SpaceX führte am Freitag den fünften Start seines Vertrags mit Iridium Communications durch und setzte zehn weitere Satelliten ein, um die Flotte der nächsten Generation von Iridium auf insgesamt fünfzig Satelliten im Orbit zu bringen. Falcon 9 hob um 07:13:51 Uhr pazifischer Sommerzeit (14:13 UTC) von der Vandenberg Air Force Base ab. Beim Start unternahm SpaceX auch einen erfolglosen Versuch, die Hälfte der Nutzlastverkleidung von Falcon 9 wiederherzustellen.
Der Start am Freitag war einer von acht, die SpaceX für die in Virginia ansässige Iridium-Kommunikation durchführt, um insgesamt fünfundsiebzig Iridium-NEXT-Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen. SpaceX begann im vergangenen Jahr mit dem Einsatz der Konstellation mit vier Starts – die verbleibenden Starts werden 2018 mit dem ersten des Jahres am Samstag stattfinden.
Iridium Communications ist spezialisiert auf mobile Satellitenkommunikation. Anstatt eine kleine Anzahl von Satelliten in der geostationären Umlaufbahn einzusetzen, betreibt das Unternehmen eine große Flotte in der erdnahen Umlaufbahn – was seine Kunden von der Notwendigkeit entlastet, große Antennen herumzutragen, und zu einer geringeren Latenz als bei der geostationären Kommunikation führt.
Iridium NEXT-5 auf dem Pad – Foto von Jack Beyer für NSF (einschließlich Lead-Foto)
Die Iridium-Konstellation wurde ursprünglich von Iridium SSC entwickelt, finanziert von Motorola, mit Satelliten der ersten Generation, die zwischen 1997 und 2002 eingesetzt wurden. Der Name der Konstellation kommt von dem chemischen Element Iridium, das die Ordnungszahl 77 hat, da ursprünglich erwartet wurde, dass das System siebenundsiebzig Satelliten benötigt, um weltweiten Service zu bieten. Der Name wurde beibehalten, nachdem die Konstellation neu gestaltet wurde, Reduzierung der Mindestanzahl von Satelliten auf 66.
Ein Nachteil von Iridiums Konzept war, dass die Konstellation alle Satelliten im Orbit erforderte, bevor der kommerzielle Dienst beginnen konnte – was zu einem hohen Anfangsaufwand führte. Die Einrichtungskosten von Iridiums Konstellation der ersten Generation in den späten 1990er Jahren wurden auf rund fünf Milliarden US-Dollar geschätzt.
Um ihre Satelliten so schnell wie möglich in die Umlaufbahn zu bringen, setzte Iridium eine vielfältige, globale Raketenflotte ein: 55 der Satelliten wurden von zwölf US-amerikanischen Delta-II-Raketen mit jeweils fünf Satelliten eingesetzt. Russland startete fünfundzwanzig über drei Proton-K / DM2-Raketen mit sieben Raumfahrzeugen an Bord und zwei Dual-Satelliten-Starts mit Rokot / Briz-KM-Fahrzeugen. Chinas Chang Zheng 2C / SD startete sechs Mal und setzte insgesamt zwölf Raumschiffe ein.
Die Kosten für den Bau und den Start seiner Satellitenflotte, kombiniert mit einer langsamer als geplanten Aufnahme von Kunden, führten dazu, dass Iridium SSC 1999 Insolvenz anmeldete. Das Time Magazine bezeichnete den Zusammenbruch des Unternehmens als eines der „zehn größten technischen Misserfolge des Jahrzehnts“. Ein neues Unternehmen, das zur heutigen Iridium Communications werden sollte, wurde 2001 gegründet und kaufte die Vermögenswerte von Iridium SSC – einschließlich der Satelliten – zu einem Bruchteil ihres Wertes.
Iridiums Satelliten der ersten Generation wurden um Lockheed Martins LM-700A-Bus mit einer Lebensdauer von acht Jahren gebaut. Zwischen 2002 und Anfang 2017 wurden keine weiteren Satelliten gestartet, um die Konstellation aufzufüllen. Dies änderte sich im vergangenen Januar, als SpaceX die ersten zehn Iridium-NEXT-Satelliten der zweiten Generation einsetzte.
Iridium hat einundachtzig neue Satelliten – einschließlich Bodenersatzteilen – für eine vollständige Überholung ihrer Konstellation bestellt. Thales Alenia Space ist der Hauptauftragnehmer für das Raumfahrzeug, während Orbital ATK mit Sitz in den USA für die Integration in eine Produktionslinie in Gilbert, Arizona, verantwortlich ist.
Die 10 Iridium NEXT-Satelliten, die auf der fünften Iridium NEXT-Mission starten werden. Credit: Iridium Communications
Die Satelliten basieren auf der Extended Lifetime Bus – ELiTeBus-1000 – Plattform von Thales. Jeder hat eine Masse von 860 Kilogramm (1.900 Pfund) und wird voraussichtlich mindestens 20 Jahre lang betrieben. Die Satelliten tragen L-Band-Transponder für die mobile Kommunikation und Ka-Band-Transponder, um Crosslinks zwischen Satelliten und Downlink zu Bodenstationen bereitzustellen.
Die Crosslink-Fähigkeit der Iridium-Konstellation ermöglicht es jedem Satelliten, Daten direkt an die vier anderen Satelliten weiterzuleiten: diejenigen unmittelbar vor und hinter ihm in derselben Orbitalebene und diejenigen, die parallel dazu in den beiden benachbarten Ebenen arbeiten.
Auf diese Weise können Anrufe im Netzwerk weitergeleitet werden, ohne dass Bodenstationen durchlaufen werden müssen, was die Latenz und auch die Kosten reduziert, da weniger Bodenstationen erforderlich sind. Die sechsundsechzig operativen Iridium-Satelliten sind in sechs Ebenen von elf Raumfahrzeugen angeordnet, die in einer Höhe von etwa 780 Kilometern (485 Meilen, 421 Seemeilen) und einer nahezu polaren Neigung von 86, 4 Grad umkreisen.
Iridium NEXT Constellation – über Thales materials
SpaceX wurde ursprünglich beauftragt, siebzig Iridium-NEXT-Satelliten über sieben Falcon 9-Raketen zu starten. Russlands ISC Kosmotras erhielt auch mehrere Starts, die zwei Satelliten gleichzeitig an Bord der Dnepr-Rakete geflogen haben sollten.
Aufgrund der politischen Situation zwischen Russland und der Ukraine – der Heimat des Herstellers der R-36–Rakete, auf der der Dnepr basierte – wurden Dnepr-Starts auf Eis gelegt und scheinen nun dauerhaft gestoppt zu sein. Iridium musste seinen Vertrag mit Kosmotras kündigen und hat weitere fünf Satelliten für einen weiteren Falcon 9-Start als Mitfahrgelegenheit mit GRACE Follow–On bestellt – ein Paar geophysikalischer Forschungssatelliten, die für die NASA und das Deutsche Geoforschungszentrum (GFZ) gestartet werden.
Wenn es Iridium-Satelliten einsetzt, fliegt Falcon 9 vom Startplatz von SpaceX an der Westküste der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien.
Falcon 9 auf dem SLC-4E–Pad vor dem Start von Iridium NEXT-5 – Foto von Philip Sloss für NSF / L2
Der Space Launch Complex 4E (SLC-4E) wurde ursprünglich als Teil des Startplatzes Point Arguello der US Navy in den 1960er Jahren gebaut und wurde Teil der Vandenberg AFB der US Air Force, als die beiden benachbarten Einrichtungen 1964 fusionierten.
Der erste Start vom Pad – damals als Point Arguello Launch Complex 2-4 (PALC-2-4) bezeichnet – erfolgte einige Wochen nach der Fusion: ein Atlas SLV-3 Agena-D, der einen KH-7-Aufklärungssatelliten einsetzte. Atlas-Agena-Raketen benutzten das Pad bis 1967 weiter.
Von 1971 bis 2005 wurde SLC-4E von Schwerlastversionen der Titan III- und späteren Titan IV-Raketen verwendet, beginnend mit der Titan III (23) D.
Der endgültige Start einer Titan-Rakete erfolgte durch eine Titan IV (404) B, die im Oktober 2005 von SLC-4E abhob und einen KH-11-Bildgebungssatelliten für das National Reconnaissance Office einsetzte. SpaceX nutzt das Pad seit 2013, mit dem Start der neunten Falcon-Mission am Freitag, die von Vandenberg aus fliegt.
SpaceX-Anlage in Vandenberg – Foto von Philip Sloss für NSF / L2
SpaceX hat letztes Jahr die ersten vier Starts seines Vertrags mit Iridium durchgeführt – mit erfolgreichen Missionen im Januar, Juni, Oktober und Dezember, bei denen vierzig Satelliten in die Umlaufbahn gebracht wurden. Die Falcon 9 ist so konzipiert, dass sie teilweise wiederverwendbar ist, und die Mission im Dezember – von SpaceX als Iridium-4 bezeichnet – verwendete dieselbe erste Stufe, die für den Start von Iridium-2 im Juni verwendet worden war. Der Start am Freitag beinhaltete auch eine „flugerprobte“ oder zuvor geflogene erste Stufe, die bei der Iridium-3-Mission im vergangenen Oktober verwendet wurde.
Die erste Stufe, B1041, landete erfolgreich an Bord des autonomen Spaceport-Drohnenschiffs (ASDS) an der Westküste von SpaceX. Die Etappe wurde an Land gebracht und renoviert, um am Freitag wieder zu fliegen. Es wurde nach Block 4-Spezifikationen gebaut und da SpaceX keine andere Version als Block 5 mehr als zweimal fliegen will, wurde B1041 nach seinem zweiten Flug nicht wieder geborgen. Nach Abschluss seiner Rolle in der Iridium-5-Mission machte der Kern immer noch Boostback-, Eintritts- und / oder Landebrände, aber nur, um Daten für zukünftige Wiederherstellungen zu sammeln.
Ein Teil der Falcon 9, den SpaceX zu bergen versucht, ist die Nutzlastverkleidung – die Struktur, die die Nutzlast der Rakete in den frühen Flugphasen vor der Atmosphäre schützt.
SpaceX hat im letzten Jahr mit der Bergung von Verkleidungen experimentiert und eine Hälfte der Verkleidungstriebwerke mit Lagerkontrolle und einem Fallschirm ausgestattet, um den Abstieg zu verlangsamen und zu führen.
Um die Verkleidung vor Beschädigung oder Verschmutzung durch das Salzwasser des Ozeans zu schützen, positioniert sich ein Bergungsboot beim Abstieg unter der Verkleidung und fängt sie in einem großen Netz ein, das zwischen vier Säulen aufgehängt ist, die sich vom Deck erheben. SpaceXs West Coast Space Recovery Ship heißt Mr. Steven.
SpaceX Verkleidung Bergungsboot – Mr. Steven – Foto von Elon Musk / SpaceX
Während des vorherigen Starts von Falcon 9 an der Westküste, bei dem der spanische Satellit Paz Ende letzten Monats in die Umlaufbahn gebracht wurde, flog Falcon 9 mit einer neuen Nutzlastverkleidung und es wurde der erste Versuch unternommen, die Verkleidung über das Boot zu bergen. Der Versuch kam dem Erfolg nahe, als die Verkleidungshälfte einige hundert Meter von Mr. Steven entfernt unversehrt im Wasser landete. Die Verkleidung wurde aus dem Meer gehisst und zurück nach Kalifornien gebracht.
Mr. Steven ist am Donnerstag zur Unterstützung des Iridium-5-Starts in See gestochen. Beim Start wird sie sich unten befindenbereich bereit, einen weiteren Versuch zu unternehmen, Falcons Verkleidung beim Abstieg zu fangen. Der Test war nicht erfolgreich.
GPS-geführtes Parafoil verdreht, so dass es mit hoher Geschwindigkeit auf Wasser trifft. Air wake von Verkleidung messing w parafoil Lenkung. Doing helo Falltests in den nächsten Wochen zu lösen.
– Elon Musk (@elonmusk) März 30, 2018
Falcon 9 flog erstmals im Juni 2010, mit der Mission am Freitag seinen einundfünfzigsten Start. Eine zweistufige Rakete, Falcon 9 verbrennt RP-1 Treibmittel und flüssigen Sauerstoff. Die erste Stufe – der einzige Teil der Rakete, der derzeit wiederverwendbar ist – wird von neun Merlin-1D-Triebwerken angetrieben.
Die zweite Stufe der Rakete hat einen zehnten Merlin-1D, der für den Betrieb im Vakuum des Weltraums optimiert ist. Dieser Merlin Vacuum (MVac) -Motor brennt während des Starts am Freitag zwei Mal, um die Iridium-Satelliten in ihre geplante erdnahe Umlaufbahn zu bringen.
Der Start am Freitag begann mit der Zündung der neun Motoren der ersten Stufe etwa drei Sekunden vor dem Ende des Countdowns. Bei der Null-Sekunden-Marke hob Falcon ab, um den Aufstieg in die Umlaufbahn zu beginnen. Die Rakete flog nach Süden und durchlief etwa 76 Sekunden nach dem Start den Bereich des maximalen dynamischen Drucks (Max-Q). Die erste Stufe brannte in den ersten zwei Minuten und 34 Sekunden der Mission, bevor sie die Abschaltung des Hauptmotors (MECO) erreichte.
Iridium NEXT-2 Foto von Sam Sun von NSF für NSF L2
Etwa drei Sekunden nach dem Cutoff trennte sich die erste Stufe von der zweiten Stufe. Während die erste Stufe alle Tests nach der Trennung durchführte oder zur Erde zurückfiel, ging die zweite Stufe mit den zehn Iridium-Satelliten an Bord weiter in Richtung Umlaufbahn. Die zweite Stufe zündete ihren Motor etwa zwei Sekunden nach der Stufentrennung, während sich die Verkleidung etwa neunundvierzig Sekunden nach dem Brennen von ihrer Nutzlast trennte.
Die erste Verbrennung der zweiten Stufe von Falcon 9 dauerte sechs Minuten und 23 Sekunden, wodurch die Rakete und ihre Fracht in eine anfängliche Parkbahn gebracht wurden.
Aus unklaren Gründen führten NOAA–Beschränkungen – laut SpaceX – dazu, dass der Webcast kurz vor der Startphase endete, aber SpaceX lieferte zusätzliche Informationen über soziale Medien.
Also hier ist das NOAA-Problem: Bild.Twitter.com/Lj0007qpdN
– Eric Berger (@SciGuySpace) März 30, 2018
Nach einer 43-minütigen, Drei-Sekunden-Küste startete Falcon seine zweite Stufe für eine Elf-Sekunden-Zirkularisierung brennen – Anheben des Perigäums – oder Tiefpunkt – der Umlaufbahn.
Die Iridium-Satelliten begannen sich fünf Minuten nach dem Ende der zweiten Verbrennung von der oberen Stufe zu trennen, wobei der Einsatzprozess vierzehn Minuten und 47 Sekunden dauerte.
Iridium NEXT-Satelliten, die auf der vorherigen Mission eingesetzt wurden – über SpaceX Webcast
Die Mission am Freitag war SpaceXs sechster Start des Jahres und wird der dreißigste weltweit sein – zwölf bis zum gleichen Punkt im letzten Jahr.
Dies ist das erste Mal seit 1987, dass dreißig Starts in den ersten drei Monaten eines Jahres stattgefunden haben. Von den neun Vorjahren, in denen im ersten Quartal dreißig oder mehr Starts durchgeführt wurden, stellen die 114 Starts von 1987 die niedrigste Gesamtzahl zum Jahresende dar. Seit 1990 gab es kein Kalenderjahr mit mehr als 100 Starts.
Der Iridium-Start ist der erste von zwei, die SpaceX am Osterwochenende durchführen wird. Eine weitere Falcon 9 soll am Montag von Floridas Cape Canaveral Air Force Station abheben und ein unbemanntes Dragon-Raumschiff auf seiner CRS-14-Mission zur Internationalen Raumstation in die Umlaufbahn bringen.
