Die Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) gab am Dienstag Ortszeit bekannt, dass ein kommerzieller Dienstsatellit im Orbit, „Link“, der zur Rettung des Swift-Gammastrahlen-Weltraumteleskops eingesetzt wurde, einen Lagekontrollfehler erlitten hat, was dazu führte, dass diese beispielhafte Rettungsmission eine Zeit lang passiv war.

Der vom Start-up-Unternehmen Katalyst Space Technologies entwickelte Link-Satellit hat am vergangenen Wochenende Probleme aufgedeckt. Die NASA sagte, dass das Lagekontrollsystem des Satelliten abnormal war, was dazu führte, dass das Raumschiff begann, sich im Orbit zu drehen, und die Kommunikation zwischen der Erde und dem Satelliten unterbrochen wurde. Nach vorläufigen Untersuchungsergebnissen funktionieren zwei der drei derzeit auf dem Link-Satelliten konfigurierten Reaktionsschwungräder nicht mehr ordnungsgemäß, und auch ihr klimatisiertes Antriebssystem zur Lageregelung hat einige Funktionseinbußen erlitten.

Das Reaktionsschwungrad ist eine übliche Lagekontrollkomponente umlaufender Raumfahrzeuge. Es steuert die Ausrichtung des Satelliten präzise, ​​indem es Impulse abgibt oder aufnimmt. Es wird häufig in verschiedenen Arten von Weltraumteleskopen und Kommunikationssatelliten eingesetzt. Bei der Link-Mission ist das Kaltgas-Antriebssystem für präzisere Lageanpassungen verantwortlich, insbesondere in den kritischen Phasen, in denen sich der Satellit allmählich dem Ziel – dem Swift-Weltraumteleskop der NASA – nähert und ein Rendezvous und eine Erfassung im Orbit durchführt.

Der Link-Satellit, der am 3. Juli an Bord einer luftgestützten Rakete vom Typ Northrop Grumman Pegasus XL in die Umlaufbahn eintrat, ist das erste kommerzielle Raumschiff, das speziell für NASA-Wissenschaftssatelliten „Schlepp- und Rettungsdienste im Orbit“ anbietet. In den ersten Wochen nach dem Start verlief die Mission reibungslos: Der Satellit setzte seine Solaranlage erfolgreich aus, das Bodenkontrollzentrum hielt eine stabile Kommunikation mit dem Raumschiff aufrecht und sein elektrisches Antriebssystem mit Xenon als Arbeitsflüssigkeit absolvierte auch seine erste Runde der Zündtests im Orbit.

Das elektrische Antriebssystem spielt bei dieser Mission eine „führende Rolle“. Es wurde ursprünglich entwickelt, um die Umlaufbahn des Link-Satelliten anzuheben, damit dieser zum Swift-Teleskop fliegen kann, das sich etwa 200 Meilen über der Erde befindet. Laut Missionsplan wird Link, wenn er Swift erfolgreich mit seinen drei Roboterarmen packt, das elektrische Antriebssystem erneut starten, um die Umlaufbahnhöhe des Weltraumteleskops zu erhöhen, das kurz vor der Umlaufbahn steht, und so zu verhindern, dass es in den nächsten Monaten erneut in die Atmosphäre eintritt und verglüht.

Derzeit ist das Missionsteam gezwungen, dem elektrischen Antriebssystem zusätzliche Aufgaben zu überlassen: Es versucht, mithilfe des elektrischen Antriebs eine Lagestabilisierung bei deaktiviertem Reaktionsschwungrad zu implementieren, was nicht die ursprüngliche Konstruktionsfunktion des Systems ist. Die NASA geht davon aus, dass das Neil-Gales-Swift-Observatorium, das seit fast 22 Jahren in Betrieb ist, ohne Rettung in den nächsten Monaten wieder in die Atmosphäre eintreten und verglühen wird, und dass es über keine eigenen Orbitalmanövrierfähigkeiten verfügt. Swift ist eine der wenigen Weltraumbeobachtungsmissionen, die sich derzeit der Erkennung von Gammastrahlenausbrüchen widmen, den stärksten Explosionen im bekannten Universum. Daher möchte die NASA ihre wissenschaftliche Lebensdauer so weit wie möglich verlängern und zahlt Katalyst etwa 30 Millionen US-Dollar für ihre Dienste.

Bei der Auswahl von Katalyst für diese Rettungsmission konzentrierte sich die NASA nicht nur auf die Rettung eines wichtigen Wissenschaftssatelliten, sondern betrachtete Link auch als Technologiedemonstration und Fähigkeitsvalidierung für die Wartung im Orbit und die kommerzielle Satellitenreparaturindustrie. Da die Umlaufbahn von Swift schnell verfiel, gab die NASA den Auftragnehmern einen engen Zeitplan, um diese komplexe Mission in nur neun Monaten vom Projektbeginn bis zum Start abzuschließen. Katalyst lieferte den Satelliten schließlich pünktlich aus und schloss die Integration mit der Pegasus-Rakete Anfang Juni dieses Jahres ab, doch der Startplan verzögerte sich später durch schlechtes Wetter und technische Ausfälle der Rakete bis zum 3. Juli.

NASA-Führungskräfte haben zuvor erklärt, dass dieses Projekt unabhängig vom Rettungsergebnis auf der „Programmmanagementebene“ erfolgreich war, weil es beweist, dass kommerzielle Teams in sehr kurzer Zeit hochkomplexe Raumfahrzeuge für die Wartung im Orbit entwerfen, bauen und starten können. Shawn Domagal-Goldman, Leiter der Astrophysik-Abteilung der NASA, wies einmal darauf hin, dass es ausreicht, eine solche Mission nur zu wagen, um wertvolle Erfahrungen für ähnliche Projekte in der Zukunft zu sammeln.

Laut der neuesten Mitteilung der NASA ist der Link-Satellit trotz des Lagekontrollproblems derzeit in der Lage, ausreichend Strom zu erzeugen und die Kommunikation mit dem Bodenteam aufrechtzuerhalten, was den Ingenieuren wertvolle Zeit für die Diagnose und Behebung des Fehlers verschafft. Kieran Wilson, der Projektleiter von Katalyst, diskutierte in Interviews vor dem Start ähnliche Risikoszenarien und wies darauf hin, dass die Raumschiffe des Unternehmens in der Vergangenheit auf Probleme mit Energie- und Kommunikationssystemen gestoßen seien und dass sich die Ingenieursteams in der Regel am meisten um eine solche „grundlegende Überlebensfähigkeit“ Sorgen machten. Seiner Ansicht nach wird das Missionsteam immer noch genügend Freiheit haben, den Plan anzupassen, um verschiedene technische Herausforderungen zu bewältigen, die während der Rendezvous- und komplexen Dynamikoperationsphasen auftreten können, solange das Raumschiff grundsätzlich auf der Stromversorgungs- und Kommunikationsebene verfügbar bleibt.

Die NASA sagte, dass Katalyst als Nächstes der Wiederherstellung der stabilen Fluglage von Link Priorität einräumen und den Status des gesamten Sterns weiter untersuchen werde. Nach der Wiederherstellung einer kontrollierbaren Fluglage plant das Missionsteam, die Führungs-, Navigations- und Kontrollsoftware (GNC) des Raumfahrzeugs zu aktualisieren, um sie an die neue Konfiguration nach dem teilweisen Ausfall des Reaktionsschwungrads anzupassen. In enger Zusammenarbeit mit der NASA werden die Ingenieure ein angepasstes Rendezvous- und Capture-Szenario auf der Grundlage des neuesten Status bewerten und davon ausgehen, dass Swifts Rettung unter Gewährleistung der Flugsicherheit und der Satellitengesundheit fortgesetzt werden kann.