wären die VAE nach den USA, der Sowjetunion (heute Russland) und China das vierte Land sowie der erste arabische Staat, dem eine Mondlandung gelingt.

Das Raumfahrzeug “wird zu hundert Prozent auf unserem Boden und mit den Händen emiratischer Ingenieure gebaut”, schrieb Scheich Mohammed. Es solle den Namen “Raschid” bekommen – nach seinem verstorbenem Vater, Scheich Raschid bin Said Al Maktoum.



Dieser war mehr als 30 Jahre lang bis zu seinem Tod im Jahr 1990 Emir von Dubai. Während seiner Herrschaft hatte er das Emirat mit Einnahmen aus dem Ölgeschäft in einen modernen Wirtschaftsstandort verwandelt.

Arabische Raumsonde untersucht den Mars
Das schwerreiche Land am Golf treibt sein Raumfahrtprogramm derzeit in schnellen Schritten voran. Im Juli hatten die Emirate als erste arabische Nation erfolgreich eine Raumsonde in Richtung Mars geschickt. Kommenden Februar soll sie nach sieben Monaten ihre Umlaufbahn um den Roten Planeten erreichen.

Vereinigte Arabische Emirate starten erste Mars-Mission
Siehe Video im Link

Ziel der Mission ist es, das erste vollständige Bild des Mars-Klimas über ein komplettes Mars-Jahr zu erfassen. Die Forscher wollen mit den Ergebnissen auch der Frage nachgehen, wieso das Wasser auf dem Mars verschwunden ist.

Expeditionsergebnisse sollen Forschungszentren dienen
Vor rund einem Jahr schickten die Emirate zudem einen arabischen Astronauten ins All: Hassa al-Mansuri verbrachte acht Tage auf der Raumstation ISS. Bei dem Kurzbesuch nahm er unter anderem an Forschungseinsätzen teil und gab eine Führung durch die Raumstation auf Arabisch.

Bei der Mission im Jahr 2024 wollen die Emirate Daten und Bilder bisher unerforschter Gegenden auf dem Mond sammeln. Diese sollen Forschungszentren im In- und Ausland zur Verfügung gestellt werden.

USA schicken 2024 Astronauten zum Mond
Neben den Großmächten USA, Russland und China mischen immer mehr Staaten und auch private Anbieter im Weltraum mit. Indien und Israel führten 2019 Mond-Missionen durch, die aber teils scheiterten.

Al-Mansuri, der zurzeit an einem Astronauten-Training im US-Bundesstaat Texas teilnimmt, bezeichnete die Mond-Mission als logischen nächsten Schritt. Er hoffe darauf, es eines Tages an Bord eines bemannten Fluges zum Mond zu schaffen.

“Ich habe immer davon geträumt, die Erde vom Mond-Horizont aufgehen zu sehen”, sagte er der emiratischen Zeitung “The National”. Die US-Raumfahrtbehörde Nasa plant den nächsten Flug zum Mond mit Besatzung ebenfalls im Jahr 2024. Ein unbemannter US-Flug soll kommendes Jahr starten.

(RND/dpa)



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#7 Per Seilbahn zum Mond: Raumfahrtkongress AC 2020 diskutiert alternative Methoden

Per Anhalter durch die Galaxis zu reisen, ist noch Science Fiction. Aber per Fahrstuhl ins Weltall, das ist längst Gegenstand der Forschung.

Als sich im Jahr 1951 in London die International Astronautical Federation (IAF) gründete, war auch der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke dabei. Der beschrieb 1979 in seinem Roman "Fahrstuhl zu den Sternen" die Idee, dass die Menschen zukünftig keine Raketen mehr brauchten, um ins All zu reisen, sondern sich an einem Kabel in den Orbit heben lassen. Auf die Frage, wann er damit rechne, dass diese Vision Realität werde, soll er geantwortet haben: "Fünfzig Jahre, nachdem die Leute aufgehört haben zu lachen."

Ob bei der mittlerweile 71. Jahrestagung der IAF jemand über die dort präsentierten Ideen zu Weltraumfahrstühlen gelacht hat, ist nicht bekannt. Denn die Tagung findet wegen der Covid-19-Pandemie natürlich nur virtuell statt, ohne Applaus oder Gelächter. Gleichwohl ist klar: Das Konzept wird weiterhin erforscht.

Aufzug am Kabel

Momeo Terata (Shonan Institute of Technology) etwa berichtet von Experimenten mit einem Antrieb für einen "Climber", der sich mithilfe von Rollen entlang eines Kabels bewegt und bis zu 300 kg tragen können soll. Dafür wurde ein hybrider Antrieb entwickelt, bei dem die Position der Rollen zueinander verändert werden kann, je nachdem welche Reibungskräfte gerade erforderlich sind. So stehen die Räder zunächst versetzt zueinander, um die Last besser in Bewegung zu bringen, und werden dann, wenn eine höhere Geschwindigkeit erreicht ist, einander direkt gegenübergestellt.

Getestet wurde das Verfahren bei Wettbewerben wie der Space Elevator Challenge (SPEC) in Japan und der European Space Elevator Challenge (EUSPEC) 2018 in Deutschland. Der aus drei versetzt zueinander montierten Rollen bestehende Antrieb erreicht Geschwindigkeiten von 0,3 bis 0,5 m/s bei einer Betriebsdauer bis zu einer Stunde. Das Eigengewicht liegt bei 25 kg, insgesamt soll er 300 kg heben können. Irdische Baustellen seien neben dem Weltraum ein weiteres Anwendungsgebiet dieses Lifts, sagt die Forscherin.

Weltraumfahrstuhl mit zwei Kabinen

Taiko Okino (Shizuoka University) stellt eine Studie zur Machbarkeit eines Weltraumfahrstuhls vor, der mit zwei Kabinen operiert, die einander als Gegengewichte dienen. Beim bislang dominierenden Climber-Konzept mit einer einzelnen Kabine, die am Kabel auf und ab klettert, sei es schwierig, die Energieversorgung zu gewährleisten. Auch sei der Klettermechanismus kompliziert und schwer. Dagegen könne beim Gegengewicht-Konzept die potenzielle Energie der Kabinen genutzt werden. Ein Problem seien jedoch die durch Koriolis- und Gezeitenkräfte bewirkten Eigenbewegungen der Kabel.

Für eine direkte Verbindung zwischen Boden und dem geostationären Orbit in 36.000 Kilometer Höhe sei zudem der erforderliche Energieaufwand mit Spitzenwerten bis zu 100 Megawatt zu hoch. Die Forscher hätten daher eine Variante kalkuliert, bei der die Strecke in mehrere Etappen unterteilt wurde. Die erste Etappe führte in eine Höhe von 3.900 km, wo Mars-Schwerkraft herrscht, die zweite von dort zum Bereich der Mond-Schwerkraft in 8.900 km Höhe. Hier lag die maximal erforderliche Energie bei 15 Megawatt für die erste Etappe, für die zweite lag sie niedriger.

Energetischer Vergleich

Es zeigte sich aber, dass in größerer Höhe sich die Climber-Variante wieder als energetisch günstiger erwies, weil hier das höhere Gewicht des Climbers durch die geringere Schwerkraft ausgeglichen wird. Auch beim Weltraumfahrstuhl könnte sich demnach wie bei der Rakete das Mehrstufenprinzip durchsetzen: Die erste Stufe leistet die schwere Arbeit, nutzt bei der Überwindung der Erdschwerkraft diese aber auch zugleich selbst durch das Prinzip des Gegengewichts. Danach muss umgestiegen werden in die zweite Stufe, die es im wörtlichen Sinn dann schon leichter hat.

Vom Boden zur Mars-Höhe würde ein Climber 246 Megawattstunden benötigen, mit Gegengewicht seien dagegen nur 232 Megawattstunden erforderlich, sagt Okino. Vom dort zur Mondhöhe brauche der Climber dann nur noch 102 Megawattstunden, der Gegengewichtler jedoch satte 271.

Weltraumfahrstühle gut für die Umwelt

Peter A. Swan vom International Space Elevator Consortium (ISEC) nennt zwei Gründe, warum Weltraumfahrstühle gut für die Umwelt sind: Zum einen ermöglichten sie den Bau von Infrastrukturen wie großen Solarkraftwerken im All, zum anderen arbeiten sie mit elektrischer, von der Sonne gewonnenen Energie und seien dadurch emissionsfrei. Diese "Big Green Machine" habe sogar eine negative Kohlendioxid-Bilanz, da für das aus Graphen gefertigte Kabel eines Weltraumfahrstuhls 6.300 Tonnen Kohlenstoff verarbeitet würden.

Vom ISEC durchgeführte Studien seien in den letzten Jahren zum Ergebnis gekommen, dass eine duale Architektur aus Raketen und Weltraumfahrstühlen anzustreben sei, die das Beste beider Technologien nutzt: Raketen beförderten Menschen rasch durch die Strahlungsgürtel, während die Fracht langsamer, aber in größeren Mengen mit dem Fahrstuhl transportiert werde. Die fünf Millionen Tonnen Material, die für den Bau eines Solarkraftwerks erforderlich seien, ließen sich nur mithilfe eines Weltraumfahrstuhls in den geostationären Orbit transportieren, sagt Swan. Mit Raketen allein sei das nicht zu machen.

"Galaktischer Raumhafen"

Derzeit befinde sich das Konzept des Weltraumfahrstuhls im Übergang vom Nachweis der technologischen Machbarkeit zu ersten Validierungstest. Es gehe letztlich darum, so Swan, "die Raketengleichung zu schlagen". Diese vom Raumfahrtpionier Konstantin Ziolkowski entdeckte Formel zeige unerbittlich, dass zum Transport einer bestimmten Masse ein Vielfaches an Treibstoff nötig sei. So erreichten nur 4 Prozent der Startmasse den erdnahen Orbit, 2 Prozent den geostationären Orbit – und bei den Apollo-Missionen landeten sogar nur 0,5 Prozent auf dem Mond, 0,2 Prozent kehrten zur Erde zurück.

Als Alternative skizziert Swan einen "galaktischen Raumhafen", bestehend aus drei Weltraumfahrstühlen im Pazifik, Atlantik und im Indischen Ozean, deren Kabel jeweils 100.000 Kilometer weit ins All reichen. Je nachdem, in welcher Höhe eine Raumsonde von dort auf die Reise geschickt werde, könnten Geschwindigkeiten bis zu 7,76 km/s erreicht werden. Das könnte tägliche Transfers zu Mond und Mars ermöglichen und die Reisezeiten erheblich verkürzen. Swan gibt sie mit 14 Stunden zum Mond und 61 Tagen zum Mars an.

Der Mond, ein "Vorort der Erde"

Jean-Yves Prado von der Firma Platineo in La Rochelle geht noch einen Schritt weiter: Er will Erde und Mond gleich komplett durch ein Kabel miteinander verbinden. Das sollte vom Mond aus in fünf Etappen aufgebaut werden: Zunächst von der Mondoberfläche etwa 56.000 km bis zum Librationspunkt L1, von dort aus 232.000 km weiter Richtung Erde. Diese ersten beiden Abschnitte haben eine konstante Länge. Da die Entfernung von Erde und Mond aber nicht konstant ist, muss das dritte Kabel diese Schwankungen von etwa 50.000 km auffangen.

Diese kontinuierliche Bewegung, bemerkt Prado, könnte einen Dynamo antreiben, der das gesamte System mit Energie versorgt. Der vierte Abschnitt führt von dessen unterem Ende über ungefähr 10.000 km zu einer in 30 km Höhe schwebenden Station über der Antarktis, von wo aus die fünfte und letzte Etappe zum Boden führt. Eine solche Seilbahn, als deren Baumaterial Prado Kohlenstoff-Nanoröhren favorisiert, würde den Mond, wie er sagt, zu einem "Vorort der Erde" machen.
Autor: Axel Kannenberg
(axk)



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#8 Arianespace: Europäische Raketenmission gescheitert

Arianespace: Europäische Raketenmission gescheitert (2020-11-17)

Eine europäische »Vega«-Rakete sollte eigentlich zwei Satelliten ins All bringen, doch dann meldete der Betreiber eine »Anomalie« in der Flugbahn. Es ist schon der zweite Fehlschlag.

Eine mit zwei Satelliten beladene europäische »Vega«-Rakete ist kurz nach dem Start vom Kurs abgekommen, die Mission wurde daraufhin vom europäischen Unternehmen Arianespace als gescheitert eingestuft. »Acht Minuten nach dem Start der Mission, unmittelbar nach der ersten Zündung des Triebwerks der vierten Stufe, wurde eine Verschlechterung der Flugbahn beobachtet«, hieß es in einer Mitteilung. »Dies führte zum Verlust der Mission.«

Der Lastenträger war am frühen Dienstagmorgen deutscher Zeit vom Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guayana abgehoben, wie im Livestream des Betreibers Arianespace zu sehen war. Warum die Mission scheiterte und was genau passierte, ist unklar, die Suche nach der Ursache läuft. Laut ersten Berichten soll die sogenannte AVUM-Raketenstufe nicht schnell genug für den Orbit gewesen und zusammen mit den Satelliten in der Erdatmosphäre über Kanada oder der Arktis verbrannt sein.

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#9 »Vega«: Europäische Rakete stürzte wegen falsch angeschlossener Kabel ab

»Vega«: Europäische Rakete stürzte wegen falsch angeschlossener Kabel ab (2020-11-18)

Schon zum zweiten Mal ist eine Raumfahrtmission mit einer europäischen »Vega«-Rakete gescheitert. Der Betreiber beteuert, es liege kein Designfehler vor, und spricht von einer »Reihe menschlicher Fehler«.

Die ersten acht Minuten schienen noch nach Plan zu verlaufen. Dann kam die am Dienstagmorgen (Ortszeit) vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana gestartete »Vega«-Rakete vom Kurs ab. Betreiber Arianespace sprach später von einer »Anomalie« in der Flugbahn, der zum Verlust der Mission führte.

Es ist der zweite Fehlstart: Im Sommer 2019 zerbrach eine »Vega«-Rakete kurz nach dem Start in zwei Teile. Wahrscheinlicher Grund war ein Defekt im Triebwerk in der zweiten Raketenstufe. Es war der erste Fehlstart einer »Vega« überhaupt. Ein zweiter Absturz in so kurzer Zeit wirft die Frage auf, ob womöglich etwas mit der Konstruktion der Rakete nicht stimmt. Doch das weist Arianespace von sich.

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