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Satelliten brauchen viel Treibstoff

Zum Erreichen der richtigen Umlaufbahn muss ein Satellit eine große Menge Treibstoff aufwenden. Er wird von der Trägerrakete in einem Übergangsorbit ausgesetzt, der zwar schon die richtige Höhe von etwa 36.000 Kilometern erreicht, aber noch nicht kreisförmig ist. Hispasat gehört noch zu den chemisch angetriebenen Satelliten mit etwas kleinerer Leistungsfähigkeit: Die Small GEO Satelliten haben ein Startgewicht von 3 bis 3,5 Tonnen, viele Nachrichtensatelliten kommen auf Startmassen zwischen 5 und 7 Tonnen.

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Für den Übergang zum kreisförmigen geostationären Orbit wird Hispasat etwa eine Tonne Treibstoff verbrauchen. Aber selbst nach Erreichen der richtigen Position im Orbit ist der Satellit immer noch abhängig von ständigen Korrekturmanövern zum Halten der Position, denn Gezeitenkräfte vom Mond und andere Störungen müssen ständig ausgeglichen werden. Aber die weiterentwickelte Plattform hat das Potential, trotz der kleineren Masse die gleiche Leistung zu erreichen wie die großen Satelliten.

Elektrische Triebwerke brauchen nur 15 Prozent des Treibstoffs

Der Treibstoffbedarf für die Korrekturmanöver begrenzt die mögliche Lebensdauer des Satelliten. Um ihn so klein wie möglich zu gestalten, kommen in Hispasat für diese Aufgabe elektrisch betriebene Hall-Effekt-Triebwerke zum Einsatz. Diese verbrauchen, je nach Bauart und Einstellung, nur 10 bis 20 Prozent der Treibstoffmenge chemischer Triebwerke.

Der Nachteil besteht allerdings im hohen Strombedarf und dem niedrigen Schub. Da Nachrichtensatelliten wegen der ständig laufenden Transponder ohnehin Solarzellen mit mehreren Kilowatt an Bord haben, und der Korrekturbedarf recht klein ist, sind die Triebwerke ideal für solche Satelliten geeignet.

Ein halbes Jahr auf dem Weg zur Umlaufbahn

Der größte Fortschritt ist aber zu erwarten, wenn auch der Transfer vom Übergangsorbit in den geostationären Orbit ausschließlich mit den elektrischen Triebwerken geschieht. OHB rechnet damit, dass das in zehn Jahren bei fast allen Satelliten der Fall sein werde. Das Problem liegt vor allem darin, dass das Manöver mit dem geringen Schub bis zu einem halben Jahr dauert. In dieser Zeit kann der Betreiber keinen Umsatz machen, weshalb die Firmen bisher vor der Technik zurückschreckten; im Juni 2016 starteten erstmals zwei kommerzielle Satelliten mit dieser Technik.

Soviel Leistung wie ein doppelt so schwerer Satellit

Dafür soll der kleine Satellit für die Nutzlast genauso viel Leistung bringen wie ein Großer: Die Variante Small GEO Electra soll trotz eines Startgewichts von rund 3 Tonnen eine elektrische Leistung von 10 Kilowatt für die Nutzlast bereitstellen können. Die gleiche Leistung steht auch den elektrischen Triebwerken zur Verfügung, um den endgültigen Orbit zu erreichen. Normalerweise haben nur Satelliten der 6-Tonnen-Klasse ähnlich viel Strom zur Verfügung.

Ionentriebwerke lohnen sich aber nicht für alle Satelliten. Besonders Erdbeobachtungs- und Wettersatelliten haben nur einen Strombedarf von wenigen hundert Watt. Jedes zusätzliche Kilowatt Strom benötigt aber Solarzellen mit rund 100 Kilogramm Gewicht. Anders als bei Nachrichtensatelliten, die ohnehin auf hohe elektrische Leistung angewiesen sind, würden die Solarzellen dort nur einen zusätzlichen Ballast darstellen, zumal die Entfaltung der leichten Solarzellen ein relativ hohes Fehlerpotential hat. Deshalb bietet OHB auch eine Variante des Small GEO an, die nur mit klassischen Triebwerken auskommt.

Für alle anderen Satelliten will OHB sogar noch einen Schritt weiter gehen.

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stoney0815 28. Jan 2017

Ach ja, der gute alte "Weltraumschlepper". Die Idee gibt's schon lange. Wollte nicht erst...

Frank... 27. Jan 2017

Ja, es war mir bewusst, dass die Bezeichnung etwas unglücklich ist. Aber "Hispasat" ist...

xProcyonx 27. Jan 2017

+1

Frank... 27. Jan 2017

Vielen Dank! Ich hatte mich beim dem Artikel so sehr auf die Satelliten konzentriert...


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