Weltraumroboter: Ein R2D2 für Satelliten
Im Jahr 2020 soll die Mission Restore-L starten. Dafür hat die Nasa jetzt 127 Millionen US-Dollar bereitgestellt(öffnet im neuen Fenster) . Dabei handelt es sich um einen etwa eine Tonne schweren Satelliten, der wie R2D2 mit einfachen Roboterarmen ausgestattet ist. Er soll damit im niedrigen Erdorbit Wartungsarbeiten an anderen Satelliten durchführen können. Restore-L soll alle dafür nötigen Techniken demonstrieren. Das Ziel der ersten Mission soll die Wiederbetankung eines alten Erdbeobachtungssatelliten sein.
Laut eines Dokuments der Nasa(öffnet im neuen Fenster) soll sich die Mission an einen "nicht-kooperativen Satelliten" annähern, ihn mit Roboterarmen ergreifen, Arbeiten an dem Satelliten durchführen, seine Flugbahn ändern, ihn mit 100 Kilogramm Treibstoff auftanken und am Ende der Mission wieder in die Erdatmosphäre zurückstürzen. Die Formulierung "nicht-kooperative Satelliten" lässt vermuten, dass die Mission nicht nur zivilen Zwecken dienen soll.
Ähnliche Missionen von China wurden kritisiert
Ähnliche Manöver wurden im Jahr 2010 und 2013 durch chinesische Satelliten durchgeführt. Dabei sollen sich 2010 die Satelliten Shijian-12 und Shijian-6 aneinander angenähert und angedockt haben. Es soll sich um Übungsmanöver für das Andocken an die Raumstation Tiangong-1 gehandelt haben. Im Jahr 2013 wurde der Satellit Shijian-15(öffnet im neuen Fenster) gestartet, der mit einem Roboterarm ausgestattet war und damit andere Satelliten ergriffen hat. Es soll sich dabei um die Entwicklung eines Satelliten zur Beseitigung von Weltraummüll handeln.
In Berichten an die US-Regierung(öffnet im neuen Fenster) wurden diese Missionen als Entwicklung von "Co-orbital Counterspace Technologies" bezeichnet. Dabei wird befürchtet, dass damit andere Satelliten gestört, funktionsunfähig gemacht oder zerstört werden können, auch wenn sie in Friedenszeiten legitimen zivilen Zwecken dienen. Das Schweigen der chinesischen Regierung über die möglichen militärischen Aspekte der Mission wurde dabei besonders misstrauisch aufgenommen. Die Nasa Mission Restore-L soll jede einzelne der dabei kritisierten Techniken erproben.
Das Ziel von Restore-L ist der 1999 gestartete Erdbeobachtungssatellit Landsat-7.(öffnet im neuen Fenster) Er befindet sich, genau wie sein 2013 gestarteter Nachfolger Landsat-8(öffnet im neuen Fenster) , in einem 700 Kilometer hohen Orbit. Der Satellit hat bereits seine geplante Lebensdauer überschritten und würde für den weiteren Betrieb neuen Treibstoff benötigen, um weiterhin die Lagekontrolle und Bahnkorrekturen durchführen zu können. Solche Satelliten sind aber nicht dafür gebaut, wiederaufgetankt zu werden.
Der Satellit muss aufgeschnitten werden
Restore-L muss sich deshalb zunächst durch die Wärmeisolierung schneiden und den Tankstutzen finden, mit dem der Satellit auf der Erde befüllt wurde. Anschließend muss der Tankdeckel geöffnet werden, wozu zunächst ein Sicherungsdraht durchschnitten werden muss, bevor eine Verbindung mit dem Tankventil hergestellt und der Satellit wieder aufgetankt werden kann. Wenn der Tank auf Dichtigkeit geprüft und die Wärmeisolierung wieder hergestellt ist, kann Restore-L entweder eine weitere Mission durchführen oder in die Erdatmosphäre zurückkehren und dort verglühen.
Ein Mechaniker könnte diese Arbeiten am Boden in wenigen Minuten durchführen. Im Orbit sollen die Arbeiten von einem etwa zwei Meter langen Roboterarm mit sieben Freiheitsgraden durchgeführt werden und eine ganze Woche dauern. Solche Arbeiten in Schwerelosigkeit haben sich aber auch bei Menschen als zeitaufwändig und schwierig erwiesen, wie bei der mehrfachen Reparatur des Weltraumteleskops Hubble. Ohne die Notwendigkeit eines Raumschiffs mit Lebenserhaltung und einer menschlichen Besatzung ist der Zeitaufwand der Reparaturarbeiten allerdings auch nicht mehr so kritisch.
Die für Restore-L entwickelte Technik soll auch für andere Treibstoffe tauglich gemacht werden. Satelliten werden zumeist mit Hydrazin-basierten Treibstoffen betankt, die über große Temperaturbereiche flüssig sind. Künftig soll auch Xenontreibstoff für Ionentriebwerke und kryogene Treibstoffe wie flüssiger Sauerstoff und Wasserstoff für Raketenstufen übertragen werden.
Satelliten sollen roboterfreundlich werden
Zu der Entwicklung(öffnet im neuen Fenster) soll auch der Bau von roboterfreundlicheren Satelliten gehören, die leichter von anderen Satelliten gewartet werden können. Außerdem könnte die gleiche Technik dazu dienen, funktionsunfähige Satelliten aus dem Orbit zu entfernen, um weiterem Weltraumschrott vorzubeugen.
Das Betanken von Satelliten wurde bereits auf der ISS mit dem Roboterarm Dextre geprobt . Außerdem existiert bereits ein ähnliches Projekt zur Wiederbelebung von Satelliten der US-Militärbehörde Darpa. Das Ziel von Projekt Phoenix sollen Satelliten im geostationären Orbit sein. Dabei sollen kleine Satelliten an die großen Nachrichtensatelliten andocken, Teile demontieren und an anderen Satelliten wieder anbauen.
Die militärische Beteiligung an US-Projekten dieser Art wird es schwierig machen, die Chinesen von einer vollständig zivilen Natur dieses Programms zu überzeugen. Schließlich könnte die gleiche Technik auch gegen voll funktionsfähige Satelliten angewendet werden, nur ohne friedliche Absichten.