SpaceX verschiebt den zweiten Start der Tranche 0 der Space Development Agency, läuft aber noch für die Starlink-Mission

Sep 06, 2023

SpaceX hat den Start einer Reihe von 13 Kommunikations- und Raketenverfolgungssatelliten vom Space Launch Complex 4 East (SLC-4E) auf der Vandenberg Space Force Base im Rahmen der Tranche 0 Flight 2-Mission für die Space Development Agency (SDA) verzögert. Ein Problem mit Motor 4 sorgte für Unruhe, die nächste Gelegenheit war für Freitag angesetzt. SpaceX wird jedoch noch versuchen, seine Starlink Group 6-13-Mission später am Donnerstag zu starten.

Die SDA-Mission wird der 50. Start von SpaceX von Vandenberg aus sein. Nachdem von 2013 bis 2021 insgesamt 19 Starts mit SLC-4E durchgeführt wurden, hat das Tempo zuletzt zugenommen: 13 Missionen im Jahr 2022 und 17 bereits abgeschlossene Flüge im Jahr 2023.

Tranche 0, Flug 2

Der für diese Mission verwendete Falcon 9-Träger B1063-13 hat zuvor Sentinel-6 Michael Freilich, DART, Transporter-7, Iridium OneWeb und acht Starlink-Missionen gestartet. Nach der Trennung von der zweiten Stufe wird der Booster zur Landezone 4 der Vandenberg Space Force Base zurückkehren. Die zweite Stufe der Falcon 9 wird einige Stunden nach dem Start südlich von Südafrika aus der Umlaufbahn gebracht.

Die operative Umlaufbahn der Satelliten wird in einer Höhe von etwa 1.000 km liegen und eine Neigung von 81 Grad haben.

Der erste Start der Tranche 0 brachte seine Nutzlasten in eine anfängliche Umlaufbahn von etwa 940 mal 950 Kilometern Höhe. Zwei der Satelliten sind inzwischen auf eine operative Umlaufbahn von etwa 960 mal 980 Kilometern gestiegen.

Dies ist der zweite von zwei Starts für SDAs Tranche 0, die Demonstrationsphase der neuen Proliferated Warfighter Space Architecture (PWSA), früher bekannt als National Defense Space Architecture. SpaceX erhielt am 31. Dezember 2020 einen 150-Millionen-Dollar-Auftrag für zwei Flüge von Falcon 9.

Lockheed Martin Tranche 0 Transport Layer-Satelliten. (Bildnachweis: Lockheed Martin)

Zu den 13 Nutzlasten dieses Fluges gehören 10 Transport Layer-Satelliten von Lockheed Martin, ein Transport Layer-Satellit von York Space Systems und zwei Tracking Layer-Satelliten von SpaceX.

Der erste Flug im April beförderte acht Transport Layer-Satelliten von York und zwei Tracking Layer-Satelliten von SpaceX. Ein Transport-Layer-Typ-A-Satellit von York Space Systems wird nun als Testumgebung am Boden eingesetzt, statt zu starten, und vier Tracking-Layer-Satelliten von L3Harris werden später in diesem Jahr gemeinsam mit der Missile Defense Agency gestartet.

Die SDA wurde im März 2019 gegründet, um als „konstruktiver Störer“ für die Weltraumbeschaffung des US-Verteidigungsministeriums (DOD) zu fungieren. Der Schwerpunkt der SDA liegt auf der spiralförmigen Entwicklung von PWSA, einer stark verbreiteten Konstellation im erdnahen Orbit, die dem Verteidigungsministerium Kommunikation, Raketenwarnung/-verfolgung und andere Funktionen bereitstellen wird, indem viele kleinere, kostengünstigere und schneller herzustellende Raumfahrzeuge als herkömmliche Verteidigungsministeriums eingesetzt werden Satellitensysteme. SDA wurde am 1. Oktober 2022 Teil der Space Force.

Das Motto der SDA lautet „Semper Citius“ und bedeutet immer schneller. Das Ziel besteht darin, regelmäßig neue Chargen von Satelliten auf den Markt zu bringen, deren Leistungsfähigkeit sich im Laufe der Zeit verbessert, anstatt exquisite Systeme zu entwickeln, die wahrscheinlich erst nach Jahren auf den Markt kommen und das Budget übersteigen. Alle zwei Jahre wird die SDA eine neue Tranche von Satelliten beschaffen, die mehrere Schichten mit unterschiedlichen Funktionen umfassen können.

Jede Tranche steht im offenen Wettbewerb, sodass neue Anbieter die Möglichkeit haben, am Programm teilzunehmen. Der Aufbau einer Konstellation interoperabler Satelliten verschiedener Anbieter ist ein Hauptziel des Programms. Dies war ein Segen für mehrere Anbieter von kleinen Satellitenbussen und optischen Intersatellitenverbindungen (OISL), die mit der Produktion größerer Stückzahlen ihrer Produkte beginnen konnten. Die Konstellation wird schließlich Hunderte von Satelliten in polarnahen Umlaufbahnen in 1.000 Kilometern Höhe umfassen.

Transportschichtsatelliten bilden das Rückgrat des Netzwerks und transportieren Nutzlasten für HF- und optische Kommunikation, wobei die optischen Verbindungen ein Mesh-Netzwerk bilden. Es gibt taktische Link-16-Nutzlasten für die Kommunikation mit Streitkräften im Feld sowie andere RF-Nutzlasten für die Kommunikation mit Bodenstationen. Für Tranche 0 gibt es zwei Arten von Transportsatelliten: Gruppe A (13 Satelliten) verfügt über zwei OISL sowie HF-Kommunikation, während Gruppe B (sieben Satelliten) über zwei OISL und Link 16 taktische Datenverbindungen verfügt. In Tranche 1 werden die Transportsatelliten über mehr OISL- und taktische Datenverbindungen auf jedem Raumschiff verfügen. Dieser zweite Start umfasst sieben Transportsatelliten der Gruppe A und vier Transportsatelliten der Gruppe B.

Tracking-Layer-Satelliten dienen als Overhead-Persistent-Infrarot-Bildgebungsfunktion zur Raketenwarnung und -verfolgung mit Nutzlast mit großem Sichtfeld und können über optische Verbindungen mit den Transport-Layer-Satelliten kommunizieren. Sie sind für die Verfolgung fortschrittlicher Raketen, einschließlich Hyperschallgleitfahrzeugen, konzipiert.

Beginnend mit Tranche 1 wird jede Spirale auch einige experimentelle Satelliten umfassen, die zur Entwicklung neuer Nutzlasten für Kommunikation, Fernerkundung, Positionsnavigation und -zeitsteuerung sowie fortschrittlichere Bordcomputer verwendet werden.

Tranche 0-Flug 1-Nutzlaststapel mit zwei SpaceX-Tracking-Layer-Satelliten oben und acht York-Transport-Layer-Satelliten unten. (Quelle: York Space Systems)

Tranche 0 (die Warfighter Immersion-Tranche) konzentriert sich auf die Demonstration der Beschaffung, des Einsatzes und des Betriebs eines minimal lebensfähigen Produkts. Die Agentur begann schnell mit der Beschaffung dieser ersten Tranche, wobei die Verträge für den Transport Layer, den Tracking Layer und die Einführung bis Ende 2020 vergeben wurden.

Die Transportschichtverträge der Tranche 0 für 20 Satelliten wurden am 31. August 2020 zu einem Preis von rund 280 Millionen US-Dollar vergeben; Im Rahmen dieses Vertrags wurden jeweils zehn Satelliten an Lockheed Martin (187 Millionen US-Dollar) und York (94 Millionen US-Dollar) vergeben. Die Tracking-Layer-Verträge für acht Satelliten wurden am 5. Oktober 2020 zu einem Gesamtpreis von rund 350 Millionen US-Dollar vergeben, wobei jeweils vier Satelliten an L3Harris (194 Millionen US-Dollar) und SpaceX (149 Millionen US-Dollar) gingen. Während die meisten Satelliten so dimensioniert sind, dass sie auf ESPA-Ringen montiert werden können, um den Nutzlaststapel zu bilden, sind die SpaceX-Satelliten größer und werden auf den ESPA-Ringen platziert.

Bodensysteme für Tranche 0 werden in Zusammenarbeit mit dem Naval Research Laboratory bereitgestellt, das auch Interoperabilitätstests der OISL-Hardware verschiedener Anbieter unterstützt. Mittlerweile gibt es sieben Bodeneintrittspunkte für das Netzwerk, davon vier in Alaska, zwei in Maryland und einer im Ausland.

Die Satelliten des ersten Starts befinden sich bereits in der Inbetriebnahmephase. Die beiden Tracking-Layer-Satelliten von SpaceX haben ihre Busprüfungen bestanden, ihre Umlaufbahnen angehoben und etwa zwei Monate nach dem Start das erste Licht ihrer Infrarot-Bildgebungsnutzlasten erhalten.

Die York-Satelliten haben ihre Busprüfungen durchlaufen und bereiten sich auf den Test ihrer Link-16-Kommunikationsnutzlasten vor. Bei einem Satelliten wurde ein Verarbeitungsproblem festgestellt, das ihn zwar nicht an der Durchführung der Mission hindert, aber seine Kapazität einschränkt. Link 16 wurde in der Vergangenheit nicht über Satelliten genutzt, und SDA arbeitet derzeit an den Frequenzkoordinierungsprozessen des Bundes für die neue Nutzung dieses taktischen Kommunikationsprotokolls. Die Erhöhung der Umlaufbahn der York-Satelliten erfolgt nach den ersten Link-16-Nutzlasttests.

Die Arbeiten zur Initialisierung der Nutzlasten für die optische Intersatellitenverbindung für das Raumschiff ab dem ersten Start haben begonnen. Die Tests der optischen Verbindungen könnten noch in diesem Jahr beginnen.

Falcon 9 nach dem Start der Crew-7-Mission. (Quelle: SpaceX)

Zukünftige Tranchen sind bereits im Gange. Tranche 1 soll eine erste Fähigkeit zur Kriegsführung bereitstellen. Zu den Merkmalen von Tranche 1 gehören regionale Persistenz für taktische Datenverbindungen, fortschrittliche Raketenerkennung und Zielerfassung außerhalb der Sichtlinie. Tranche 2, die zwei Jahre nach Tranche 1 folgt, wird eine globale Beständigkeit aller Funktionen in Tranche 1 gewährleisten und die Erkenntnisse aus dem Betrieb von Tranche 0 einbeziehen.

Alle Aufträge für Tranche 1 sind vergeben und die Beschaffung für Tranche 2 ist im Gange. SDA hat kürzlich Aufträge im Wert von rund 1,5 Milliarden US-Dollar an Lockheed Martin und Northrop Grumman für insgesamt 72 Beta-Varianten-Satelliten in der Tranche-2-Transportschicht vergeben. Außerdem sind Angebote für 100 Satelliten der Alpha-Variante für die Tranche 2 Transport Layer eingegangen, die auf zwei Anbieter aufgeteilt werden.

Starlink-Gruppe 6-13

Trotz der Verzögerung des SDA-Starts wird SpaceX eine weitere Starlink-Mission vom Space Launch Complex 40 an der Cape Canaveral Space Force Station in Florida starten. Der Start ist derzeit für den 31. August um 19:52 Uhr EDT (23:52 UTC) geplant; Im Falle einer Verzögerung stehen mehrere Backup-T0s zur Verfügung, wobei das Startfenster bis 1:01 Uhr EDT (05:01 UTC) geöffnet ist und ein Backup-Startfenster 24 Stunden später geöffnet ist.

Der Booster, der diese Mission unterstützt, B1077-7, hat die Crew-5-Mission, GPS III SV06, Inmarsat I-5, CRS-28, Galaxy 37 und eine Starlink-Mission unterstützt. Nach dem Start wird versucht, auf dem Drohnenschiff A Shortfall of Gravitas von SpaceX zu landen, das etwa 640 Kilometer unterhalb der Reichweite stationiert sein wird. Es wurde vom Crosby Skipper gezogen, der zur Unterstützung zahlreicher Missionen eingesetzt wurde, während das Mehrzweck-Bergungsschiff Bob von SpaceX zur Wartung unterwegs war.

Doug, das andere Bergungsschiff von SpaceX, wird bei dieser Mission versuchen, beide Verkleidungshälften zu bergen. Es ist nicht bekannt, ob diese Verkleidungen flugerprobt sind oder nicht; Es ist jedoch wahrscheinlich, dass über 90 % der Verkleidungen in diesem Jahr schon einmal geflogen sind.

Diese Mission wird 22 Starlink v2 Mini-Satelliten in eine 285 mal 293 Kilometer große erdnahe Umlaufbahn mit einer Neigung von 42,99 Grad bringen. Die Satelliten werden in den folgenden Monaten ihre Umlaufbahnen auf eine 530 Kilometer lange kreisförmige erdnahe Umlaufbahn mit einer Neigung von 43,00 Grad anheben.

(Hauptbild: Falcon 9 auf SLC-4E vor der SWOT-Mission. Bildnachweis: Jack Beyer für NSF)