Galileo FOC F1 auf Sojus-2.1b(ST)/Fregat MT (VS09)

Ein Zitat aus der Arianespacemeldung:

It was only a certain time after the separation of the satellites that the ongoing analysis of the data provided by the telemetry stations operated by the European Space Agency (ESA) and the French space agency CNES showed that the satellites were not in the expected orbit.

Aha, die falsche Umlaufbahn wurde bald nach der Separation der Satelliten bemerkt.
Nur das Veröffentlichen hatten sie vergessen oder wollten anderen den Vortritt lassen.

Aha, die falsche Umlaufbahn wurde bald nach der Separation der Satelliten bemerkt.
Nur das Veröffentlichen hatten sie vergessen oder wollten anderen den Vortritt lassen.

Normale europäische Raumfahrtpolitik also.

Wieso haben die nicht erst mal die Bahn der Rakete analysiert, bevor die Sateliten ausgesetzt und dann deren Bahn analysiert wurden ??

Ich habe die  Abgeschätzung korrigieren  müssen, da ich bei den TLE was falsch verstanden hatte (angegeben ist die Höhe über der Erde, nicht der Radius).   Korrekturen sind in fett.    [Referenz]:

Masse FOC = 732,8 kg [OHB],  Treibstoffmasse:  10%  [NSF]
Triebwerke MONARC-1 von Moog:  1 N Schub, 227,5 s Isp  [Moog]
Daraus folgt:  maximale Geschwindigkeitsänderung:  delta-v = 235 m/s  [Tsiolkovski]

derzeitiger Orbit:  13700 km x 25900 km,  49,7°  [TLE, Mittelwert für ale drei Objekte 2014-050A, B, C]
Zielorbit:  23522 km Kreisbahn,  55,04°  [Arianespace Press Kit]
Bei der derzeitigen elliptischen Bahn sinkt das Apogäum deutlich stärker als das Perigäum, daher kann man warten bis das Apogäum auf die Zielhöhe abgesunken ist (dauert vieleicht Wochen). Dann wird diese elliptische Bahn im Apogäum durch eine Beschleunigung zirkularisiert.
Nötige Geschwindigkeitsänderung delta-v (13700x23522 zu 23522 Kreisbahn, ohne Inklinationsänderung):  ca. 380 m/s

Zusätzlich wird noch delta-v benötigt um die Inklination um 5,3° zu erhöhen. Am effektivsten ist dies wohl im Knotenpunkt der Zielbahn, da dort die Absolutgeschwindigkeit kleiner ist als bei der derzeitigen Bahn.
Absolutgeschwindigkeit der Zielbahn (Kreisbahn):  3652 m/s
   delta-v für Änderung um 5,3°:  (2*sin(5,3°/2)*vabs =)  338 m/s

Sind zusammen (380 + 338 =)  718 m/s

Soviel kann das Antriebssystem der Satelliten nicht bewerkstelligen.

Für die Änderung auf die Zielkreisbahn würden etwa 115 kg Treibstoff (statt vorhandener  ca. 73 kg) ohne Inklinationsänderung benötigt.
Für die gesamte Änderung auf die Zielkreisbahn  mit Inklinationsänderung würden etwa 200 kg Treibstoff (statt vorhandener  ca. 73 kg) benötigt.

Außerdem wird der Treibstoff ja für die Lagekontrolle etc. während der Nutzung benötigt.

Denn alten (falschen) Beitrag habe ich gelöscht.

Die Satelliten wurden im (bzw. nahe bei) Apogäum ausgesetzt. Da ist die relative Positionsänderung bei einer Umlaufdauer von 11 Stunden sehr klein, daher braucht man einige Zeit bis ausreichend genaue Daten gemessen wurden. 
Aber:  die Navigation der Stufe hätte es merken müssen daß die Schubrichtung nicht stimmt.

Also: hätten se nur die Hälfte mehr mitgenommen, dann könnte zumindest die falsche Neigung korrigiert werden.

rechne das nochmal, wenn du nicht eine Änderung in der Knotenlinie der neuen Bahn durchführst (die wurst ist weil sie sich durch die Präzession wg. Erdfigur sowieso ändert) sondern am Punkt der höchsten Neigung der aktuellen Bahn, zu irgendwelcher Zeit, diese Neigung änderst.     Ausserdem, mach mal die Zusatzbeschleunigung im Apogäum der derzeitigen Bahn so das die kreisförmig wird, wenn dann auch mit einem Radius des derzeitigen Apogäums, also weiter drausen, denn der größere Kreisbahnradius dürfte nicht sehr schlimm sein; dort weiter draußen brauchst du dann auch weniger Treibstiff um das auf kreisförmig zu ändern



Und, ham die denn da nicht mal ein Loch gemacht, wie heutzutage selbst jedes Auto hat, um ggf hinzufliegen und noch Treibstoff nachzufüllen ? ? ? ? ? Mag zwar teuer sein so ein Manöver, aber billiger als die Sateliten zu verlieren

Die Satelliten wurden im (bzw. nahe bei) Apogäum ausgesetzt. Da ist die relative Positionsänderung bei einer Umlaufdauer von 11 Stunden sehr klein, daher braucht man einige Zeit bis ausreichend genaue Daten gemessen wurden. 
Aber:  die Navigation der Stufe hätte es merken müssen daß die Schubrichtung nicht stimmt.

Nützt alles nix mehr, nachdem sie schon ausgesetzt waren; man hätte nach der letzten Kurskorrektur aber vor dem Aussetzen die Bahn der Rakete bestimmen müssen

[...]

Und, ham die denn da nicht mal ein Loch gemacht, wie heutzutage selbst jedes Auto hat, um ggf hinzufliegen und noch Treibstoff nachzufüllen ? ? ? ? ? Mag zwar teuer sein so ein Manöver, aber billiger als die Sateliten zu verlieren

Rechne das lieber noch einmal nach. Berücksichtige dabei bitte auch, dass Satelliten nicht dafür gebaut sind, außerhalb einer Vorbereitungshalle betankt zu werden. Du wirst dann sicherlich zu folgendem Schluss kommen:

Mag zwar teuer sein so ein Manöver, aber erheblich teurer als die Sateliten zu verlieren

Mit anderen Worten: Vergiss es!

Nützt alles nix mehr, nachdem sie schon ausgesetzt waren; man hätte nach der letzten Kurskorrektur aber vor dem Aussetzen die Bahn der Rakete bestimmen müssen

Das dürfte allerdings von dem Resttreibstoff in der Fregat abhängen, und dermaßen groß sind deren Reserven bestimmt auch nicht gewesen. Vergiss nicht, dass in dieser Phase der Treibstoff dafür hätte ausreichen müssen, die beiden Satelliten und die gesamte Leermasse der Fregat auf die korrekte Bahn zu beschleunigen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass diese Möglichkeit bestanden hätte. Der Fehler hätte viel, viel früher bemerkt werden müssen, um ihn korrigieren zu können, und wenn die Stufe falsche Bahndaten geschickt hat, war die Chance dafür gleich Null.

Die Rakete hat ja für ca 20 Manöver / Korrekturen Treibstoff gehabt. Nachdem man eine Korrektur durchgeführt hat, hätte man die Bahn der Rakete bestimmen und gucken müssen, ob sie richtig ist, bevor man die Sateliten abklinkt.   Das sollte eigentlich klar sein, aber ist nicht gemacht worden, wohl weder von den Russen noch von der ESA, die haben die Sateliten einfach ausgesetzt ohne vorher zu überprüfen daß die Rakete richtig fliegt, wie auch aus den Bahndaten der 3 Objekten ersichtlich

Ich fürchte das ganze läuft viel autimatischer ab als wir uns vorstellen. Entweder gibt es eine selbstständige Navigationssteuerung, die bei Abweichungen eingreift, oder eben nicht. Aber von der Bodenkontrolle aus wird da nichts gehen. Auch bei Ariane ist da nicht allzuviel zu machen soweit ich weiß.
Aber daß man es dann nicht weiß und schon feiert, da sollte man doch sicher sein. Alles was ich auf dem Video sehen konnte ist daß sich OHB noch sehr um die Daten der Satelliten gekümmert hat, am Ende wird ja signalisiert, daß die Solarpanels entfaltet sind.

Das zu frühe Feiern und Bekanntgeben ist nebensächlich.  Die Frage ist, wie man sowas verhindern kann, daß die Sateliten ausgesetzt werden, bevor man weiß daß die Rakete auf genügend richtiger  Bahn fliegt, und auch wie man eine falsche Bahn möglichst noch korrigieren kann. Das das im Prinzip vorgesehen war,  zeigt daß die Rakete eigentlich für mehrere Manöver vorgesehen ist, aber warum wurde das nicht gemacht, und wie kann man Sateliten verbessern so daß man das hinterher noch reparieren kann ?

Also ich meinte ob die das per Funk/Störsignalen stören könnten, wenn sie wollten
also nur theoretisch ..
ist das technisch möglich ?

oder kann das jeder ? ist man auf das Gutdünken der anderen angewiesen ?

wer hat denn jetzt offiziell versagt? die Oberstufe oder die Bodencrew

Das zu frühe Feiern und Bekanntgeben ist nebensächlich.  Die Frage ist, wie man sowas verhindern kann, daß die Sateliten ausgesetzt werden, bevor man weiß daß die Rakete auf genügend richtiger  Bahn fliegt, und auch wie man eine falsche Bahn möglichst noch korrigieren kann. Das das im Prinzip vorgesehen war,  zeigt daß die Rakete eigentlich für mehrere Manöver vorgesehen ist, aber warum wurde das nicht gemacht, und wie kann man Sateliten verbessern so daß man das hinterher noch reparieren kann ?

Die einzige Möglichkeit, die Satelliten auf der richtigen Bahn auszusetzen, wäre gewesen, dass die Fregat bei der zweiten Zündung richtig ausgerichtet war. Das hätte vielleicht vor der Zündung überprüft werden können. Nachträglich korrigieren geht nicht - dazu kann man schlicht nicht genug Sprit mitnehmen. Auch wenn die Fregat bis zu 20x gezündet werden kann: Das heißt natürlich nicht, dass 20x so viel Treibstoff mitgenommen wird, wie man tatsächlich benötigt! (Generell muss man in der Raumfahrt mit verdammt knappen Toleranzen arbeiten.) Und da läuft auch alles vollautomatisch ab, d.h. nach dem Abheben hat man keine Möglichkeit mehr, manuell einzugreifen (außer den roten Knopf zu drücken).

... Und da läuft auch alles vollautomatisch ab, d.h. nach dem Abheben hat man keine Möglichkeit mehr, manuell einzugreifen (außer den roten Knopf zu drücken).

Sicher? Zeitlicher Engpaß wären wohl die Batteriekapazität.

So wie es sich andeutet, war die Position vor der zweiten Zündung der Fregat ok und bei der wohl sonst ordnungsgemäß abgelaufenen Apogäumszündung lag der Fehler in einer falschen Richtung des Schubvektors. Mit der generierten  Geschwindigkeitsänderung wurde anscheinend die Bahninklination gesenkt, statt das Perigäum anzuheben. Kann diese Vermutung jemand "schnell mal eben" nachrechnen?  .

IMHO sieht es nach einem Fehler im Navigations- oder Steuerungssystem der Fregat aus - falsche Orientierungsdaten oder Fehler in der Schubvektorsteuerung. Das wird man anhand der Telemetrie hoffentlich herausfinden. Unklar ist, warum das dann nach der ersten Zündung nicht erkannt wurde, so dass man nach Problemanalyse die Apogäumszündung hätte umdesignen können.

Wenn er sich herausstellt sollte, dass auch die erste Zündung nicht den richtigen Schubvektor geliefert hat, wäre das also ein Problem der Qualitätssicherung mit ihrer FMEA.

Die Rakete hat ja für ca 20 Manöver / Korrekturen Treibstoff gehabt. ...

Möglicherweise - ich denke, es ist die Oberstufe gemeint.

Was ich jedenfalls aus dem Stand nicht sagen kann:
- Hatte die konkrete geflogene Fregat Reservesprit an Bord?
- Werden Fregats immer mit der gleichen Menge Sprit betankt?
- Habe ich am Boden Konsolen, die alle Daten von der Fregat im FLug in Echtzeit und dekodiert darstellen?
- Lässt sich die Programmierung der Fregat überhaupt ändern, wenn sie mal unterwegs ist?

Ich meine, dass viele Aspekte zu prüfen sind, bevor man sich auf eine Einschätzung festlegt.

Gruß   Pirx

Um einen Fehler zu korrigieren, muss man die Ursache erstmal verstanden haben. Selbst wenn da noch Reserven gewesen wären (sind es normalerweise nicht), was hätte es gebracht "noch ein Manöver" zu fliegen? Hätte die Stufe denselben Fehler einfach wiederholt? Die Rakete dachte ja offenbar, dass sie "richtig fliegt". Was hätte man ihr denn sagen sollen, was sie dann "anders machen" soll?

Ohne zu wissen wie der technische und physikalische Zustand des Systems ist, und ohne den Fehler verstanden zu haben, ist "einfach nochmal!" genauso durchdacht, wie auf eine Maschine draufzuschlagen, in der Erwartung, dass sie dann funktioniert.

Ich denke, die meisten von uns können darin übereinstimmen, dass zum Zeitpunkt nach der zweiten Fregatzündung und vor Aussetzen der Satelliten das Kind in den Brunnen gefallen war. Eine Korrektur wird da unmöglich gewesen sein. Hätte die Fregat noch größere Mengen Treibstoff an Bord gehabt, hätte man mit Sicherheit ein Bremsmanöver geflogen zwecks Müllvermeidung statt einen Friedhofsorbit anzusteuern.

Und nein, dieser Treibstoff stand auch nicht zur Verfügung, denn niemand wollte die Fregat in der Nähe der Satelliten sehen.

Anzusteuern ist gut....befand sich die Fregat laut den NORAD-Daten nicht noch auf gleicher Höhe wie die beiden Satelliten?

Stimmt, das wurde auch gemeldet. Aber war nicht auch die Rede von einem Friedhofsorbit? Dann hätte die Zündung aus irgendeinem Grund nicht stattgefunden.

Und bevor einer anfängt zu träumen: Nein, die Fregat kann die Satelliten nicht wieder ankoppeln und noch einmal beschleunigen.

Warum eigentlich die ganze Aufregung, könnte man fragen.
In der Pressemitteilung N° 25–2014 der esa vom 22. Aug. steht doch ausdrücklich:

All the stages of the Soyuz vehicle performed as planned, with the Fregat upper stage releasing the satellites into their target orbit close to 23 500 km altitude ...

http://www.esa.int/For_Media/Press_Releases/Galileo_has_started_its_operational_deployment_phase

Da war die Presseabteilung wohl schon im Wochenende 

Die FREGAT ist im Friedhofsorbit. Das beinhaltet auch, dass sie von den Sats weggesteuert wird (denn dort will man sie nicht haben), der (Rest-)Treibstoff abgelassen wird und alle Drucktanks entspannt werden (keine Explosionsgefahr mehr - kein Müll). Das ist (sollte) das normale Prozedere solcher Oberstufen (sein).
Hier gibt es eine komplette Doku zur FREGAT:  http://vestnik.laspace.ru/archives/01-2014/
Leider hat ein liebenswerter Übersetzer dieses Forum schon vor längerer Zeit verlassen...

Hätte die Fregat noch größere Mengen Treibstoff an Bord gehabt, hätte man mit Sicherheit ein Bremsmanöver geflogen zwecks Müllvermeidung statt einen Friedhofsorbit anzusteuern.

Und nein, dieser Treibstoff stand auch nicht zur Verfügung, denn niemand wollte die Fregat in der Nähe der Satelliten sehen.

Da stimme ich zu, nach dem fehlgeschlagenen Brennvorgang gab es keine praktikablen Möglichkeiten mehr.

Allerdings, auf welchem Orbit ist die Stufe jetzt gelandet? Ihren vorgesehenen Friedhofsorbit kann sie doch nicht erreicht haben.

Die FREGAT ist im Friedhofsorbit. Das beinhaltet auch, dass sie von den Sats weggesteuert wird (denn dort will man sie nicht haben), ...

Stimmt, aber da alle drei Objekte in sehr ähnlichen Orbits sind bedeutet dies, daß die beiden Galileo-Satelliten auch im Friedhofsorbit kreisen.

Diese Fregat war eine Fregat-MT, mit Zusatztanks. Zu wievielten Mal ist diese Version jetzt geflogen ?

Stimmt, aber da alle drei Objekte in sehr ähnlichen Orbits sind bedeutet dies, daß die beiden Galileo-Satelliten auch im Friedhofsorbit kreisen.

Der jetzige Orbit ist mit einer Exzentrizität von 0.23 weit von einer Kreisbahn und die Bahnhöhe weit von der geplanten Höhe (26200 vs 29600 km) entfernt. Insofern kann man weder von "kreisen" noch vom deklarierten Friedhofsorbit sprechen. In die Quere kommt das Dreiergespann dort wohl trotzdem niemand.