Raumfahrt: Falscher Orbit nach Kontaktverlust zur Ariane 5
"3 ... 2 ... 1 ... Décollage" – so hört sich der Countdown bei jedem Start auf dem Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana an. Bei den Liveübertragungen von Arianespace, die für die Raketenstarts dort verantwortlich ist, kann jeder Zuschauer sehen, ob auch wirklich alles beim Start funktioniert. Zumindest ist Arianespace bemüht, diesen Eindruck zu erwecken. In der vergangenen Nacht ist das Vertrauen in diese Livebilder wieder einmal enttäuscht worden.
Der Anfang des Starts verlief tatsächlich noch völlig normal. Aufzeichnungen von Kameras auf der Rakete zeigen, wie Feststoffbooster und Nutzlastverkleidung abgetrennt werden und sich langsam von der Rakete entfernen. An Bord der Rakete waren die beiden Kommunikationssatelliten SES-14 und Al Yah 3. Dabei trägt SES-14 außerdem das Nasa-Experiment Global-scale Observations of the Limb and Disk (Gold)(öffnet im neuen Fenster) zur Beobachtung der obersten Atmosphärenschichten, der Ionosphäre und der Thermosphäre.
Anders als bei den Webcasts von SpaceX stellt Arianespace keine Videoübertragung von der Rakete selbst zur Verfügung. Stattdessen werden Animationen und Telemetriedaten eingeblendet. Ständig verändern sich die Angaben zu Höhe, Entfernung vom Startplatz und Geschwindigkeit der Rakete. In einem Diagramm zeigt ein gelber Graph der tatsächliche Flugbahn an, die exakt dem grünen Graphen der geplanten Flugbahn folgt.
Die Liveübertragung ist genau choreographiert
Dazu kommt der Livekommentar, der über die einzelnen Teile des Fluges informiert, welche Operationen die Rakete gerade durchführt und ob bisher alles funktioniert hat. Zwischendurch werden immer wieder Werbevideos der Hersteller und Auftraggeber der Satelliten gezeigt. Dabei ist die Übertragung von Arianespace nichts anderes als eine choreographierte Liveperformance. Während Gäste freundlich in die Kamera lächeln, liest der Kommentator live vom Skript ab.
Aber nach Abtrennung der ECA-Oberstufe der Ariane 5 verschwand der Strom der Zahlen von der Telemetrie. Stattdessen waren nur noch schwarze Felder zu sehen. Die gelbe Linie der tatsächlichen Flugbahn verharrte bei 200 Kilometern Höhe und 1.800 Kilometer Entfernung. Es war kein Softwareproblem mit der Einblendung der Daten in den Livestream, wie leicht zu vermuten wäre. Arianespace hatte den Kontakt zur Rakete verloren.
Der Kommentator las derweil unbeirrt weiter vom Skript, das eine Viertelstunde nach Kontaktverlust schließlich den Höhepunkt der Performance des gestrigen Abends erreichte. "Offensichtlich haben wir die Bestätigung. Die erste gute Nachricht des Abends. Die erfolgreiche Abtrennung unserer ersten Nutzlast SES-14." Etwas später dann "Wie Sie bemerken, halten sich die Leute im Kontrollraum höflich mit dem Applaus zurück, da die Mission noch nicht vollendet ist." Das war glatt gelogen. Niemand wusste, was mit der Rakete oder den Satelliten geschehen war.
Die Aufzeichnung der Übertragung ist inzwischen vom offiziellen Youtube-Kanal von Arianespace verschwunden. Es gibt aber Mitschnitte, die auf anderen Kanälen zu finden sind.
Zustände wie im chinesischen Staatsfernsehen
Eine Stunde nach dem Start ließ sich das Theater nicht mehr verheimlichen. Keiner der beiden Kunden konnte erfolgreich Kontakt zu seinem Satelliten aufnehmen. Stéphane Israël, der CEO von Arianespace, trat vor die Kamera und verlas ein Statement, dass etwas schiefgelaufen sei.
Damit wiederholt sich das Vorgehen beim Start von zwei Galileo-Satelliten(öffnet im neuen Fenster) mit einer Sojus-Rakete von Kourou aus im Jahr 2014. Auch diese Mission wurde zunächst gefeiert und zum Erfolg erklärt. Erst einen Tag später gaben Arianespace und ESA zu, dass die Satelliten durch eine Fehlfunktion der Oberstufe in einem falschen Orbit ausgesetzt wurden.
Nichts an dieser Informationspolitik ist normal oder gar professionell. Durch die Übertragung mit Bordkameras kann SpaceX einen Kontaktverlust mit einer Falcon 9 kaum verheimlichen. Aber auch bei Starts ohne Kameras sollte es üblich sein, wahrheitsgemäß über den Stand der Mission zu berichten. Das geschieht auch. So ging auch beim Start der Minotaur-C von Orbital ATK am 1. November 2017 der Kontakt zur Rakete verloren. Im Livekommentar der Firma, die auch den Satelliten Al Yah 3 an Bord der Ariane 5 gebaut hat, wurde der Verlust der Telemetriedaten der Rakete innerhalb von drei Sekunden bekanntgegeben.(öffnet im neuen Fenster)
Das Vorgehen von Arianespace ist aktuell nur vergleichbar mit der Übertragung des fehlgeschlagenen Starts der Langer-Marsch-5-Rakete im Juli 2017 im chinesischen Staatssender CCTV. Auch dort wurde trotz auffälliger Abweichungen von der Telemetrie weiter behauptet, der Start verlaufe nominal.
Es gibt Kontakt mit den Satelliten
Inzwischen konnte der Kontakt zu den beiden mit der Ariane 5 gestarteten Satelliten wiederhergestellt werden. Sie wurden offensichtlich zumindest erfolgreich von der Rakete getrennt, befinden sich aber im falschen Orbit. Es muss also mehr passiert sein als beispielsweise nur der Verlust der Kommunikation durch eine defekte Antenne. Die Abweichung im Orbit erklärt auch, weshalb die Betreiber zunächst Probleme bei der Kontaktaufnahme hatten.
In welchem Orbit sich die Satelliten genau befinden, wurde noch nicht öffentlich bekannt gegeben. Mit SES-14 und Al Yah 3 sollte die Ariane 5 erstmals Satelliten in einen supersynchronen Orbit bringen. Normalerweise werden geostationäre Satelliten von der Ariane 5 auf einen elliptischen Orbit gebracht, deren höchster Punkt schon die richtige Höhe hat. Danach genügt ein einziges Manöver, um den kreisförmigen geostationären Orbit zu erreichen. Der höhere Orbit erfordert komplexere Manöver, die aber Treibstoff sparen.
Der Orbit wurde wohl gewählt, damit SES-14 schneller den geplanten Orbit erreichen kann. Der Satellit ist ausschließlich mit Ionentriebwerken ausgestattet, die zwar sehr effizient, aber auch schubschwach sind. Er sollte seine Position im Orbit im Juli erreichen. Inzwischen gab SES bekannt,(öffnet im neuen Fenster) dass ihr Satellit einen Monat später in Betrieb gehen wird. Durch die sehr effizienten Triebwerke dürfte die Operationsdauer des Satelliten dadurch aber kaum beeinflusst worden sein.
Auch Al Yah 3 konnte kontaktiert werden(öffnet im neuen Fenster) und soll auf dem Weg in den geostationären Orbit sein. Er ist mit einem herkömmlichen Raketentriebwerk ausgestattet. Das bedeutet, dass er trotz der Abweichung zwar viel schneller seinen geplanten Orbit erreichen wird, aber auch deutlich mehr Treibstoff verbraucht. Geostationäre Satelliten benötigen aber Treibstoff, um nicht durch die Gezeitenkräfte des Mondes langsam von ihrer Position im Orbit wegzudriften. Der zusätzliche Treibstoffverbrauch dürfte Al Yah 3 mehrere Jahre Einsatzzeit gekostet haben. Details gab die Firma noch nicht bekannt.
Arianespace muss glaubwürdiger werden
Die genaue Ursache der Fehlfunktion der Ariane 5 muss nun durch eingehende Untersuchungen ermittelt werden. Spekuliert wird über einen möglichen Softwarefehler im Steuerprogramm durch das neue Flugprofil in den supersynchronen Orbit. Fest steht dagegen, dass Arianespace durch eine Kommunikationspolitik, bei der nur bekannt gegeben wird, was sich nicht mehr verheimlichen lässt, immer mehr an Vertrauen verliert.
Anfang des Jahres wurde bekannt gegeben(öffnet im neuen Fenster) , dass die letzten zehn Ariane-5-Raketen bestellt wurden. Bis zum endgültigen Übergang zur Ariane 6 werden damit nur noch 17 Ariane-5-Raketen fliegen. Die Ariane 6 soll deutlich kostengünstiger als die Ariane 5 werden. Allerdings ist zwischen den Zeilen der Informationspolitik zu lesen, dass die ehrgeizigen Einsparpläne nicht ganz zu halten sind.
Nachtrag vom 26. Januar 2018, 18:15 Uhr
Inzwischen ist die Umlaufbahn der Satelliten bekannt.(öffnet im neuen Fenster) Sie befinden sich wie geplant in einem 43.000 Kilometer hohen Orbit, aber dieser ist um 20 Grad in südlicher Richtung geneigt statt 3 Grad in nördlicher Richtung. Es wurden auch Daten der EPS Stufe(öffnet im neuen Fenster) der Ariane (also der mittleren Stufe, zwischen den Feststoffboostern) bekannt. Auch sie flog schon in der falschen Flugbahn, was selbst mit bloßem Auge hätte sichtbar sein sollen. Die Telemetrie ging verloren, als sich die Ariane 5 aus dem Empfangsbereich der Bodenstationen entfernte.
Das bestärkt den Verdacht eines Softwarefehlers. Die Differenz zwischen der geplanten und tatsächlichen Bahnneigung liegt sehr nah an 23,4 Grad, der Neigung der Erdachse zur Erdumlaufbahn um die Sonne. Es ist damit denkbar, dass ein einfacher Eingabefehler zu der Differenz führte, ein relativ häufiger Fehler in der Raumfahrt.