Die ASAP-5 – es war eine gute Idee

Was ist die ASAP? Nun es ist eine Struktur die es erlaubt mit Ariane 5 Sekundärnutzlasten zu befördern. Es ist ein Ring, der den Nutzlastadapter umgibt. Auf diesem Ring können nun mehrere kleine Satelliten montiert werden. Die ASAP-5 bei der Ariane 5 erlaubt es bis zu 300 kg schwere Einzelnutzlasten mitzuführen. Das Gesamtgewicht kann je nach Konfiguration 960 – 1.320 kg betragen.

Angesichts dessen, dass die meisten Ariane 5 Missionen deutlich unter der Maximalnutzlast einer Ariane 5 ECA von 9.600 kg liegen wundert es, dass die Plattform nicht bei fast jedem Satellitenstart eingesetzt wird. Im Gegenteil: Das zugehörige Users Manual ist von der Website von Arianespace verschwunden und auch sonst findet sich wenig neues über die Verwendung – das war noch vor ein paar Jahren anders. Da gab es einige Pläne die Plattform einzusetzen.

Woran kann es gelegen haben? Schwer zu mutmaßen. Die Minisatelliten (von denen bis zu vier mitfliegen können) dürfen bis 1,50 m Durchmesser und 1,50 m Höhe aufweisen. Das ist für einen so kleinen Satelliten schon recht groß. Beim letzten Einsatz einer ASAP im letzten Dezember in den SSO Orbit, also einem sehr attraktiven Orbit für Forschungssatelliten, wurde die Plattform nur benutzt um Ballast mitzuführen – ohne ASAP wäre die primäre Nutzlast zu leicht gewesen und die EPC hätte einen Orbit erreicht.

Dabei wäre auch der GTO-Orbit bei 300 kg Satellitenmasse attraktiv. Hier mal einige Missionen die man vom GTO Orbit aus mit vertretbarem Zusatzaufwand erreichen kann:

  • geostationäre Orbits (v=1.500 m/s)
  • Mondumlaufbahnen (v=1.600 m/s)
  • hochexzentrische Erdumlaufbahnen (v<800 m/s)

Bei 300 kg Startgewicht bleibt selbst nach Abzug des Antriebssystem (ein Standard 400 N Apogäumsmotor, mit je einem Oxidator und Treibstofftank reicht dazu aus) noch eine Nutzlast von mindestens 150 kg bei der höchsten Geschwindigkeit übrig. 150 kg sind zwar nicht viel, aber einem typischen Instrumentenanteil von 10-15% sind das immerhin 15-23 kg, also genug für einige leichtere oder einen größeren Sensor. Der europäische Technologiesatellit Proba-1 wiegt z.B. nur 94 kg und ist 60 x 60 x 80 cm groß und liefert seit 9 Jahren Aufnahmen der Erde mit seinen acht Instrumenten mit einem Gesamtgewicht von 25 kg, darunter zwei Kameras.

In einer hochexzentrischen Erdumlaufbahn könnte ein Satellit Magnetfeld- und Teilchenmessungen anstellen. Da mehrere gleichzeitig gestartet werden könnten, wäre auch ein 3D Bild möglich durch verschiedene Umlaufbahnen, so ähnlich wie dies Cluster im Kleinen schon zeigt.

Im geostationären Orbit könnte ein Satellit Wettersatelliten ergänzen – natürlich ist kein so hochauflösendes Instrument wie bei Meteosat möglich, aber ein einfaches mit einem kleinen Teleskop und einigen Filtern sicherlich doch. Der Vorteil wäre dass man ihn etwas links oder rechts des normalen Satelliten z.B. alle 30 Grad einen parken könnte und damit eine bessere Abdeckung der Erdoberfläche ohne Verzerrung erhält – bedingt durch die Kugelform der Erde wird Die Oberfläche jenseits des Fusspunktes nur verzerrt wiedergegeben. Die linke Aufnahme zeigt Europa – man sehe sich mal Deutschland an, und Deutschland liegt nur 48-52 Grad vom Äquator entfernt.

Kodaks KAF50100 Sensor erlaubt Bilder mit über 6000 Bildpunkten pro Zeile, also bei einem Erdbild von 15.000 x 15.000 km Größe eines von rund 2,5 km Bodenauflösung am Äquator – besser als bei der ersten Meteosatgeneration. Aus dem geostationären Orbit würde eine Optik mit 86,4 mm Brennweite und > 9 mm Öffnung ausreichen für beugungsbegrenzte Bilder dieser Auflösung. Das ist in etwa die Optik einer Digitalkamera.

Fast die gleiche Geschwindigkeit wird für einen Mondorbit benötigt. Der Mond ist noch nahe genug, damit auch ein kleiner Sender oder das Senden ohne Richtantenne noch genügend hohe Datenraten zulässt. Auch hier: Die Kameras Ralph (Spektrometer und Farbkamera) und Lorri (hochauflösende monochromatische Kamera) an Bord von New Horizons wiegen 9-10 kg. 15-20 Kg reichen also aus für ein kleineres oder ein größeres Instrument. Denkbar wäre eine Kamera oder ein abbildendes Spektrometer. Selbst die Kamera HRSC wäre mit 19,6 kg noch tragbar. allerdings dürfte die mittlerweile etwas veraltet sein, wurde sie schließlich für Mars 96 entwickelt.

Beim Suchen über die ASAP habe ich auch Pläne für Mars- oder Venussonden gefunden. Allerdings nimmt, wenn in eine Umlaufbahn eingeschwenkt werden soll, die Nutzlast stark ab. Bei beiden Planeten benötigt man dann 2.300 – 2.500 m/s mehr an Geschwindigkeit. Da bleibt dann nur noch eine Nutzlast von rund 100 kg, die zudem nun ihre Daten über interplanetare Distanzen senden muss.

Also machen könnte man da viel, zumal das ASAP Users Manual eine Erweiterung auf 600 kg in Aussicht stellt – das wären dann rund 300 kg nach Abzug des Antriebssystems. Viel mehr wogen MCO und Odyssey im Marsorbit dann auch nicht mehr.

Warum wird es dann nicht eingesetzt? Ich vermute mal es ist zu teuer. Es ist wohl der gleiche Grund, warum ULA bisher nur einmal eine analoge Struktur bei der Atlas einsetzte. Arianespace will natürlich heute Geld sehen. Die Zeiten sind vorbei, wo man Sekundärnutzlasten kostenlos mitnahm, wie auch die Amateurfunkvereinigung AMSAT beklagte. Heute regieren die Betriebswirte die Welt und auch die Raumfahrt und für die zählt nur Cash.

Das mag Studenten und gemeinnützige Organisationen an solchen Projekten hindern, aber für Raumfahrtagenturen sollte es kein echter Hinderungsgrund sein. Eine Sekundärnutzlast kann man standardisieren, wie andere Satelliten auch. Ein Bus mit Solarzellen, einem Apogäumsantrieb und Vernierdüsen, einen Bordcomputer und Sender/Empfänger benötigt jeder Satellit/Raumsonde. Unterscheiden würden sich die Satelliten durch Experimente und Menge des zugeladenen Treibstoffs. Proba-1 kostete nur 13,5 Millionen Euro. Ich denke diese Summe ist bei mehrfacher Fertigung auch für die etwas größeren Sekundärnutzlasten für einen ASAP Start realistisch.

Dazu kommen noch Startkosten, sagen wir mal zusammen 20 Millionen Euro – würde die ESA sich vier solche Starts pro Jahr leisten, kostet sie das rund 80 Millionen Euro, was bestimmt verschmerzbar wäre. Selbst das so arme DLR (ca. 200 Millionen Euro pro Jahr für das nationale Programm) könnte sich einen Start pro Jahr leisten. Wenn sie schlauer gewesen wäre, hätte sie vor der Vorlage eines teuren nationalen Mondprojektes mal so einen kleinen Probestart zum Mond durchgeführt – ein positives Medienecho hätte sicherlich das politische Klima verbessert. Obwohl ich bei der letzten Vorlage die glaub ich im Milliardenbereich lag, meine Zweifel hatte. Man hätte wohl besser erst mal die Gelder für einen Orbiter gefordert, der wäre auch noch kompatibel mit dem derzeitigen Budget gewesen.

So, dann hat mich noch Lukas angeregt, euch was zu fragen. Meine Bücher sind ja aus Kostengründen bisher nur schwarzweiß. Und sie sind alle als Paperback erhältlich. Er schlug vor, doch mal nachzufragen, ob es nicht Leute gäbe die den Mehrpreis für Farbe / Hardcover zahlen würden. Das tue ich hiermit.

Ausgangslage ist das ISS Buch mit 34 Fotoseiten bei 168 Seiten Umfang. Bei gleicher Marge (die prozentual sinkt, was normalerweise nicht gegeben ist) müsste es kosten

  • schwarzweiß / Paperback: 13,90 Euro (derzeit so im Handel)
  • Farbe / Paperback: 17,80 Euro
  • Schwarzweiß / Hardcover: 23 Euro
  • Farbe / Hardcover: 26,90 Euro

Das heißt Farbe und Hardcover verdoppeln glatt den Preis. Jede Farbseite erhöht den Preis um 10 ct. Gibt es dafür eine Nachfrage? Ich selbst lege ja nicht so viel Wert auf Abbildungen und füge diese recht spärlich meinen Büchern zu, vor allem um das geschriebene zu verdeutlichen oder zu erklären. Also eher Diagramme als Fotos. Ich schätze auch andere Bücher wegen ihres Textes und nicht ihrer Bilder. Was haltet ihr davon? Wie sollten die nächsten Bücher gestaltet sein?

Neuen Blogeintrag gibt es am Montag wieder, auch ein neues Rätsel erst am Montag.

4 thoughts on “Die ASAP-5 – es war eine gute Idee

  1. Um die Diskussion anzuregen…: Wie erwähnt würde ich mir die Hardcover-Farbausgabe leisten. Ich finde 27 Euro nicht zu viel für ein schönes Technikbuch, das man nach dem Lesen gerne als Nachschlagewerk benutzt. In der jetzigen Ausgabe dünken mich die Abbildungen zu grob gerastert und auch etwas allzu kontrastreich.

  2. Bei der Ausgabequalität gibt es anscheinend Schwankungen. Die erste des Geminiprogrammes fand ich auch insgesamt zu hell und zu kontrastschwach. Was natürlich offen ist, ist ob der Mehrpreis für Farbe nun auch mit einer höheren Qualität der Farbabbildungen korrespondiert.

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