Wie geostationären Satelliten ein längeres Leben ermöglicht werden soll
Die Raumfahrtagenturen entwickeln Wartungssatelliten, um die Betriebszeit sehr teurer Kommunikationssatelliten in fast 36.000 Kilometern Höhe zu verlängern.
(Bild: sdecoret / Shutterstock.com)
- Jan Oliver Löfken
Beim Thema "Reparaturen im All" kann man das Weltraumteleskop Hubble getrost als Trendsetter bezeichnen. Am 24. April 1990 gestartet, fiel schon bald ein Fehler des Hauptspiegels auf. 1993 erfolgte die erste erfolgreiche Reparaturmission in den Erdorbit in gut 600 Kilometer Höhe. Vier weitere sollten folgen und so eine rund 30-jährige Missionszeit ermöglichen. Nun arbeiten die Raumfahrtagenturen in China, Japan, Europa und den USA intensiv an Service-Satelliten, die sehr viel höher im geostationären Orbit – 35.786 Kilometer über dem Erdäquator – Wartungsarbeiten ausführen sollen. Ziel ist es, die Betriebsdauer von Wetter-, Fernseh- und Kommunikationssatelliten von derzeit meist 15 Jahren um etwa fünf Jahre zu verlängern.
Vor wenigen Wochen stellte die Shanghai Academy of Spaceflight Technology (SAST) ihr Konzept für Wartungssatelliten auf der Zhuhai Airshow vor. Ausgestattet mit zahlreichen Sensoren und Kameras und unterstützt durch ein intelligentes Navigationssystem soll der Reparatursatellit möglichst autonom an ältere Satelliten im geostationären Orbit andocken können. Roboterarme mit mehreren Drehachsen könnten dann kleinere Schäden reparieren, Solarpaneele austauschen oder auch ein Modul mit zusätzlichem Treibstoff installieren. Damit könnten die oft mehrere hundert Millionen Euro teuren Satelliten einige Jahre länger ihren Dienst erfüllen. Erst danach werden sie – wie heute bereits praktiziert – den letzten Treibstoffrest nutzen, um 200 bis 300 Kilometer höher in einen "Friedhofsorbit" zu gelangen. Dieses letzte Manöver ist notwendig, um den begrenzten Raum im geostationären Orbit für neue Satelliten freizuräumen.
Erste Erfahrungen mit solchen Service-Missionen hat bereits das US-Unternehmen Northrop Grumman sammeln können. Mit zwei "Mission Extension Vehicles" gelang es, unterstützt mit Infrarot-Kameras und Lidar-Scannern an Intelsat-Satelliten anzudocken.
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Eine zweite Generation solche Wartungssatelliten – "Mission Robotic Vehicle" – steht in der Entwicklung. Diese sollen mit Roboterarmen nicht nur Reparaturen ausführen, sondern sogar einzelne Bauteile an teuren Kommunikations- und Fernsehsatelliten austauschen und kompakte Module zur Verlängerung der Betriebszeit – "Mission Extension Pods" – installieren können. Ein erster Start eines Roboter-Satelliten ist für nächstes Jahr vorgesehen, Mission Extension Pods sollen ab 2024 genutzt werden können. Ähnliche Konzepte verfolgt auch die Europäische Raumfahrtagentur ESA. Doch ist es noch unklar, wie weit diese Projekte gediehen sind und wann mit ersten Starts zu rechnen sei.
Insgesamt ist der Trend zu solchen Wartungsmissionen für die Verlängerung der Betriebszeiten zu begrüßen. Nicht zuletzt, um dem wachsenden Problem von Weltraumschrott zu begegnen. Doch letztendlich wird es eine rein wirtschaftliche Entscheidung sein. Erst mit weiterer Erfahrung wird man lernen, wie viele Satelliten in welchem Zeitraum von einem einzelnen Service-Satelliten gewartet werden können. Dabei müssen auch die Kosten für die Service-Roboter ins Verhältnis zu den zu wartenden Satelliten gesetzt werden. Und nach Abschluss der möglichen Wartungsarbeiten erwartet den Service-Satelliten selbst ebenfalls der Ruhestand in einem höheren Friedhofsorbit.
(jle)