Northrop Grumman aus den Vereinigten Staaten gab kürzlich bekannt, dass es eine Pegasus-Rakete mit einem Serviceroboter-Flugzeug starten wird, um eine „Rettung“ eines NASA-Weltraumobservatoriums im Orbit durchzuführen, das aufgrund eines Orbitalzerfalls kurz vor dem Absturz in die Atmosphäre steht. Diese Maßnahme gilt als neuer Meilenstein für den Einsatz im Orbit und die Verlängerung der Lebensdauer kommerzieller Luft- und Raumfahrtantriebe.
Das Ziel dieser Mission ist das Neil Gehrels Swift Gamma-Ray Burst Observatory, das seit November 2004 in Betrieb ist und seit fast 22 Jahren in Betrieb ist. Der Satellit hat eine große Menge wichtiger Daten für die Hochenergie-Astrophysikforschung geliefert, indem er Gammastrahlenausbrüche und deren Nachleuchten im Röntgen- und ultravioletten/sichtbaren Lichtband beobachtete. Aufgrund der mehrjährigen Orbitalabschwächung droht ihm nun jedoch das unvermeidliche Schicksal eines Wiedereintritts in die Atmosphäre.
In den meisten Fällen hatten die zuständigen Behörden in der Vergangenheit oft keine andere Wahl, als mit dem Ende ihres Verglühens in der Atmosphäre zu rechnen, wenn bei solchen wissenschaftlichen Satelliten Probleme auftraten, wie z. Mit der rasanten Entwicklung der Fähigkeiten von Trägerraketen und der Weltraumrobotiktechnologie beginnt sich die Situation ähnlich der „No Return“-Situation zu ändern, und aktive Einsätze im Orbit und Missionen zur Verlängerung der Lebensdauer entwickeln sich allmählich vom Konzept zur Realität.
Gemäß dem angekündigten Missionsplan wird Northrop Grumman eine kleine feste Trägerrakete „Pegasus“ XL einsetzen, die von einem L-1011 „Samsung“ Stargazer-Transportflugzeug aus der Luft gestartet wird. Die Raketenverkleidung wird ein von Katalyst Space Technologies entwickeltes LINK-Servicefahrzeug mit einem Gewicht von etwa 400 Kilogramm tragen. Das Transportflugzeug wird die Rakete über den äquatorialen Gewässern in der Nähe des Kwajalein-Atolls auf den Marshallinseln abfeuern. Nach der Zündung des Pegasus wird LINK in eine Orbitalebene geschickt, die fast genau der von Swift entspricht und eine Orbitalneigung von etwa 20,6 Grad aufweist.
Nach der Trennung von der Oberstufe der Rakete wird sich LINK auf sein eigenes Antriebssystem verlassen, um seine Umlaufbahn schrittweise anzupassen und den Zielsatelliten über Tage oder sogar Wochen zu verfolgen, bis er sein Orbital-Rendezvous mit einer relativen Geschwindigkeit von etwa 17.000 Meilen pro Stunde (ungefähr 27.000 Kilometer pro Stunde) abschließt. Die Aufgabe klingt einfach und geradlinig, aber die technischen Herausforderungen sind extrem hoch: Begrenzt durch die Hin- und Rücklaufzeit des Mess- und Steuerverbindungssignals muss sich das Rettungsflugzeug in der kritischen Phase stark auf die autonome Steuerung verlassen, Beobachtungsdaten von optischen Kameras und Lidar-Entfernungssensoren in Echtzeit verarbeiten und relative Navigations- und Lagekontrollentscheidungen mit der Bordführungsflugsoftware und dem Bildgebungssystem treffen.
Noch problematischer ist, dass der Swift-Satellit nicht im Hinblick auf externe Wartungs- oder Docking-Schnittstellen entwickelt wurde. Es verfügt weder über einen standardisierten Dockingring noch über ein magnetisches Erfassungsgerät oder ein kooperatives Navigationssignal. Es gibt keinen Präzedenzfall für seine Struktur und seinen Oberflächenzustand, nachdem er fast zwei Jahrzehnte lang der Weltraumumgebung ausgesetzt war. Daher muss LINK zunächst den Zielsatelliten aus nächster Nähe scannen und bewerten, um die festen Bodenhubpunkte zu finden, die für den Bodentransport und die Installation auf der „Delta“-Rakete verwendet werden, und die Erfassungsstrategie entsprechend planen.
Sobald ein geeignetes Strukturteil gefunden und als sicher bestätigt wurde, wird LINK drei „unheimliche“ mechanische Arme ausfahren, um diese Bodenbefestigungen festzuhalten und so Swifts Fluglage und Umlaufbahnkontrolle zu übernehmen. LINK wird dann durch sein eigenes Antriebssystem zünden, um das Observatorium auf eine neue Umlaufbahn in einer Höhe von etwa 600 Kilometern zu bringen, wodurch es wieder eine sichere Lebensdauer von „mehreren Jahren“ im Orbit erreichen und wertvolle Zeit für nachfolgende energiereiche astronomische Beobachtungen gewinnen kann.
Wenn die Mission wie geplant abgeschlossen wird, ist es das erste Mal, dass ein Verkehrsflugzeug erfolgreich einen Satelliten der US-Regierung einfängt, der nicht für den Einsatz im Orbit reserviert ist. Es wird auch das erste Mal auf der Welt sein, dass versucht wird, einen wissenschaftlichen Satelliten in einem völlig „unvorbereiteten“ Zustand einzufangen und in die Umlaufbahn zu bringen. Für die kommerzielle Luft- und Raumfahrtindustrie bedeutet dies, dass Dienste wie Rettung im Orbit, Verlängerung der Lebensdauer und Reinigung des Orbits von der Konzeptions- und Testphase in den groß angelegten Betrieb übergehen und ihr potenzieller Marktwert nicht unterschätzt werden darf.
Der Rettungsstart ist derzeit für Ende Juni 2026 geplant. Steve Hollo, Chefingenieur der Pegasus-Rakete von Northrop Grumman, sagte, dass Pegasus seit vielen Jahren mit dem Start wissenschaftlicher Satelliten beauftragt sei und dass diese Schnellreaktionsmission vom Kwajalein-Atoll aus die Fähigkeiten der Rakete in Bezug auf schnelle Montage, Tests und weltweiten mobilen Einsatz voll und ganz unter Beweis stelle. Im Rahmen der jüngsten Mission wurde auch die gesamte elektronische Ausrüstung umfassend aufgerüstet, modernisiert und gleichzeitig die bestehende Technologieakkumulation übernommen. Er betonte, dass die Pegasus nicht an einem einzigen Bodenstartplatz fixiert sei, was ihr gegenüber anderen Trägerraketen beispiellose Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Reaktionsgeschwindigkeit verschafft und eine wichtige Unterstützung für solch zeitkritische Satellitenrettungseinsätze darstellt.
