Satelliten: Starlink 2 Mini wird der Treibstoff nicht ausgehen

SpaceX startet eine neue Generation von Starlink-Satelliten, die zwar Mini heißen, aber größer und leistungsfähiger sind als die Vorgänger.

Artikel veröffentlicht am 27. Februar 2023, 13:34 Uhr, Frank Wunderlich-Pfeiffer

Das neue Triebwerk nutzt reichlich vorhandenes Argon als Treibstoff. (Bild: SpaceX)

Die ersten 21 Starlink-Satelliten der zweiten Generation stehen zum Start bereit. Der für heute Abend vorgesehene Start wurde nach dem Startabbruch der 6. Crewdragon Mission zur ISS jedoch verschoben. Ursprünglich war die zweite Generation für den Start mit dem Starship vorgesehen, das aber noch nicht verfügbar ist.

Deshalb wurde eine verkleinerte Variante der Starlink-2-Satelliten für Flüge mit der Falcon 9 entwickelt. Die Miniausgabe ist dennoch deutlich größer als die erste Generation, weshalb sich weniger als die einst bis zu 60 Satelliten der ersten Generation an Bord der Rakete befinden.

Die rund doppelt so schweren Satelliten sollen die vierfache Datenrate übertragen können. Dabei sollen auch Antennen im E-Band helfen, die in den Frequenzbändern von 71-79 GHz und 81-86 GHz arbeiten. Die erste Generation der Satelliten arbeitet vor allem im Ku- und Ka-Band, benutzt aber auch optische Laserverbindungen zur Kommunikation zwischen den Satelliten. Das wird auch bei der zweiten Generation wieder der Fall sein.

Größer und leistungsfähiger sind auch die elektrischen Hall-Effekt-Triebwerke der Satelliten. Sie sollen mit 170 mN den 2,4-fachen Schub der alten Triebwerke haben. Vor allem werden sie erstmals mit dem Edelgas Argon betrieben, dem dritthäufigsten Gas der Erdatmosphäre nach Stickstoff und Sauerstoff, mit einem Anteil von knapp einem Prozent. Bislang nutzt SpaceX Krypton als Treibstoff, das einen Anteil von nur rund 0,0001 Prozent an der Erdatmosphäre hat.

Mehr Effizienz reduziert Nachteile von Argon

Vor Starlink wurden fast alle elektrischen Triebwerke mit dem seltenen und teuren Gas Xenon betrieben, von dem wegen des hohen Atomgewichts besonders viel in Drucktanks transportiert werden kann. Mit einer erhofften Konstellation von über 30.000 Satelliten drohte SpaceX jedoch schon allein den Markt für das seltene aus der Luft gewonnene Edelgas zu überfordern. Mit Argon ist keine Knappheit mehr zu befürchten, jedoch kann ein Tank beim gleichen Druck im Vergleich zu Krypton nur mit halb so viel Argon befüllt werden.

Die geringere Treibstoffmenge mit Argon wird aber durch eine 50 Prozent höhere Treibstoffeffizienz, also einem höheren spezifischen Impuls, zum Teil wieder wettgemacht. Eine weitere Möglichkeit wäre die Wahl von festem Iod als Treibstoff gewesen, das wesentlich leichtere Tankkonstruktionen möglich macht, aber korrosiv ist und andere Probleme in der Triebwerkskonstruktion aufwirft.

Bislang wurde nur der Start von 7.500 Starlink-2-Satelliten genehmigt. Wie schon in der ersten Generation ist SpaceX bemüht, die Helligkeit der Satelliten aus Sicht der Erde zu reduzieren. Dazu werden große Teile der Satelliten mit Spiegeln beklebt, die Licht gezielt von der Erde weg reflektieren sollen. Auf allen anderen Flächen wird die normale diffuse Reflexion, die Licht in alle Richtungen reflektiert, durch schwarze Farbe so weit wie möglich reduziert. Wie hell die Satelliten anschließend wirklich sind, muss der Blick in den Nachthimmel zeigen.