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03. Juli 2017, 20:59 Uhr

Ariane-5-Start für Hellas Sat, Inmarsat und ISRO

Am 28. Juni 2017 startete um 23:15 Uhr MESZ vom Raumfahrtgelände Kourou in Französisch-Guayana eine Ariane-5-Trägerrakete mit zwei Kommunikationssatelliten an Bord. Die Erdtrabanten für die Kommunikationssatellitenbetreiber Inmarsat und Hellas Sat sowie die indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) wurden nach rund einer halben Stunde Flug erfolgreich ausgesetzt.

ESA / CNES / Arianespace / CSG

Bild vergrößernAriane 5 VA238 auf der Startrampe
(Bild: ESA / CNES / Arianespace / CSG)
ESA / CNES / Arianespace / CSG

Bild vergrößernAriane-5-Start am 28. Juni 2017
(Bild: ESA / CNES / Arianespace / CSG)
Der vierte Ariane-5-Flug im Jahr 2017 …
... begann um 18:15 Uhr Ortszeit Kourou auf der Startrampe ELA-3. Transportiert wurden bei der Mission VA238 mit einer Ariane-5-ECA der indische Kommunikationssatellit GSAT 17 (Masse beim Start 3.477 kg, unbetankt 1.480 kg) und der europäische Kommunikationssatellit Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN (Startmasse 5.780 kg, unbetankt 4.197 kg). Bei einer Gesamtstartmasse von rund 780 Tonnen wurden laut Arianespace 10.177 kg Nutzlast befördert.

Die beiden Satelliten waren zusammen unter einer 17 Meter hohen Nutzlastverkleidung von RUAG mit einem Durchmesser von 5,4 Metern und einer Masse von rund 2.400 kg untergebracht. Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN wurde als erster der Satelliten etwas über 28 Minuten nach dem Start ausgesetzt, er saß zuoberst auf der Nutzlasttragstruktur SYLDA (SYLDA ist die Abkürzung von "Système de Lancement Double Ariane", Ariane-Doppelstartvorrichtung). Nach Abstoßen der SYLDA wurde GSAT 17 dann rund 39 Minuten nach dem Start freigegeben.

Die zwei Satelliten werden aus dem erreichten Geotransferorbit (GTO) mit einem geplanten Perigäum von 250 km über der Erde und einem geplanten Apogäum von 35.786 km über der Erde mit eigenen Antrieben den Geostationären Orbit (GEO) ansteuern. Die Antriebe müssen auch den Abbau der Rest-Inklination, der verbliebenen Neigung der Bahn gegen den Erdäquator, von circa 3 Grad bewerkstelligen.

ESA / CNES / Arianespace / CSG

Bild vergrößernHellas-Sat 3-Inmarsat S EAN in Kourou
(Bild: ESA / CNES / Arianespace / CSG)
Thales Alenia Space

Bild vergrößernHellas-Sat 3-Inmarsat S EAN - Künstlerische Darstellung
(Bild: Thales Alenia Space)
Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN ...
… ist eine Konstruktion von Thales Alenia Space aus Cannes in Südfrankreich und basiert auf der Satellitenplattform Spacebus 4000 C4. Inmarsats und Hellas Sats neuer Satellit soll im geostationären Orbit eine Position im Bereich von 39 Grad Ost in Kolokation mit Hellas-Sat 2 beziehen, um von dort insbesondere Empfänger in Europa, dem Mittleren Osten und in Afrika südlich der Sahara und auf Routen des Luftverkehrs zu versorgen. Dafür ist er mit 47 Ku-Band-Transpondern ausgerüstet, von denen später im Betrieb noch 44 verfügbar sein sollen. Außerdem gibt es an Bord ein Ka-Band-Transpondersystem, und eine S-Band-Kommunikationsnutzlast.

Die Ka- und Ku-Band-Hardware will Hellas Sat zur Direktausstrahlung und Verteilung von hoch und sehr hoch aufgelösten Fernsehprogrammen und anderen Kommunikationsdiensten verwenden.

Die S-Band-Technik an Bord von Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN zur Versorgung von Passagieren im Luftverkehr mit Wifi-Verbindungen hat Inmarsat zusammen mit der Deutschen Telekom entwickelt. Entsprechend seiner Aufgabe hat das neue System die Bezeichnung EAN für European Aviation Network, auf Deutsch etwa: Europäisches Netzwerk für den Luftverkehr.

Funkstationen am Boden als sogenannte ergänzende Bodenkomponenten (complementary gound components, CGCs), die von der Deutschen Telekom betrieben werden, sollen an rund 300 Standorten in Europa bedarfsweise 4G LTE-Verbindungen zu Flugzeugen mit passender Hardware herstellen können. Verbindungen von den CGC-Stationen zu einem Luftfahrzeug erfolgen in einem Frequenzbereich zwischen 1.980 und 1.995 MHz, solche von einem Luftfahrzeug zu einer CGC-Station im Frequenzbereich zwischen 2.170 und 2.185 MHz. Vorgesehen ist, dass die Flugzeug-Hardware selbständig zwischen dem Empfang vom Boden und dem via Satellit umschaltet, um den Nutzern im Flugzeug eine möglichst unterbrechungsfreie Funknetznutzung via WLAN ermöglichen.

Die Deutsche Telekom erwartet, alle geplanten CGC-Stationen bis spätestens zum 1. Januar 2018 in Betrieb nehmen zu können. Die in der spanischen Hauptstadt Madrid ansässige International Consolidated Airlines Group S.A, (IAG), eine Holdinggesellschaft, zu der unter anderem die Fluggesellschaften British Airways und Iberia gehören, will über 300 Flugzeuge mit EAN-Technik ausrüsten lassen und plant, bis Anfang 2019 auf 90 Prozent aller Kurzstreckenverbindungen die neue Funktechnik anbieten zu können.

Mit elektrischer Energie versorgt werden die Satellitensysteme und die rund 12,7 Kilowatt benötigende Kommunikationsnutzlast von Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN durch zwei Solarzellenausleger, die dem Raumfahrzeug mit einer Transportkonfiguration von 5 x 2 x 2,2 Meter zusammen eine Spannweite von insgesamt 37 Metern geben und bei Betriebsende noch rund 14,5 Kilowatt elektrische Leistung bereitstellen können sollen. Die vorgesehene Standzeit des dreiachsstabilisierten Raumfahrzeugs beträgt mindestens 15 Jahre. Inmarsat hofft, den Satelliten rund 17 Jahre nutzen zu können.

An Bord von Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN sollen vor allem vier elektrische, Xenon ausstoßende Triebwerke vom Typ SPT-100 mit einem Nominalschub von 83 Millinewton eine lange Betriebsdauer ermöglichen. Das Antriebssystem von Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN besitzt außerdem chemische Triebwerke. Zum Abbau der verbliebenen Bahnneigung gegen den Erdäquator und der Ausbildung einer annähernden Kreisbahn gibt es einen Apogäumsmotor aus der Baureihe S400 mit einem Nominalschub von 425 Newton von Airbus Defence and Space, der laut Plan fünf Tage nach dem Start zum ersten Mal zum Einsatz kommen soll. Für Bahnerhalt und Lageregelung gibt es eine Anzahl 10 Newton starker Triebwerke vom Typ S10 des gleichen Herstellers.

Ist Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN erst einmal auf Position im GEO, stehen Inbetriebnahmeüberprüfungen an, die man von einem Satellitenkontrollzentrum im griechischen Nemea aus steuern und überwachen will. Auch bei der späteren kommerziellen Nutzung des Satelliten soll er von Nemea aus bedient und kontrolliert werden. Die Steuerung des Kommunikationsnutzlastteils für den Flugverkehr wird laut Plan allerdings von einem Satellitenkontrollzentrum in Inmarsats Hauptquartier in London aus erfolgen.

Die Kosten für die Satellitenplattform und den Start von Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN haben sich Hellas Sat und Inmarsat geteilt.

ISRO

Bild vergrößernGSAT 17 mit testweise entfalteten Antennenreflektoren
(Bild: ISRO)
ESA / CNES /Arianespace / CSG

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(Bild: ESA / CNES / Arianespace / CSG)
GSAT 17, ...
… der 21. Satellit, der auf einer Ariane-Rakete für die ISRO in den Weltraum befördert wurde, ist dazu gedacht, Empfänger in Indien und angrenzenden Regionen von einer Position bei 93,5 Grad Ost im GEO mit einer Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsdiensten zu versorgen. Das neue, auf dem indischen Satellitenbus I-3K (I-3000) basierende Raumfahrzeug erhielt zur Erfüllung seiner Aufgaben eine Kommunikationsnutzlast mit 24 C-Band-Transpondern (für Indien, den Mittleren Osten und Südostasien), 2 Transpondern für das untere erweiterte C-Band (für den südlichen Teil Indiens und die Antarktis), 12 Transpondern für das obere erweiterte C-Band (für Indien und Inseln in der Umgebung) sowie 4 S-Band-Mobilfunktransponder (Mobile Satellite Services, MSS forward & return links, für Indien und angrenzende Gebiete).

Zusätzlich bekam GSAT 17 UHF-Transponder zur Weiterleitung untern anderem von Wetterdaten (Data Relay Transponder, DRT, Datenempfang auf dem Satelliten bei 402,75 MHz, Weiterleitung zu geeigneten Bodenstationen bei 4.506,05 MHz) und zur Meldungsweiterleitung eines satellitengestütztes Such- und Rettungssystems (Satellite Aided Search and Rescue, SAS&R). Das SAS&R bietet globale Empfangsmöglichkeit für Aussendungen von indischem Territorium. Die Notruf-Signale im UHF-Band werden an Bord des Satelliten empfangen, und im erweiterten C-Band an entsprechend ausgerüstete Bodenstationen weitergegeben.

Die Energieversorgung der Satellitensysteme von GSAT 17 erfolgt durch zwei Solarzellenausleger. Sie sollen rund 6.200 Watt elektrische Leistung bereitstellen können. Für die Stromspeicherung besitzt der Satellit zwei Lithium-Ionen-Akkumulatorensätze mit einer Kapazität von jeweils 144 Amperstunden.

ISRO

Bild vergrößernDetails von GSAT 17 - Illustration
(Bild: ISRO)
Aufbau und Struktur von GSAT 17 ähneln nach Angaben des Pressebüros der indischen Regierung denen von GSAT 10. Im Jahre 2010 wurde GSAT 17 als Ersatz für INSAT 3A (NORAD-Nr. 27.714) und INSAT 4B (NORAD-Nr. 30.793) mit einem anvisiertem Startdatum im ersten Quartal 2017 geplant. Im Frühjahr 2015 hatte das indische Kabinett schließlich den Bau des Satelliten zur Bereitstellung von Ersatz- und Reservekapazitäten im All freigegeben.

Mit seinem chemischen Antriebssystem aus einem 440 Newton starken Apogäumsmotor und einer Anzahl von 10 und 22 Newton starken Treibwerken für Lageregelung und Bahnerhalt wird GSAT 17 einige Wochen benötigen, bis er seine Betriebsposition im GEO erreicht hat. Nach dem Aussetzen von der Raketenoberstufe hatte der Satellit nach Angaben der ISRO eine drei Grad gegen den Erdäquator geneigte Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt von 249 km und einem erdfernsten Bahnpunkt von 35.920 km erreicht. Die Überwachung des Satelliten sowie die Steuerung des Satelliten in den GEO obliegt jetzt dem Master Control Facility (MCF) genannten indischen Hauptkontrollzentrum in Hassan.

Das erstes Bahnanhebungsmanöver hat GSAT 17 laut ISRO bereits am 30. Juni 2017 absolviert. Nach einer am 30. Juni um 4:38 Uhr India Standard Time (IST) begonnenen Brennphase des Apogäumsmotors war eine 0,977 Grad gegen den Erdäquator geneigte Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt von 13.291 km und einem erdfernsten Bahnpunkt von 35.803 km erreicht. Die 5.912 Sekunden lange Brennphase führte zu einem Orbit, auf dem GSAT 17 15 Stunden und zwei Minuten für eine Erdumrundung benötigt. Ein zweites Bahnanhebungsmanöber erfolgte am 1. Juli 2017. Nach einer um 11:03 Uhr IST begonnenen Brennphase des Apogäumsmotors war eine 0,13 Grad gegen den Erdäquator geneigte Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt von 30.314 km und einem erdfernsten Bahnpunkt von 35.812 km erreicht. Die 2.896 Sekunden lange Brennphase führte zu einem Orbit, auf dem GSAT 17 21 Stunden und 39 Minuten für eine Erdumrundung benötigt.

Der letzte Einsatz des Apogäumsmotors, der am 2. Juli 2017 um 8:51 Uhr IST begann und 492 Sekunden dauerte, brachte den Satelliten auf eine 0,088 Grad geneigte Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt von 35.447 km und einem erdfernsten Bahnpunkt von 35.813 km. Noch am gleichen Tag meldete die ISRO das erfolgreiche Entfalten der beiden Solarzellenausleger und der zwei großen Antennenreflektoren von GSAT 17. Laut ISRO waren die entsprechenden Vorgänge um 16:15 Uhr IST abgeschlossen.

Hellas-Sat 3-Inmarsat S EAN alias EuropaSat wurde katalogisiert mit der NORAD Nr. 42.814 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2017-040A, GSAT 17 mit der NORAD Nr. 42.815 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2017-040B. Die Ariane-5-Oberstufe wurde katalogisiert mit der NORAD Nr. 42.816 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2017-040C, die Nutzlasttragstruktur SLYDA mit der NORAD Nr. 42.817 bzw. als COSPAR-Objekt Nr. 2017-040D.

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Quelle: Arianespace, Hellas Sat, Inmarsat, ISRO, Thales Alenia Space
Autor: Axel Nantes

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