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Von den letzten Kräften in die Umlaufbahn



Die Technik bricht für alle zusammen. Jetzt versucht der amerikanische Militärkommunikationssatellit MUOS 5, über unseren Köpfen in eine geostationäre Umlaufbahn zu gelangen. Sein Hauptmotor ist in den ersten Tagen nach dem Start ausgefallen. Ingenieure geben nicht auf und versuchen immer noch, es mit Motoren mit geringer Leistungsorientierung in die richtige Umlaufbahn zu bringen. Und wir können diesem kosmischen Drama folgen.

Ein bisschen über Satellit


MUOS 5 ist der fünfte Satellit des militärischen Kommunikationssystems Mobile User Objective System. Geostationäre Satelliten sorgen zusammen mit Bodenstationen für die weltweite Kommunikation:



Vier MUOS-Satelliten funktionieren bereits wie vorgesehen, und der fünfte sollte sich über dem Indischen Ozean (72 ° O) befinden und als Backup dienen. Das Legacy-UFO auf dem Bild sind die alten Satelliten des Ultrahochfrequenz-Folgesystems. Der MUOS-Satellit arbeitet im 300-320- und 360-380-MHz-Band und verfügt über 64 WCDMA-Kanäle mit einer Kanalbreite von 5 MHz. Technologisch basiert dieses Kommunikationssystem natürlich auf kommerzieller 3G-Kommunikation mit militärischen Verbesserungen.



Ein interessantes Merkmal von Satelliten sind Antennen aus vergoldetem Draht.



Die kleinere mit einem Durchmesser von 5,4 Metern wird für veraltete Kommunikationsnetze (292-318 MHz) verwendet, und eine 14-Meter-Antenne bietet zehnmal mehr Bandbreite.



Die Masse eines Satelliten beträgt 6740 kg. Die Gesamtkosten des MUOS-Programms werden auf 7,7 Milliarden US-Dollar geschätzt.

Start, Flug und Absturz


MUOS 5 wurde am 24. Juni bei Atlas V-551, der am meisten hebenden Version der Trägerrakete, vorgestellt. Kurzes Startvideo:



Lang:



Der Centaur-Boosterblock versetzte den Satelliten in eine geo-Übergangsbahn von 3903 x 35654 km mit einer Neigung von 19 °. Amateurastronomen konnten sogar kurz nach der Trennung die obere Stufe und den Satelliten fotografieren. Der verschwommene Fleck auf dem Bild ist die Entwässerung der Tanks der oberen Stufe von Kraftstoff, Oxidationsmittel und Ladegas, damit der Centaurus nicht im Weltraum explodiert.



Von der geoübergehenden Umlaufbahn sollte MUOS 5 um ~ 1400 m / s beschleunigen und das Perizentrum (unterer Punkt der Umlaufbahn) auf ~ 36000 km anheben. Der relativ geringe Schub des Marschmotors bedeutete, dass dies in mehreren Stufen erfolgen musste.



Die ersten fünf Tage lief alles gut. Die Umlaufbahn stieg auf 15249 x 35710 km und die Neigung verringerte sich auf 9,8 ° (um in die geostationäre Umlaufbahn zu gelangen, muss die Neigung zurückgesetzt werden). Amateurastronomen zeichneten das Flackern eines Satelliten mit einer Zeitspanne von 5 Minuten auf, was typisch für eine normale Rotation in der geoübergangsbahn von Satelliten auf der A-2100-Plattform von Lockheed Martin ist. Nur noch 600-700 m / s blieben bis zum Ziel, der geostationären Umlaufbahn, aber um den 5. Juli hörte die Änderung der Umlaufbahn des Satelliten auf, und bereits am 8. Juli erschienen Informationen über den Unfall des Satelliten des Haupttriebwerks auf den Nachrichtenseiten. MUOS 5 steckt in großen Schwierigkeiten.



Was ist passiert?


Der offizielle Bericht der US Navy, die der Kunde des Systems ist, bezieht sich auf den vollständigen Ausfall des Haupttriebwerks, die unmittelbare Unfallursache wird jedoch nicht genannt. Was wissen wir über den MUOS 5 Motor? Überraschenderweise viel. Auf dem Satelliten befindet sich ein BT-4-Marschtriebwerk der japanischen Firma IHI Aerospace.



Mit einer Masse von 4,5 kg und einer Länge von 0,65 Metern hat der BT-4 einen Schub von 46 kg und arbeitet mit einem Heptyl-Amyl-Kraftstoffpaar. Der Motor lief auf einer Vielzahl von geostationären Satelliten gut und wird auf dem Frachtschiff Cygnus eingesetzt, das zur ISS fliegt.



Der letzte Unfall dieses Motors ereignete sich nach den im Internet verfügbaren Informationen im Jahr 2010 - dann brauchte der Satellit AEHF-1 (ebenfalls Amerikaner, Militär und Verbindungsmann) mehr als ein Jahr, um die geostationäre Umlaufbahn zu erreichen.

MUOS 5 ?


Leider verfügt MUOS 5 nicht über elektroreaktive (ionische, Plasma-) Motoren, mit denen es, wenn auch langsam, aber recht effektiv, die geostationäre Umlaufbahn erreichen könnte. Für ihn bleiben nur noch die Motoren des Orientierungssystems übrig - 12 MR-103G mit einem Schub von jeweils 100 Gramm und 6 MR-106L mit einem Schub von jeweils 2,2 kg. Orientierungsmotoren sind in verschiedene Richtungen gerichtet, sodass nur ein Teil davon gleichzeitig zum Anheben der Umlaufbahn verwendet werden kann. Ein weiteres Problem - im Gegensatz zu BT-4, das mit einem Heptyl-Amyl-Kraftstoffpaar betrieben wird, werden Orientierungsmotoren nur mit der thermischen Zersetzung von Heptyl betrieben. Es ist einfacher, aber solche Motoren haben einen niedrigeren spezifischen Impuls und verbrauchen mehr Kraftstoff für die Beschleunigung bei denselben 600-700 m / s. Schlimmer noch, das Amyloxidationsmittel im Satelliten kann nicht mehr verwendet werden und muss von einem Eigengewicht gezogen werden.zusätzlichen Treibstoff ausgeben, um es zu zerstreuen.

Was passiert jetzt?


Laut Amateurastronomen erscheint der Satellit später als es in Bezug auf die Umlaufbahnparameter sein sollte. Also manövriert er und versucht, die Umlaufbahn bei Rangiermotoren mit geringer Leistung anzuheben. Dies wird sehr lange dauern, mit einer Gesamtdrehdauer von 940 Minuten nach dem Manöver erscheint es später nur ~ 400 Sekunden, was auf eine sehr geringe Geschwindigkeitssteigerung hinweist. Da der Satellit nicht für verloren erklärt wurde, hoffen die Ingenieure natürlich immer noch, ihn in eine geostationäre Umlaufbahn zu bringen. Dafür muss man aber teuer bezahlen - ein erhöhter Kraftstoffverbrauch bedeutet eine ernsthafte Verkürzung der Lebensdauer des MUOS 5 im geostationären Orbit. Aufgrund des Einflusses des Mondes muss man dort ständig Treibstoff ausgeben, um am richtigen Standpunkt zu bleiben, und wenn der Treibstoff ausgeht, geht der Satellit in eine Umlaufbahn, die für den Einsatz ungeeignet ist.

Wenn Sie sich für das Drama MUOS 5 interessieren, können Sie hier beispielsweise den Umlaufbahnparametern folgen . Eine Erhöhung der Perigäumhöhe bedeutet, dass der Satellit die Umlaufbahn ändert. Befindet es sich (wann) in einer Umlaufbahn von ~ 35500 x 36000 km mit einer Neigung von ~ 5 ° (die Parameter stammen vom MUOS 4-Satelliten und sollten typisch für die Gruppierung sein), wird nur dann seine lange und schwierige Straße erfolgreich abgeschlossen.

Quellen:
  1. Satellitendaten , Artikel über den Unfall in der Raumfahrt101
  2. Thema im Forum der Zeitschrift "Cosmonautics News"
  3. MUOS 5 Blog-Beiträge im Blog der Amateur-Satelliten-Tracking-Station
  4. Beiträge ( eins , zwei ) mit Umlaufbahnparametern


Andere Veröffentlichungen zu Weltraumereignissen mit dem Tag "Weltraumereignis"

Source: https://habr.com/ru/post/de396697/

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