Airbus Defence and Space

Der Ariane-Erfolg beflügelt Airbus Defence and Spaces Satelliten

Seit 1979 haben die verschiedenen Ariane-Versionen insgesamt über 300 Satelliten für alle Arten von Telekommunikationszwecken, für die Erdbeobachtung, Fernerkundung, Umweltbeobachtung, Forschung, Weltraumerkundung sowie für Astronomiemissionen und Technologiedemonstrationen wie auch zur Unterstützung der Internationalen Raumstation ISS ins All gebracht. Angesichts einer derart langen und abwechslungsreichen Startliste können wir natürlich nur einen winzigen Einblick in die auf der Ariane-Flugliste verzeichneten Airbus Defence and Space-Passagiere und -Missionen geben.

Telekommunikation: Auf eine gute Verbindung

Telekommunikationssatelliten machten bisher über zwei Drittel der Ariane-Nutzlasten aus. Wie im Artikel „Europäische Trägerrakete für den Weltmarkt“ dargestellt, war der Missmut der Europäer über ihre Abhängigkeit von kommerziellen Nutzlastkapazitäten der USA einer der Schlüsselimpulse für das Ariane-Programm.

In dem Maße, wie der Markt nach immer größeren und schwereren Satelliten verlangte, wurde auch die Leistungsfähigkeit der Ariane ständig angepasst, wobei der Träger immer wieder neue Rekorde für den Start des größten Satelliten in den geostationären Orbit aufgestellt hat. Aktueller Weltrekordhalter ist derzeit der Satellit TerreStar-1 mit einer Masse von 6.910 kg, der im Juli dieses Jahres mit dem Ariane-5-Flug 189 ins All ging.

Die Telekommunikation über Satellit hat unsere Welt radikal verändert: Festnetz- und Mobiltelefondienste, TV-Übertragung, Internetzugang, Videokonferenzen sowie eine ganze Fülle weiterer Anwendungen haben die Art und Weise, wie Menschen auf der ganzen Welt im Geschäftsleben, in der Freizeit und anderen lebensnotwendigen Kommunikations-situationen interagieren, tiefgreifend verändert. Airbus Defence and Spaces Telekommunikationssatelliten der Eurostar-Serie haben sich durch ihre außergewöhnliche Zuverlässigkeit und mustergültige In-Orbit-Leistung in der Branche weltweit einen Namen gemacht. Viele dieser Satelliten wurden mit Ariane-Trägern gestartet, darunter auch Europas derzeit leistungsfähigste Satelliten im Orbit – Hot Bird 8, 9 und 10 – die den Kern des auf 13° Ost stationierten Satellitensystems des Betreibers Eutelsat bilden, der von dieser Position 1.100 TV-Kanäle an rund 120 Millionen Haushalte in Europa, Nordafrika und Nahost ausstrahlt.

Eine Ariane-5-Nutzlastverkleidung wird während der Startkampagne in Kourou im Februar 2009 auf Hot Bird 10 herabgelassen.

Auch die drei sicheren Fernmeldesatelliten des Verbands Skynet 5 gingen an Bord einer Ariane 5 in den Orbit: mit den Flügen Nr. 175 und 179 (2007) und Nr. 184 (2008). Die von Airbus Defence and Space gebauten und von seiner Tochtergesellschaft Paradigm betriebenen Eurostar-Satelliten haben mit ihrem einzigartigen Service-Geschäftsmodell eine völlig neue Ära im Bereich der militärischen Satellitenkommunikation eingeläutet.

Der Satellit Skynet 5C wird im Mai 2008 auf den SYLDA-Doppelstartadapter gesetzt. Beim Start der drei Skynet-5-Satelliten waren erstmals alle drei Airbus Defence and Space-Geschäftsbereiche am Ariane-Start beteiligt – eine dreifache Herausforderung, die Airbus Defence and Space kompetent meisterte (© CNES – Arianespace).

 

Erdbeobachtung: Die Welt im Blick

Ihr weltumspannendes Blickfeld verleiht Beobachtungssatelliten einmalige Vorteile und trägt zum besseren Verständnis, Management und Schutz unserer kostbaren Umwelt bei. Erdbeobachtungssatelliten schaffen einen raschen Überblick über große Gebiete der Erdoberfläche – so kann ein einziges Bild eines geostationären Wettersatelliten ein Gebiet von 200 Millionen Quadratkilometern, und damit fast die Hälfte des gesamten Erdballs abdecken. Satelliten können in alle Winkel der Erde blicken, sei es für globale Untersuchungen oder auch die Detailerfassung einzelner Orte. Ihre hohe Wiederholrate ermöglicht dabei die Überwachung der Entwicklung natürlicher oder vom Menschen gemachter Phänomene.

Zum Zeitpunkt ihres Starts an Bord einer Ariane 4 waren die beiden von Airbus Defence and Space (Matra Marconi Space) gebauten Radarsatelliten ERS-1 und ERS-2 (European Remote Sensing) die anspruchsvollsten jemals in Europa entwickelten und gebauten Erdbeobachtungssatelliten. ERS-1 startete 1991 mit Flug 44, ERS-2 vier Jahre darauf mit Flug 72 ins All. Die überaus erfolgreichen ESA-Satelliten haben eine Fülle von wertvollen Daten zu den Landflächen, Ozeanen und Polkappen der Erde erfasst und die Überwachung von Naturkatastrophen wie Überflutungen oder Erdbeben in entlegenen Erdregionen ermöglicht.

Das allererste Bild von ERS-1. Die Aufnahme vom 27. Juli 1991 zeigt die Friesischen Inseln vor der Küste Hollands (© ESA).

ERS-1 und ERS-2 haben den Weg für neue Interferometrie-Missionen wie Envisat geebnet, der mit dem Ariane-5-Flug 145 auf seine sonnensynchrone Umlaufbahn gebracht wurde. Europas größter und komplexester Erdbeobachtungssatellit wurde unter der Hauptauftragnehmerschaft von Airbus Defence and Space gebaut. Envisats zehn Bordinstrumente helfen Wissenschaftlern, die Auswirkungen von Phänomen wie Erderwärmung, El Niño, Klimawandel und Ozonschichtzerstörung sowie Schwankungen des Meeresspiegels, der Pol-Eisdicke, der Vegetationsdecke und der Atmosphärenzusammensetzung besser zu verstehen. Die Entwicklung und Konstruktion des 8.200 kg schweren Satelliten nahm über zehn Jahre in Anspruch und hielt knapp 100 Unternehmen in 14 Ländern in Atem. Envisat hat für eine phänomenale Bildergalerie gesorgt, darunter auch die spektakuläre Aufnahme vom Auseinanderbrechen des 200 Meter dicken Eisschelfs Larsen B in der Antarktis: Envisat war gerade rechtzeitig gestartet worden, um dieses dramatische Ereignis zu dokumentieren.

Die Ariane-5-Nutzlastverkleidung wird auf den acht Tonnen schweren Satelliten Envisat abgesenkt (© CNES – Arianespace).

Nur eine von unzähligen faszinierenden Envisat-Aufnahmen: Dieses Bild der Galapagos Inseln entstand durch eine Kombination aus drei zwischen 2006 und 2009 erfassten ASAR-Aufnahmen (Advanced Synthetic Aperture Radar) desselben Gebiets (© ESA).

Die Ariane hat zudem alle fünf von Airbus Defence and Space (und seine Vorgängerfirmen) entwickelten und gebauten optischen Spot-Erdbeobachtungssatelliten in den Orbit befördert. Die Satellitenbilder werden von der Airbus Defence and Space-Tochter Spot Image, einem weltweit renommierten Geoinformationsdienstleister, verwertet. Der Erfolg der Spot-Serie begann bereits 1986, als Spot 1 mit dem letzten Ariane-1-Flug (Nr. 15) ins All startete. Der auf eine dreijährige Lebensdauer ausgelegte erste Satellit der Baureihe leistete ganze 18 Jahre treue Dienste und lieferte knapp drei Millionen Bilder, bevor er aus Umweltgründen aus seiner Umlaufbahn ausgeworfen und zum Verglühen gebracht wurde.

Spot 1 wird in Kourou in die letzte Ariane 1 (Flug 16) integriert (© Airbus Defence and Space – CSG).

Mit dem 1995 erfolgten Start des militärischen Aufklärungssatelliten Helios I brachte die Ariane 4 (Flug 75) Europa nicht nur, was die Fähigkeit zur Erfassung militärischer Aufklärungsdaten angeht, einen beträchtlichen Schritt voran. Der unter Hauptauftragnehmerschaft von Airbus Defence and Space (damals Matra Marconi) gebaute Satellit eröffnete auch in Sachen Sicherheit neue Dimensionen, denn Helios war die erste wirkliche Kooperation mehrerer europäischer Staaten im Bereich satellitengestützte Verteidigungssysteme.

Der Satellit Helios IB wird in Toulouse integriert und anschließend zum Ariane-Startgelände in Kourou transportiert.

 

Weltraumerkundung: Visionen werden Wirklichkeit

Viele der bedeutendsten europäischen Missionen zur Erweiterung unseres Wissens über unser Sonnensystem und das entferntere Universum begannen ihre abenteuerliche Reise an Bord von Ariane-Raketen.

Der von Airbus Defence and Space (damals Matra) gebaute Astrometrie-Satellit Hipparcos startete 1989 mit Ariane-4-Flug 33 ins All, wo er während seiner dreieinhalbjährigen Lebensdauer die erste Ganzhimmelskarte erstellte. Dabei nahm er eine hochpräzise Positionsbestimmung von über 100.000 Sternen vor und vermaß über eine Million Himmelskörper mit geringerer Präzision. Die so entstandenen Hipparcos- und Tycho-Kataloge, die Sternpositionen und bewegungen verzeichnen, sind für Astronomen bis heute von unschätzbarem Wert.

Hipparcos-Tests im ESTEC (1988). Die überaus erfolgreiche Hipparcos-Mission ebnete den Weg für das auf demselben Astrometriekonzept beruhende aktuelle Programm Gaia (© ESA).

Der Satellit XMM-Newton war zum Zeitpunkt seines Starts mit einer Ariane 5 (Flug 119) im Jahr 1999 der bis dahin größte in Europa gebaute Forschungssatellit. Der von Airbus Defence and Space (damals Daimler Chrysler Aerospace) im Auftrag der ESA entwickelte und gefertigte Satellit hat mehr Röntgenquellen entdeckt als sämtliche Vorgänger-Satelliten und trägt zur Lösung zahlreicher kosmischer Rätsel des so genannten „Violent Universe“ bei – von den Vorgängen in der Umgebung und im Zentrum von Schwarzen Löchern bis hin zur Entstehung von Galaxien in der Frühphase des Universums. XMM-Newton sollte ursprünglich nur mindestens zwei Jahre lang Daten liefern, doch angesichts des bisherigen Erfolgs wurde die Mission des Teleskops auf 13 Betriebsjahre verlängert.

Auspacken des Satelliten XMM-Newton im Endmontagegebäude (BAF) des Europäischen Weltraumbahnhofs Kourou. Seine drei komplementären Teleskope mit 58 konzentrischen, passgenau ineinandergefügten Spiegelröhren machen XMM zum leistungsstärksten je gebauten Röntgenteleskop. XMM ging mit dem ersten kommerziellen Ariane-5-Start ins All (© ESA).

Airbus Defence and Space war Hauptauftragnehmer der Rosetta-Sonde, die sich derzeit auf ihrem zehnjährigen Anflug zum Rendezvous mit dem über fünf Milliarden Kilometer entfernten Kometen Tschurjumow-Gerasimenko befindet. Der Rosetta-Orbiter ist mit einer Reihe von Instrumenten zur Erforschung des Kometen aus nächster Nähe bestückt. Die Sonde, die ihre Reise am 2. März 2004 mit Ariane-Flug 158 antrat, wird ihr Ziel im Jahr 2014 erreichen. Dort angekommen, wird sie zunächst eine allgemeine Kartierungs- und Forschungsphase absolvieren und nach einer sechsmonatigen Annäherung an den Kometen den Lander Philae absetzen. In der Kometenoberfläche verankert wird dieser den unter ihm liegenden Kometen untersuchen. Anschließend begleitet die Rosetta-Mission den Kometen auf seiner Reise Richtung Sonne. Für den Start von Rosetta musste die Ariane eine ganz besondere Herausforderung bewältigen: Erstmals musste die Trägerrakete auf die zum Verlassen des Erdorbits nötige Fluchtgeschwindigkeit – etwa 40.000 km/h – beschleunigen, um ihren Passagier in die Tiefen des Weltraums zu bringen. Dazu erhielt die Ariane 5 eine neu qualifizierte Oberstufe mit größeren Treibstofftanks. Anders als bei „normalen“ Satellitenmissionen in den geostationären Orbit wurde die EPS-Oberstufe nicht sofort nach der Trennung von der Hauptstufe wiedergezündet. Sie absolvierte zunächst eine 105-minütige antriebslose Flugphase, bevor das Oberstufentriebwerk erneut gezündet wurde, um die Sonde mit der nötigen Fluchtgeschwindigkeit aus dem Erdschwerefeld in eine heliozentrische Umlaufbahn zu befördern, wo die Rosetta-Sonde 18 Minuten später ausgesetzt wurde.

Startkampagne der Raumsonde Rosetta in Kourou (© ESA).

Wiedereintrittstechnologie: Sichere Rückkehr aus dem All

Der Wiedereintritt in die Atmosphäre ist eine wichtige Raumfahrttechnologie. Wiedereintrittssysteme sind nicht nur für eine sichere Rückkehr von Raumfahrzeugen zur Erde unabdingbar, sondern ebenso für Missionen zur Erforschung fremder Planeten. Die ESA wählte Airbus Defence and Space (damals Aerospatiale) als Hauptauftragnehmer für die Entwicklung des Atmospheric Re-entry Demonstrators ARD. Mit der erfolgreichen ARD-Mission, die 1998 mit dem Ariane-5-Flug 112 ins All ging, sammelte Europa erstmals in einem größeren Programm Erfahrung auf dem Gebiet des kontrollierten Wiedereintritts.

Der Atmospheric Re-entry Demonstrator (ARD) wird auf den Ariane-5-Träger aufgesetzt (© ESA).

ATV: Start in eine neue Raumfahrt-Ära

Die Mission des von der ESA in Auftrag gegebenen automatischen Versorgungsfahrzeugs ATV – Beförderung von Frachtgut zur Internationalen Raumstation ISS und Abtransport von Abfall – mag zunächst recht profan erscheinen, doch handelt es sich nicht nur um das größte und komplexeste je in Europa gebaute, sondern auch um das erste zu einem vollautomatischen Rendezvous- und Dockingmanöver fähige Raumfahrzeug. Das ATV musste ein Ziel von 60 cm Durchmesser bei einer Fluggeschwindigkeit von 28.000 km/h und einer relativen Geschwindigkeit von weniger als 7 cm/s auf 10 cm genau treffen. Bei der Auslegung und Entwicklung des ATV nutzte man die Erfahrung der europäischen Raumfahrtindustrie und insbesondere das einzigartige Know-how des Hauptauftragnehmers Airbus Defence and Space. Der Start des knapp 20 Tonnen schweren Raumfahrzeugs erforderte eine neue, spezielle Ariane-5-Version – die Ariane 5 ES mit wiederzündbarer Oberstufe. Die Wiederzündungsfähigkeit wurde in über 100 Bodentests und bei einem Ariane-5-Flug unter realen Flugbedingungen im Oktober 2007 demonstriert. Das ATV startete am 9. März 2008 mit Flug 181 auf seine 51,6° gegen den Äquator geneigte erdnahe Kreisbahn. Diese ungewöhnliche Flugbahn erforderte den Einsatz von zwei Telemetrie-Bahnverfolgungsstationen: eine auf einem Schiff im Atlantik installierte mobile Station sowie eine weitere auf den Azoren. Das Oberstufentriebwerk der Ariane 5 ES wurde ein erstes Mal für acht Minuten über dem Atlantik gezündet, anschließend für einen 45-minütigen antriebslosen Flug über Europa und Asien wieder abgeschaltet und zuletzt über Australien zur Einbringung in die Kreisbahn – exakt wie geplant – für 40 Sekunden erneut gezündet. Die Trennung des ATV mit Namen „Jules Verne“ von der Oberstufe erfolgte um 06.09 Uhr MEZ. Kaum einen Monat später, am 3. April 2008, schrieb das ATV mit seinem perfekten Andockmanöver an die ISS erneut Geschichte.

Das ATV „Jules Verne“ wird auf das Betankungsgestell montiert (© CNES – Arianespace).

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