Eine Falcon Heavy-Rakete auf der Startrampe für eine der komplexesten Missionen von SpaceX – Spaceflight Now

Der erste Falcon Heavy-Raketenflug seit 2019 soll am Dienstag beginnen, um die bisher längste Startmission von SpaceX zu starten, ein fast sechsstündiger Flug in eine geosynchrone Umlaufbahn mehr als 20.000 Meilen über dem Äquator mit einer Reihe von Nutzlasten für die US Space Force. Die wiederverwendbaren seitlichen Booster der beiden leistungsstarken Raketen werden zur Landung nach Cape Canaveral zurückkehren.

Die hochgelegene Zielumlaufbahn der Mission bedeutet, dass die Oberstufe der Falcon Heavy etwa sechs Stunden durch die Van-Allen-Strahlungsgürtel segeln muss, bevor sie ihren Motor wieder zünden und Satelliten der Space Force einsetzen kann.

Für die Langzeitmission musste SpaceX einige Änderungen an der Falcon Heavy-Rakete vornehmen. Die offensichtlichste Modifikation besteht darin, eine graue Farbe auf der Außenseite des Kerosintanks der Oberstufe anzubringen, die dazu beitragen wird, dass der Treibstoff nicht gefriert, wenn die Rakete Stunden in der kalten Weltraumumgebung verbringt.

Der von der USSF-44 Space Force vorgesehene Start wird der vierte Flug der Falcon Heavy von SpaceX sein, der stärksten derzeit fliegenden Rakete. Aber es ist die erste Falcon Heavy-Mission seit dem 25. Juni 2019, nach einer Reihe von Verzögerungen, auf die SpaceX-Kunden gestoßen sind.

Die USSF-44-Mission hat sich gegenüber dem ursprünglichen Zeitplan Ende 2020 um fast zwei Jahre verzögert. Die Space Force hat die Verzögerung auf Probleme mit Satelliten zurückgeführt.

Der Start wird die erste voll funktionsfähige nationale Sicherheitsmission sein, die mit dem Schwerlastraumschiff von SpaceX fliegt. Der letzte Start der Falcon Heavy im Juni 2019 beförderte 24 Militär- und NASA-Experimentalsatelliten auf der Mission Space Test Program-2 oder STP-2. Die STP-2-Mission wurde als Testflug der Rakete vor einem zukünftigen Start mit den kritischsten nationalen Sicherheitsnutzlasten beschrieben.

„Wir haben mit SpaceX zusammengearbeitet, um sicherzustellen, dass die Falcon Heavy alle unsere Anforderungen erfüllt und einen erfolgreichen Start erzielt“, sagte Walt Lauderdale, Missionsmanager der Space Force für den USSF-44-Start. „Dies wird der erste Start der Falcon Heavy seit mehr als drei Jahren sein, und wir freuen uns, diese Nutzlasten in den Weltraum zu bringen. Dieser Start ist ein bedeutendes Ereignis und setzt eine starke Partnerschaft fort, die die Fähigkeit verbessert, der Nation über Jahre hinweg zu dienen Kommen Sie.“

„Dieser Start ist der Höhepunkt jahrelanger Bemühungen eines engagierten Teams, das aus missionsorientierten Mitarbeitern aus den USA von SpaceX und SpaceX besteht. Der Falcon Heavy ist eine wichtige Komponente unserer gesamten Tragfähigkeit, und wir freuen uns sehr, startbereit zu sein.“ sagte Brigadegeneral Stephen Purdy, Executive Officer des Secured Access Program der Space Force.

Die Space Force hat nur wenige Informationen über die Satellitenstarts der Falcon Heavy-Rakete veröffentlicht.

Im Nasenkonus des Falcon Heavy sind zwei Nutzlasten übereinander gestapelt. Eine heißt Shepherd Demonstration, und die andere ist das zweite Langzeit-ESPA- oder LDPE 2-Raumschiff, das selbst sechs Nutzlasten beherbergt – drei, die am Raumschiff befestigt bleiben, und drei, die von LPDE 2 aus eingesetzt werden, um seine Missionen durchzuführen. Besondere Missionen.

Eine vollständig zusammengebaute Falcon Heavy-Rakete startete am Montagnachmittag an Bord eines Tankers eine Viertelmeile vom Hangar zur Startrampe zum Startkomplex 39A im Kennedy Space Center der NASA. Die SpaceX-Teams planten, die vertikale Wolke des Falcon Heavy auf Plattform 39A über Nacht anzuheben, um den Start am Dienstag während eines 30-Minuten-Fensters um 9:41 Uhr EDT (1341 GMT) vorzubereiten.

Meteorologen gehen davon aus, dass es am Dienstag eine 90-prozentige Chance auf gutes Wetter geben wird, wobei leichter Wind und vereinzelte Wolken erwartet werden. „Das Hauptwetterproblem wird der schurkische Atlantikschauer oder der verstärkte Kumulus sein, der die Küste leckt“, schrieb das 45. Wettergeschwader der Space Force in einem am Montag veröffentlichten Bericht.

Nach Erhalt ihrer Vorräte an Kerosin- und Flüssigsauerstoff-Triebwerken werden die Booster der ersten Stufe der Falcon Heavy 27 Haupttriebwerke zünden und drosseln, um 5,1 Millionen Pfund Schub zu erzeugen, doppelt so viel wie jede andere einsatzbereite Rakete der Welt. Die Rakete wird vom Startplatz aus nach Osten fliegen, wo sie über den Atlantik kurvt, bevor sie zwei seitlich montierte Booster für zweieinhalb Minuten in die Flucht schlägt.

Die seitlichen Booster werden ihre Kaltgas-Triebwerke drücken und jeweils drei Triebwerke neu zünden, um den Kurs umzukehren und zur Cape Canaveral Space Force Station zurückzukehren, um in den beiden Bergungsgebieten von SpaceX 9 Meilen (15 Kilometer) südlich von Plattform 39A zu landen. Die Booster zielen auf nahezu gleichzeitige vertikale Landungen weniger als 10 Minuten nach dem Start ab.

Die Basisstufe, die ihre Triebwerke in der ersten Flugphase noch einmal drosseln wird, wird länger schießen, bevor sie sie entsorgt, um in den Atlantik zu stürzen. Es wird in der USSF-44-Mission nicht wiederhergestellt. Das Oberstufentriebwerk wird die Aufgabe erfüllen, USSF-44-Nutzlasten in eine äquatorsynchrone Umlaufbahn etwa 22.000 Meilen (36.000 km) über der Erde zu bringen.

Die Rakete wird die Satelliten LDPE 2 und Shepherd Demonstration in die Umlaufbahn bringen, um die Startsequenz von Falcon Heavy abzuschließen. Die Satelliten werden in einem stetigen Schritt mit der Erdrotation umkreisen, eine Eigenschaft, die die geosynchrone Umlaufbahn zu einem beliebten Ort für militärische Kommunikation, Frühwarn- und Aufklärungssatelliten macht.

Die meisten Satelliten, die für eine geosynchrone Umlaufbahn bestimmt sind, werden von einer Trägerrakete in eine eiförmige Transferbahn abgeworfen. Dies erfordert, dass das Raumfahrzeug seine eigenen Schubressourcen verwendet, um es in einer Betriebshöhe über dem Äquator zu umkreisen.

Einige Starts bringen ihre Satelliten direkt in eine geostationäre Umlaufbahn. Atlas 5- und Delta 4-Raketen von United Launch Alliance, einem Konkurrenten von SpaceX in der US-Startindustrie, haben dieses Kunststück bereits zuvor erreicht. Aber der Start am Dienstag wird der erste Versuch von SpaceX sein, Nutzlasten direkt in eine geosynchrone Umlaufbahn zu bringen.

SpaceX hat seine Langzeit-Küstenfähigkeiten bei früheren Flügen getestet, einschließlich des Starts der Falcon Heavy auf der STP-2-Mission im Jahr 2019, die vom Start bis zum letzten Brennen des Oberstufentriebwerks dreieinhalb Stunden dauerte. Im Dezember 2019 führte SpaceX einen sechsstündigen Küstentest auf der Oberstufe einer Falcon-9-Rakete durch, nachdem es eine Nachschubmission zur Internationalen Raumstation gestartet hatte.

Die Space Force sagte, der Satellit Shepherd Demonstration auf der USSF-44-Mission „beherbergt Nutzlasten, die Technologien ausreifen und die Bemühungen zur Risikominderung beschleunigen, um aufgezeichnete Programme zu informieren“. Ein Armeesprecher sagte, der Shepherd-Demonstrationssatellit trage mehrere Nutzlasten der Weltraumstreitkräfte und basiere auf dem „ESPA-Ring“, einer kreisförmigen Struktur mit Zubehöranschlüssen für Experimente und Instrumente.

Ein Sprecher der Space Force lehnte es als Antwort auf Fragen von Spaceflight Now ab, weitere Einzelheiten über die Shepherd-Demonstration-Mission zu nennen.

Das von Northrop Grumman gebaute LDPE 2-Raumschiff ähnelt dem LDPE 1-Satelliten, der im Dezember 2021 auf einer ULA Atlas 5-Rakete gestartet wurde. LDPE 2 beherbergt sechs umlaufende Hafennutzlasten, die anscheinend dem Design des Shepherd Demonstration-Raumschiffs ähneln, und verfügt über ein System Sein eigener Antrieb, um im Weltraum zu manövrieren. Das Raumschiff ist in der Lage, kleine Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, und ein Sprecher der Space Force hat jetzt gegenüber Spaceflight bestätigt, dass drei der LDPE-2-Nutzlasten als Freijets in eine geosynchrone Umlaufbahn abfallen werden.

Einer der kleinen „Untersatelliten“, die LDPE 2 verwenden, ist vermutlich Tetra 1, ein kleiner Mikrosatellit, der von Millennium Space Systems, einer Tochtergesellschaft von Boeing, entwickelt wurde. Der Satellit Tetra 1 wurde für den Start auf der USSF-44-Mission bestimmt und soll „Missionsprototypen, Taktiken, Techniken und Verfahren in und um die geosynchrone Umlaufbahn herum erstellen“, sagten Militärbeamte in einer Erklärung von 2020.

Das LDPE 2-Host-Raumschiff kann auch zwei Lockheed Martin CubeSats auf einer Demonstrationsmission transportieren, um die Manövrierfähigkeit und Navigationsfähigkeit zukünftiger Kleinsatelliten in geosynchronen Umlaufbahnen zu testen. Zwei LINUSS-Kleinsatelliten – kurz für das Lockheed Martin In-space Upgrade System of Satellites – sollen ab Anfang 2021 auf der USSF-44-Mission fliegen, so die Bewertungsbericht über orbitale Trümmer Veröffentlicht auf der Website der Federal Communications Commission.

Die Satelliten LINUSS A1 und A2, die Lockheed Martin gehören und von Tyvak Nano-Satellite Systems gebaut wurden, sollen sich etwa zwei Monate nach dem Start von der LDPE-2-Raumsonde trennen und dann mit ihren Miniaturantriebssystemen Manöver durchführen. Nachdem sich einer der Satelliten mehrere hundert Kilometer voneinander entfernt hat, nähert er sich seinem Begleiter bis auf eine Entfernung von nur 160 Fuß (etwa 50 Meter).

Die Demos werden Fähigkeiten testen, die bei zukünftigen Satellitendienstmissionen oder bei einem Inspektor-Raumschiff verwendet werden könnten, das sich anderen Objekten im Orbit nähern kann. Laut Lockheed Martin wird die LINUSS-Mission auch leistungsstarke Onboard-Bildverarbeitung, Smallsat-Antrieb, Trägheitsmesseinheiten, maschinelles Sehen, 3D-gedruckte Komponenten und rekonfigurierbare Flugsoftware zeigen. Das Unternehmen sagte, es habe die LINUSS-Mission mit internen Mitteln entwickelt.

Die LINUSS CubeSats sind ungefähr 8 Zoll mal 8 Zoll mal 12 Zoll groß und wiegen beim Start ungefähr 47 Pfund (21,5 kg).

Spaceflight Now fragte die Space Force letzte Woche, ob das Tetra 1-Raumschiff und die LINUSS-Satelliten noch auf der USSF-44-Mission seien und ob sie die drei Nutzlasten darstellten, die sich vom LDPE 2-Raumschiff trennen würden. Ein Sprecher der Space Force lehnte es ab, dies zu bestätigen Die Satelliten Alle drei sind noch für USSF-44-Starts vorgesehen.

Die Space Force sagt, das LDPE-Programm ermögliche es dem Militär, kleine, sekundäre Nutzlasten kostengünstig in die geostationäre Umlaufbahn zu schicken, was dazu beitrage, „den Service-Pivot hin zu neuen, flexibleren Weltraumarchitekturen zu beschleunigen“.

„Diese Fähigkeit hat das breite Potenzial, Kapazitätslücken in unserer Raumfahrtsystemarchitektur zu schließen und unseren Missionspartnern durch häufigen, kostengünstigen Zugang zum Orbit nützliche Dienste anzubieten“, sagte Brig. General Tim Sigba, Executive Officer des Space System Command Program for Space Domain Awareness and Combat Power.

„LDPE 2 beherbergt eine Vielzahl von Nutzlasten, die Technologien im Zusammenhang mit Kommunikation und Weltraumwettererfassung vorantreiben“, sagte ein Sprecher der Space Force.

Die nächste militärische Mission zum Fliegen der Falcon Heavy-Rakete mit dem Namen USSF-67 wird das LDPE 3-Raumschiff und einen Kommunikationssatelliten der Space Force daneben starten. Der Start ist für Januar geplant. Es wird die gleichen seitlichen Booster von Falcon Heavy verwenden, die auf der USSF-44-Mission geflogen sind, vorausgesetzt, dass die Landegebiete der Cape Canaveral Space Force Station erfolgreich geborgen werden, so die Space Force.

Senden Sie eine E-Mail an den Autor.

Folgen Sie Stephen Clark auf Twitter: Tweet einbetten.