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Vom GTO in den GEO – mit Ionenantrieb

Seit letztem Jahr gibt es die „All Electric Propulsion“ Satelliten, die mit Ionenantrieb ihre Bahn anheben. Doch sie gelangen noch immer zuerst in einen klassischen GTO. Ich will in diesem Artikel diese mal bahnmechanisch untersuchen. Als Beispiel habe ich den ABS 3A genommen mit folgenden Daten:

  • Startmasse: 1.954 kg
  • 24 C und 24 Ku-Band Transponder
  • Sendeleistung: 70 Watt C-Band, 150 Watt Ku-Band.
  • 25 cm XIPS Thruster mit 4,5 kW Leistung und einem spezifischen Impuls von 3500.

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Der ideale „grüne“ Treibstoff

Eigentlich wollte ich den Beitrag unter „Münchhausens Kolumne“ ablegen, aber dann fiel mir nichts ein, was gegen ihn sprechen sollte. so kommt er unter Satire und Fiktion, wobei das Fiktion der passende Oberbegriff ist. Seit einigen Jahren hat die Umweltbewegung ja auch die Raumfahrt erreicht und ein Thema sind „green fuels“ oder wie man im deutschen sagen würde umweltfreundliche Treibstoffe. Sie sollen auch bei einer Havarie möglichst umweltverträglich sein. Die Alternativen werden vor allem bei Hydrazinen gesucht, die alle giftig sind. Die NASA untersucht Hydroxylammoniumnitrat als Einkomponentensystem. Gedacht wird vor allem an Satelliten, wobei meiner Ansicht nach aufgrund der Treibstoffmenge Stufen viel interessanter wären. Aber da wird man wohl dann gleich auf LOX/Kerosin umsteigen. (mehr …)

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Über den Mond in den GEO

Von einem normalen GTO  in den GEO gelangt ein Satellit indem er im Apogäum gleichzeitig die Bahn anhebt und durch die Neigung des Geschwindigkeitsvektors zur Bahnebene die Inklination erniedrigt. Die Geschwindigkeit ist errechenbar nach

Vdifferenz = √(VStart² + VEnde² – 2 x VStart x VEnde x Cos(Winkel))

Vdifferenz  steigt rasch am an für 5 Grad (Kourou) beträgt sie 1490 m/s. Für 28,9 Grad (CCAF) sind es schon 1834 m/s und für 51,6 Grad (Baikonur) über 2400 m/s. Würde man von Plessezk aus starten, dem nördlichsten Startplatz, so wären es 2802 m/s. Das ist fast das doppelte. (siehe Grafik) (mehr …)

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Subsynchrone, supersynchrone Orbits und die Proton

Am Montag startete eine Proton einen Satelliten in einen supersynchronen Orbit. Da ich mal vermute, das die meisten nichts mit dem Begriff anfangen können, denke ich ist es an der Zeit ihn zu erklären. Die super- und subsynchronen Orbits gab es sehr lange Zeit nur bei der Atlas. Es sind Übergangsbahnen zum GTO Orbit. In der Theorie ist die optimalste Strategie einen GTO Orbit zu erreichen, wenn man möglichst nahe der Erde in einer möglichst kurzen Zeit stark beschleunigt und eine Übergangsbahn erreicht, der erdfernster Punkt auf der Höhe des GEO ist. Dort nach 5 Stunden angekommen zirkularisiert eine Zündung die Bahn und baut die Inklination zum Äquator ab. Auch diese sollte möglichst kurz sein. (mehr …)

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