Sojus im Weltraumzentrum Guayana - Soyuz at the Guiana Space Centre

Sojus ST (Raumfahrtzentrum Guayana)

Eröffnung am 21. Oktober 2011
Funktion	Trägerrakete der Mittelklasse zur Ergänzung der leichten Vega und der schweren Ariane 5
Hersteller	Progress Rocket Space Center , NPO Lavochkin
Ursprungsland	Russland
Größe
Höhe	46,2 m (152 Fuß)
Durchmesser	10,3 m (34 Fuß)
Masse	308 t (303 Tonnen lang; 340 Tonnen kurz)
Etappen	3
Kapazität
Nutzlast zu GTO
Masse	3.250 kg (7.170 lb)
Nutzlast zu GEO
Masse	1.440 kg (3.170 lb)
Nutzlast für SSO
Masse	4.400 kg (9.700 lb)
Zugehörige Raketen
Familie	Sojus-2 ( R-7 )
Startverlauf
Status	Aktiv
Startseiten	Zentrum Spatial Guyanais
Gesamteinführungen	25
Erfolg(e)	24
Fehler	0
Teilfehler	1
Erster Flug	21. Oktober 2011
Letzter Flug	29. Dezember 2020
Booster
Nr. Booster	4
Länge	19,6 m (64 Fuß)
Durchmesser	2,68 m (8 Fuß 10 Zoll)
Leermasse	3.784 kg (8.342 lb)
Bruttomasse	44.413 kg (97.914 lb)
Motoren	1 RD-107A
Schub	838,5 kN (188.500 lb f )
Spezifischer Impuls	262 Sekunden
Brenndauer	118 Sekunden
Treibmittel	LOX / Kerosin
Kernstufe
Länge	27,1 m (89 Fuß)
Durchmesser	2,95 m (9 Fuß 8 Zoll)
Leermasse	6.545 kg (14.429 lb)
Bruttomasse	99.765 kg (219.944 lb)
Motoren	1 RD-108A
Schub	792,5 kN (178.200 lb f )
Spezifischer Impuls	255 Sekunden
Brenndauer	286 Sekunden
Treibmittel	LOX / Kerosin
Zweite Stufe (ST-B)
Länge	6,7 m (22 Fuß)
Durchmesser	2,66 m (8 Fuß 9 Zoll)
Leermasse	2.355 kg (5.192 lb)
Bruttomasse	27.755 kg (61.189 lb)
Motoren	1 RD-0124
Schub	297,9 kN (67.000 lb f )
Spezifischer Impuls	359 Sekunden
Brenndauer	270 Sekunden
Treibmittel	LOX / Kerosin
Oberstufe – Fregat
Länge	1,5 m (4 Fuß 11 Zoll)
Durchmesser	3,35 m (11,0 Fuß)
Leermasse	920 kg (2.030 lb)
Bruttomasse	7.558 kg (16.663 lb)
Motoren	S5.92
Schub	19,85 kN (4.460 lb f ) / 14 kN (3.100 lb f )
Spezifischer Impuls	332 Sekunden
Brenndauer	bis zu 1100 Sekunden (maximal 20 Verbrennungen)
Treibmittel	N 2 O 4 / UDMH

Sojus im Weltraumzentrum Guayana (auch bekannt als Sojus bei CSG oder Arianespace Sojus ) ist ein laufendes Programm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zum Betrieb von Sojus-ST- Trägerraketen vom Center Spatial Guyanais (CSG) aus und bietet mittelgroße Startkapazitäten für Arianespace begleiten die leichte Vega und die schwere Ariane 5 . Das Soyuz Fahrzeugs wird durch die zugeführte Roscosmos mit TsSKB-Fortschritt und NPO Lavochkin , während zusätzliche Komponenten zugeführt werden , Airbus , Thales Group und RUAG .

Das Arianespace-Sojus-Projekt wurde 2002 von der ESA angekündigt. Die Zusammenarbeit mit Russland begann in zwei Bereichen: Bau eines Startplatzes für Sojus in CSG und Entwicklung der für das Weltraumzentrum Guayana modifizierten Sojus-Trägerrakete. 2003 wurde eine Programmerklärung unterzeichnet und am 4. Februar 2005 die Finanzierung sowie die endgültige Genehmigung erteilt. Die ersten Ausgrabungen für das Ensemble de Lancement Soyouz (ELS; Soyuz Launch Complex) begannen 2005, der Bau begann 2007 und der Startkomplex wurde fertiggestellt Anfang 2011, so dass Arianespace seinen Kunden Startdienste auf der modifizierten Sojus ST-B anbieten kann. Zwei frühe Flüge, VS02 und VS04, und ein neuerer Flug, VS17, verwendeten die Sojus-ST-A-Variante. Seit 2011 hat Arianespace insgesamt 23 Sojus-Raketen bestellt, genug, um seinen Bedarf bis 2019 mit einer Geschwindigkeit von drei bis vier Starts pro Jahr zu decken.

Merkmale der modifizierten Sojus für das Weltraumzentrum Guayana

• Erster Einsatz eines mobilen Service-Towers am ELS , der eine vertikale Nutzlastintegration ermöglicht.
• Von Europa gelieferte Nutzlastadapter.
• Von Europa geliefertes KSE ( französisch : Kit de Sauvegarde Européenne , wörtlich  'European Safeguard Kit'), ein System zur Ortung und Übertragung eines Flugbeendigungssignals . Es würde den Befehl zum Abschalten des Motors aktivieren und das Fahrzeug in einer ballistischen Flugbahn belassen.
• Anpassung des S-Band-Telemetriesystems auf allen Bühnen von den 5 TM-Bändern, die in Baikonur und Plessezk verfügbar sind , auf die 3, die im CSG-Bereich zulässig sind.
• Anpassung der S-Band-Telemetriecodierung und -frequenz an den bei CSG verwendeten Standard der Inter-Range Instrumentation Group (IRIG).
• Anpassung des Sauerstoffspülsystems zur Führung nach außen des mobilen Portals.
• Anpassung an das tropische CSG-Klima inkl. Anpassung der Klimaanlage an lokale Vorgaben und Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Vereisung. Alle Löcher und Hohlräume wurden untersucht und als ausreichend gegen das Eindringen von Insekten und Nagetieren geschützt.
• Die vier Booster und die Kernstufe wurden mit pyrotechnischen Vorrichtungen aufgerüstet, um die Treibstofftanks zu durchbrechen, um sicherzustellen, dass sie im Ozean versinken. Es wurde gezeigt, dass die anderen Stufen beim Aufprall ihre strukturelle Integrität verlieren und somit nachweislich sinken.
• Zumindest anfangs würden die Booster und die Kernstufe die pyrotechnisch gezündeten 14D22 ( RD-107 A) und 14D23 ( RD-108 A) anstelle der chemisch gezündeten 14D22 kHz und 14D23 kHz verwenden, die beim Rest der Sojus-2 verwendet werden.

Fahrzeugbearbeitung

Sojus-Komponenten kommen per Schiff bei der CSG an, werden entladen und in einem Lagerbereich untergebracht. Von dort werden die Komponenten zum Launch Vehicle Integration Building gebracht, wo sie in einer klimatisierten Umgebung horizontal montiert werden. Zuerst werden vier Booster an der Kernstufe befestigt, dann wird die dritte Stufe am Kern befestigt – identisch mit dem Verfahren am Kosmodrom Baikonur und Plessezk . Getrennt davon wird die Nutzlast auf einem Dispenser in einer Nutzlastverarbeitungsanlage montiert und dann in das S3B-Gebäude transportiert, um an der Fregat-Oberstufe montiert und dann in einer Verkleidung eingekapselt zu werden . Anschließend werden die ersten 3 Stufen der Sojus-ST vom Integrationsgebäude zur Startrampe mit einem Zug transportiert, der auch die Rakete in die senkrechte Position auf der Startrampe aufrichtet, wo Sojus an vier Tragarmen aufgehängt ist. Sobald es vertikal ist, fährt ein mobiles Portal ein und umschließt Sojus. Anschließend werden die gekapselte Fregat und die Nutzlast von einem mobilen Portal vertikal angehoben, das auf Sojus montiert wird. Eine Stunde vor dem Start wird die Mobile Gantry eingefahren.

Zukünftige Entwicklungen

Arianespace plante, Sojus bis mindestens Ende 2019 zu betreiben, und beabsichtigte ab 2014, Sojus neben der geplanten Ariane 6 weiter zu betreiben, wenn diese Trägerrakete debütiert. Die Ankündigung neuer Ariane-6-Designs von Airbus und Safran eröffnet jedoch die Möglichkeit, dass Ariane 6.2 Sojus ersetzt. Da der Flugtest der Ariane 6 auf 2022 ausläuft, sind für 2020 mehrere Flüge für Sojus geplant.

Startverlauf

Erstflug

Der erste Vertrag für den Start von Sojus ST-B vom Centre Spatial Guyanais (CSG) wurde auf der Paris Air Show 2009 vom Direktor des Galileo-Programms und der navigationsbezogenen Aktivitäten René Oosterlinck und einem CEO von Arianespace Jean-Yves Le Gall . unterzeichnet . Dieser Vertrag umfasste 2 Starts von jeweils zwei Galileo- Satelliten. Der Vertrag für die Satelliten selbst war bereits 2006 von der ESA und Galileo Industries unterzeichnet worden.

Komponenten der Trägerrakete, die aus Sankt Petersburg verschifft wurden, trafen erstmals im November 2009 per Schiff in Französisch-Guayana ein. Die Abnahmeprüfung des Sojus-Startplatzes fand in der letzten Märzwoche 2011 statt, was zu der ersten simulierten Startkampagne zwischen dem 29. April und dem 4. Mai 2011 führte Der Startplatz wurde am 7. Mai 2011 offiziell von der ESA an die Arianespace übergeben.

Die Montage der Sojus ST-B begann am 12. September 2011 im Montage- und Testgebäude, während zwei Galileo-Satelliten nach ihrer Ankunft von Thales Alenia Space in Italien am 7. und 14. September 2011 den letzten Tests unterzogen wurden . Der Start war für den 20. Oktober geplant 2011 wurde jedoch eine Anomalie im pneumatischen System festgestellt, das für die Trennung der Kraftstoffleitungen von der dritten Stufe der Sojus verantwortlich war, was eine Verschiebung der Mission um 24 Stunden erzwang. Am 21. Oktober 2011, um 10:30 UTC, startete Sojus ST-B zu ihrem Erstflug (3 Stunden 49 Minuten) und war damit das erste Mal, dass Sojus außerhalb des Territoriums der ehemaligen Sowjetunion gestartet wurde.

Flug VS09

Am 22. August 2014 startete Arianespace die ersten beiden Full Operational Capability-Satelliten für die Satellitennavigationskonstellation Galileo in eine mittlere Erdumlaufbahn . Die Mission schien normal zu verlaufen und Arianespace berichtete, dass der Start erfolgreich war. Die Analyse der Telemetriedaten der ESA- und CNES- Tracking-Stationen zeigte jedoch, dass die Satelliten in eine falsche Umlaufbahn gebracht wurden.

Die Umlaufbahn wurde vom European Space Operations Center innerhalb von 3 Stunden nach der Trennung von der Trägerrakete bestimmt und die Satelliten arbeiteten normal und unter Kontrolle. Beide Satelliten wurden in den abgesicherten Modus geschaltet und zeigten auf die Sonne, während sowohl ESA/CNES- als auch OHB- Teams den Ausfall und die Optionen für die Satelliten untersuchten.

Am 25. August 2014 kündigte Arianespace die Einrichtung einer unabhängigen Untersuchungskommission zur Untersuchung der Anomalie an. Am 28. August 2014 wurden Details zu den Ereignissen bekannt, die höchstwahrscheinlich zum Ausfall der Fregat-Oberstufe führten. Am Ende der Neuorientierungsphase erkannte die Flugsteuerung eine falsche Winkelgeschwindigkeit und versuchte erfolglos, die Situation mit Hilfe von Triebwerken zu korrigieren. Das Flugsteuerungssystem erkannte das Problem mit dem Triebwerk nicht und setzte den Flugplan mit der falschen Ausrichtung der oberen Stufe fort, wodurch die Satelliten in einer falschen Umlaufbahn blieben.

Ende September 2014 wies der von Izvestia zitierte Bericht der Roskosmos- Kommission darauf hin, dass der Fregat-Fehler auf einen Konstruktionsfehler zurückzuführen war, der zum Einfrieren einer der Hydrazin- Treibmittelleitungen führte, die neben einer Leitung mit kaltem Helium zur Druckbeaufschlagung der Haupttreibstofftanks. Während der langen ersten Verbrennung, die für die Orbitalinsertion von Galileo erforderlich war, wurde die Treibmittelleitung auf unter den Gefrierpunkt von Hydrazin abgekühlt. Weitere Untersuchungen konzentrierten sich auf den Softwarefehler und ein Mittel, um ähnliche Fehler in Zukunft zu vermeiden. Izvestia berichtete auch, dass der Ausfall des Fluges VS09 eine ernsthafte Reaktion in der russischen Regierung ausgelöst habe. Oleg Ostapenko , Chef von Roskosmos, hatte ein "schwieriges Gespräch im (Moskau) Weißen Haus".

Am 7. Oktober 2014 gab der Unabhängige Untersuchungsausschuss die Schlussfolgerungen seiner Untersuchung bekannt und ergab, dass die Nähe von Helium- und Hydrazin-Zuleitungen zu einer Wärmebrücke führte , die eine Unterbrechung der Treibstoffzufuhr zu den Triebwerken verursachte. Unklarheiten in den Entwurfsunterlagen, die dies ermöglichten, waren das Ergebnis der Nichtberücksichtigung von Wärmeübertragungen in den thermischen Analysen des Bühnensystementwurfs. Der Vorstand empfahl 3 Korrekturmaßnahmen: Überarbeitung der thermischen Analyse, Korrektur von Konstruktionsunterlagen und Änderung der Herstellungs-, Montage-, Integrations- und Inspektionsverfahren der Versorgungsleitungen.

Im November 2014 kündigte die ESA an, dass die Satelliten insgesamt 15 Orbitalmanöver durchführen würden, um ihr Perigäum auf 17.339 km anzuheben. Dies würde die Exposition der Satelliten gegenüber dem Van-Allen-Strahlungsgürtel verringern, den Dopplereffekt reduzieren , die Satellitensichtbarkeit vom Boden erhöhen und es den Satelliten ermöglichen, ihre Antennen während des Perigäums auf die Erde gerichtet zu halten . Diese Bahnen wiederholen würden die gleichen Boden verfolgen alle 20 Tage, so dass die Synchronisation mit anderen Galileo - Satelliten , die die gleichen Boden wiederholen sich alle 10 Tage verfolgen. Sobald die Satelliten ihre neuen Umlaufbahnen erreicht haben, können sie mit den Tests im Orbit beginnen.

Die Bergung der Satelliten wurde im März 2015 abgeschlossen, als Galileo-FOC FM2 in eine neue Umlaufbahn eintrat, gespiegelt zur Umlaufbahn von Galileo-FOC FM1, das seine Manöver Ende November 2014 beendete und die Tests erfolgreich bestanden hat. Derzeit überfliegen Satelliten alle 20 Tage dieselbe Position am Boden, im Vergleich zu 10 Tagen von Standard-Galileo-Satelliten.

Missionen

Geplante Flüge

Statistiken

Startsequenz

Startkomplex mit zurückgezogener mobiler Gantry

Typischerweise umfasst der Betrieb 3 Tage vor dem Start die Countdown-Probe für alle Bühnen sowie die letzten Vorbereitungen und die Überprüfung der Fregat-Oberbühne . Zwei Tage vor dem Start beginnen die Vorbereitungen zum Betanken. Dies ist auch der letzte Tag, an dem Pre-Launch-Aktivitäten mit der Nutzlast stattfinden können. Die Startsequenz ist für jede Mission optimiert, die hier beschriebene Sequenz basiert auf Flug VS07, der den Sentinel-1A- Satelliten hob :

Verweise