Eingefrorene Treibstoffleitung brachte zwei Galileo-Satelliten ins falsche Orbit

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Raumfahrt aus der Froschperspektive
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Am 22. August wurden zwei Satelliten des europäischen SatNav-Systems Galileo von der Fregat-Oberstufe der Soyuz-Rakete im falschen Orbit ausgesetzt. Schon früh stand das Lageregelungssystem der Fregat im Verdacht, denn die Bahnelemente sahen so aus, als wäre das finale Bahneinschussmanöver in die falsche Richtung durchgeführt worden.

Dieser Verdacht hat sich bestätigt (spaceflightnow.com). Die Fregat-Stufe konnte ein vorprogrammiertes Manöver nicht ausführen, mit dem Stufe mit den zwei daran befestigten Satelliten in die für das Einschussmanöver benötigte inertiale Lage gedreht werden sollte. Offenbar war eine Hydrazinleitung eingefroren, mit dem die Lageregelungstriebwerke gespeist werden. Ursache ist ein Konstruktionsfehler – eine andere Leitung, in der kaltes Helium floss, war zu nahe an der Hydrazinleitung verlegt. Eine Halterung mit der beide Leitungen an der Struktur der Stufe befestigt waren, war nicht thermisch isoliert, sodass es zur einer Unterkühlung der Hydrazinleitung kam. Helium wird zur Druckbeaufschlagung von Tanks eingesetzt.

Die Konstruktion aller betroffenen Versionen der Fregat-Stufe soll nun so geändert werden, dass die Leitungen weiter auseinander liegen und ein anderes Material für die Halterung verwendet wird.

Das Einschussmanöver soll eigentlich das Perigäum der Transferbahn stark anheben (von einigen Hundert km auf rund 23,200 km Höhe) und gleichzeitig die Bahnneigung ein wenig erhöhen, auf den operationellen Wert von 55 Grad. Aufgrund der falschen inertialen Ausrichtung ist die Inklination beider Satelliten aber nun weniger als 50 Grad (Galileo 5, Galileo 6). Die Bahn beider Satelliten ist noch deutlich exzentrisch anstatt, wie geplant, kreisförmig. Die Apogäumshöhe liegt mit fast 26,000 km deutlich über der Zielbahn, die Perigäumshöhe dafür bei weniger als 14,000 km.

Michael Khan

Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur und arbeite bei einer Raumfahrtagentur als Missionsanalytiker. Alle in meinen Artikeln geäußerten sind aber meine eigenen und geben nicht notwendigerweise die Sichtweise meines Arbeitgebers wieder.

3 Kommentare

  1. Die Fregat-Oberstufe war also schon immer – seit den 1990er Jahren – falsch konstruiert. Der Fehler – Hydrazinleitung in thermischem Kontkat mit Leitung für kaltes Helium – hat sich aber jetzt zum ersten Mal ausgewirkt. Interessant wie spät sich Fehler noch bemerkbar machen können.

    • Es ist nicht so klar, dass dieses Problem wirklich alle Versionen der Fregat betrifft. Die von Kourou aus gestartete hat vergrößerte Treibstofftanks und andere Modifikationen an der Struktur. Man erkennt sie an den dicken Beulen oben auf den Tanks. Zumindest bei Baikonurstarts wird auch eine andere Version verwendet, die kleinere Tanks hat und vielleicht auch noch die ursprüngliche Struktur. Es steht auch im Artikel auf spaceflightnow.com dass nicht alle Versionen der Fregat betroffen waren, aber ich vermute, da die von Kourou aus gestarteten alle die großen Tanks haben, werden sie auch alle betroffen gewesen sein.

      Ob sich das Problem manifestiert, hängt auch an anderen Dingen – wie viel Zeit vergeht zwischen Manövern, ist der Sonnenstand vielleicht so, dass die betreffende Stelle erwärmt wird, etc.

      Hier bewahrheitet sich wieder einmal die alte Technikerweisheit, dass immer noch mindestens n+1 Fehler drin stecken, wenn n die vermutete maximale Anzahl an möglichen Restfehlern ist

    • Hallo Herr Holzherr, ich hoffe das die Versicherung hier die OHB schadlos halten wird 🙂 und der Schaden irgendwo anders hängenbleibt….überhaupt sollte man sich in Zukunft überlegen, mit welchen Raketen das Galieo-System gestartet wird, ist ja ne echte Konkurrenz zu den etablierten bzw. dem etabliertem System, hat mich schon gewundert, dass die nicht da sind wo sie sein sollten, oder auch nicht 🙂

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