Historische Rettungsmission der NASA droht zu scheitern – der Retter taumelt und der Countdown zum Verglühen tickt

Aus einem ohnehin gewagten Rettungsmanöver wird ein Wettlauf mit der erhitzten Atmosphäre – schafft LINK die Sensation? Wir erfahren es bis spätestens September – ab dann ist es zu spät. (Bildquelle: Adobe Firefly, generative KI)

Rette SWIFT vor dem Feuertod! Ein vermeintlich simpler Auftrag stellt ein neuartiges Raumschiff vor eine harsche Bewährungsprobe. Die NASA strebt die Premiere an, einen alles andere als herkömmlichen Satelliten vor dem Glühen zu bewahren – er ist derzeit schlicht unverzichtbar.

Doch das als Retter am 3. Juli gestartete Raumschiff hat ein Problem. Es taumelt und der Countdown zum Feuertod seines Zieles läuft unaufhaltbar runter.

Alle Hintergründe dazu lest ihr hier im ausführlichen Artikel zu SWIFTs drohendem Ende. Dort erfahrt ihr auch, weshalb der Versuch mit SWIFT weit mehr ist als nur eine einzelne Mission – es ist die Blaupause für eine komplett neue Art der Mission innerhalb der irdischen Orbitalsphäre.

Eckdaten zum Neil Gehrels Swift Observatory, kurz Swift

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Startdatum: 20. November 2004, in der Spitze einer Delta-II-Rakete
Größe: 2,6 mal 1,4 Meter
Betreiber: NASA, mit internationalen Partnern (Italien, Großbritannien)
Umlaufbahn: Niedriger Erdorbit (nicht polar) in rund ca. 350 Kilometer Höhe
Geschwindigkeit: 27.473,78 Kilometer pro Stunde

Mission: Swifts Aufgabe ist die Beobachtung von Strahlenausbrüchen von Sternen. Im Prinzip hält sie also Ausschau nach Sonneneruptionen, wie auch unsere Sonne sie hervorrufen kann – mit eventuell gravierenden Folgen.

Allerdings übertreffen Funde von Swift selbst die gewaltigsten Monstren von koronalen Massenausbrüchen, wie sie in der Vergangenheit bei unserer Sonne auftraten, um das 10.000-Fache.

Dabei dient Swift als ein Späher für andere Teleskope im Weltraum sowie auf Erden. Entdeckt Swift einen Ausbruch von Energie, speist es die Position ins Forschungsnetz. Hieraufhin richten sich andere Anlagen schnellstmöglich aus, um möglichst viele Informationen zu sammeln (via science.nasa)

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In Eile taumelnd zur Rettung

Das robotische Rettungsraumfahrzeug namens LINK vom Unternehmen Katalyst Space Technologies sollte eigentlich Ende August an SWIFT andocken. Nach dem Kupplungsmanöver steht die Verwandlung in eine Weltraum-Rangier-Lokomotive an. Als solche ist ihr Auftrag, das Teleskop in eine höhere Umlaufbahn zu heben.

Doch jetzt hat LINK größtenteils die Kontrolle über seine Lage verloren. Das heißt, er steht nicht ruhig im Raum, sondern dreht sich um die eigene Achse. Schuld daran sind der Ausfall von zwei der drei Reaktionsräder sowie wahrscheinlich auch Probleme mit dem Kaltgas-Triebwerkssystem. Bei letzterem handelt es sich vereinfacht um unter Druck stehende Gaszylinder, die kontrolliert geöffnet werden können, um gezielt Schubstöße abzugeben – hiermit steuert LINK.

Die NASA bemüht sich gemeinsam mit dem Unternehmen, die Lage unter Kontrolle zu bringen. Derzeit haben sie bereits die Rotationsrate halbiert, indem sie die Xenon-Elektroantriebe nutzen. Diese sind an sich verbaut, um nach der Kopplung mit SWIFT langsam, aber stetig Schub zu geben und beide Raumfahrzeuge in einen höheren Orbit zu drücken.

Sowohl die Ausfälle als auch der Treibstoffverbrauch aufseiten der Xenon-Triebwerke schüren Sorgen. Denn selbst wenn es den Ingenieuren gelänge, LINK vollständig zu stabilisieren, sich SWIFT anzunähern und dann letztendlich sogar mit ihm zu koppeln, muss als fraglich gelten, ob ein Aufstieg dann noch realisierbar wäre.

Warum stürzt SWIFT ab?

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Ohne die externe Hilfe droht SWIFT ein verfrühtes Ende in der oberen Erdatmosphäre. Der Grund: Jedes Objekt, vor allem im unteren Erdorbit von nur wenigen Hundert Kilometern Höhe, verliert stetig an Höhe – selbst die Internationale Raumstation (ISS).

Denn auch wenn es nicht danach ausschaut, erstrecken sich dünnste Ausläufer-Schichten der Erdatmosphäre bis weit hinauf in den Weltraum. Einen Versuch der Definition, wo eigentlich der Weltraum beginnt, findet ihr hier.

Hier bilden sie eine unsichtbare Wolke an Luftteilchen, durch die jedes Objekt fortwährend hindurch muss. Dabei stoßen beständig Moleküle an deren Hülle – Widerstand und Reibung wie bei Flugzeugen, nur eben einige Größenordnungen schwächer. Hierdurch verlieren sie an Höhe. Sie fallen quasi immer näher an der Erde vorbei (mehr dazu hier).

Um ihren Absturz zu verhindern, müssen Objekte im niedrigen oder mittleren Erdorbit regelmäßig mittels eigener Triebwerke beschleunigen oder extern geboostet werden. Sobald der Treibstoff ausgeht, tickt die Uhr. Satelliten, wie den mehreren derzeit täglich verglühenden Starlink-Exemplaren, geht allerdings irgendwann der Treibstoff aus – oder manche verfügen über keinerlei eigenen Antrieb. Ihr erwartbarer Absturz gehört dabei zum Geschäftsmodell.

Bei SWIFT ist das an sich genauso, doch besteht bei ihm gesteigertes Interesse, seine Dienstzeit zu verlängern – als zu nützlich haben sich seine Fähigkeiten erwiesen. Ferner sorgt eine höher ausfallende als bei Missionsbeginn angenommene Sonnenaktivität für ein Aufblähen der Erdatmosphäre.

Die geladenen Teile des Sonnenwindes (hauptsächlich Protonen und Elektronen) tragen Energie in die oberste Schicht ein. Folglich erhitzt sich die dünne Hülle um die Erde und dehnt sich aus. So gelangen mehr Moleküle in die Nähe von Satelliten – die Reibung nimmt zu.

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Hinab zur kritischen Schwelle

Trotz aller Bemühungen läuft LINK inzwischen die Zeit davon: Der Zeitpunkt, an dem SWIFT die 300-Kilometer-Höhenlinie reißt, markiert das Ende – von Mission sowie Existenz des Teleskops.

Dann überschreitet der durch Reibung erzeugte Widerstand ein Ausmaß, welches das Rettungsraumschiff selbst bei maximiertem Schub und unter optimalen Bedingungen keine Chance mehr hätte, gemeinsam mit dem Teleskop an Höhe zu gewinnen.

Durch aerodynamisch optimale Ausrichtung aller Instrumente – allen voran der Solarpaneele– haben die Ingenieure Zeit erkauft und das Datum der Unumkehrbarkeit von SWIFTs Reise hinausgeschoben. Doch stoppen können sie seinen Abstieg nicht, dafür braucht SWIFT die externe Hilfe von LINK.

Stand Anfang August trennen das Teleskop noch rund 50 Kilometer Höhe von seinem prognostizierten Exitus im Plasmafeuer unserer Atmosphäre. Spätestens im September wird das Teleskop nach allen Berechnungen zu weit abgesackt sein, um es vor seinem Schicksal zu bewahren.

Sollte die Aktivität der Sonne erneut unerwartet anziehen, beschleunigt sich der Verfall der Umlaufbahn noch zusätzlich.

SWIFTs Höhenverlust könnt ihr euch hier grafisch anschauen. Allein innerhalb des vergangenen Jahres hat es rund 40 Kilometer Höhe eingebüßt.

Ein Erfolg selbst bei Feuertod

Selbst im Falle eines Scheiterns von LINK als SWIFTs Retter gebührt seinen Schöpfern Respekt jenseits eines simplen Händedrucks. Erbrachten die Techniker doch bereits mit dem Start Erstaunliches.

Funfact: Der Start von LINK erfolgte durch eine speziell umgebaute Lockheed L-1011 TriStar aus dem Fluge heraus. Das dreistrahlige Flugzeug aus den 1970ern brachte die Pegasus XL-Rakete in zwölf Kilometer Höhe, wo sie auskoppelte und dann mittels dreier Stufen bis auf einen Orbit in 392 Kilometer Höhe aufstieg.

Nach allem bisher Bekannten, könnte der Start des noch kämpfenden Retters der letzte von dieser speziellen, fliegenden Startplattform gewesen sein. Der Preis kann es schlicht nicht mit der teils bereits wiederverwendbaren oder an geringe Lasten angepassten Konkurrenz aufnehmen.

Mehr zum hart umkämpften Markt der Orbitalraketen lest ihr hier bei uns. Vor allem SpaceX deklassiert momentan Europa – eine Falcon 9 schaffte in fünf Jahren allein, das wofür der alte Kontinent gemeinsam alle seine Starts brauchte.

Katalyst Space Technologies vollbrachte in kurzer Zeit, wofür andere sonst deutlich länger brauchen. Zwischen Auftragsvergabe und Start vergingen gerade mal neun Monate. Das ist nach den Standards der Branche Eiltempo hoch zehn. Normalerweise vergehen meist Jahre, bevor ein Satellit den Sprung von Reißbrett und Angebotsformular bis zur Startrampe schafft.