TanDEM-X auf Dnepr

TanDEM-X ist der Zwillingssatellit von TerraSAR-X. Da jetzt die letzten Tests beim Hersteller erfolgreich beendet wurde, ist es an der Zeit, dafür einen Thread zu eröffnen.

Der Satellit ist weitgehend baugleich zu TerraSAR-X und soll mit diesem in Formation fliegen. Dadurch, dass zwei Satelliten die gleiche Region fast gleichzeitig überfliegen, sind umfassendere Messungen möglich als mit einem.

Am 11. Mai soll TanDEM-X von München nach Baikonur geflogen werden, am 21. Juni ist dann der Start auf einer Dnepr geplant.

mfg websquid

Darüber wird auch bei der "tagesschau" berichtet:

http://www.tagesschau.de/inland/tandemx100.html

Und auch etwas ausführlicher im DLR-Portal.
http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-11/129_read-24034/

Gestern begannen in Baikonur die Startvorbereitungen. Die Rakete wurde Ende April angeliefert, der Start kann nach derzeitigem Stand nach Plan am 21. Juni durchgeführt werden.

Lustig ist auch die Wortwahl von Roskosmos. Man will die RS-20 loswerden, dass man damit auch einen Satelliten startet, ist nur ein Zusatznutzen

mfg websquid

Ist doch klar, immer noch besser die Rakete sinnvoll zu “entsorgen“ anstelle dies für teuer Geld tun zu müssen. 

Ich denke der Betrieb der beiden Satelliten in längeren Formationsflügen mit Abständen bis hinunter zu 200m ist eine echte Herausforderung. Dabei dürfte man besondere Prozeduren und Techniken nutzen, um Fehler und Abweichungen im Betrieb schnell erkennen und beheben zu können. Immerhin ist jede Positionsbestimmung (und -vorhersage) mit Fehlern behaftet. Bahnmanöver dürften synchron durchgeführt werden.

Ich frage mich, ob hier eine autonome Kommunikation bzw. Lagefeststellung zwischen den Satelliten helfen könnte. Wenn jeder Satellit selbst weiß wo er ist und wo der Partner ist, könnten sie im Zweifelsfall auch selbst reagieren. Dann wäre man nicht immer auf die Bodenstation angewiesen.

Hi,

hier einige Bilder vom Startplatz. Da wird die Rakete im Schacht versenkt.
http://www.federalspace.ru/main.php?id=2&nid=9333

Na da kam doch eine Antwort vom DLR auf meine Anfrage zu Orbitkonfiguration und Betriebskonzept der beiden Satelliten im Formationsflug.

Aus Sicht der Satelliten umrunden sich beiden gegenseitig, und zwar so, dass sie über den Polen vertikal versetzt sind und am Äquator horizontal. Die vertikale Separation erreicht man durch leicht exzentrische Orbits, deren Exzentrizitätsvektoren um 180° versetzt sind (wo der eine Orbit sein Apogäum hat, hat der andere sein Perigäum). Die horizontale Separation erreicht man, indem die Orbitebenen leicht zueinander versetzt sind, d.h. die Inklinationsvektoren (zeigen zu den Knotenlinien) sind um ein paar Grad versetzt.
Um schnell reagieren zu können, hat man auch ein ausgearbeitetes Betriebskonzept, worauf aber nur mit "bis zu 6 stündigen Bodenstationskontakten" hingewiesen wurde. Ich denke generell wird man Manöver "gleichzeitig" durchführen, um die Konfiguration der beiden Orbits zu behalten.

Insgesamt erinnert das stark an Kolokationsstrategien im GEO, wobei dort eben mehrere Kilometer Nominalabstand in einem gemeinsamen Fenster herrschen, und nicht nur 200m.

...worauf aber nur mit "bis zu 6 stündigen Bodenstationskontakten" hingewiesen wurde.

Nur? Sechs Stunden Kontakt ist fuer nen LEO-Sat ne ganze Menge. Wir haben im normalen Betrieb 3,5. 

Hier die Antwort im TanDEM-Blog:
http://www.dlr.de/blogs/desktopdefault.aspx/tabid-5919/9754_read-90/


Das "nur" bezog sich auf: Mehr haben sie nicht gesagt. Ich wollte eigentlich etwas zur Manöverstrategie erfahren.

Dieser Blogtext hat ja auch so seine Höhepunkte: "Ganz klar: Der Formationsflug ist die spannendste Herausforderung, denn beide Satelliten werden sich bis auf 200 Meter annähern - und das bei einer Geschwindigkeit von 28.000 Kilometern in der Stunde! "

Heute steht dann der Flug von München nach Baikonur an, der Satellit ist am Flughafen in München angekommen. Danach wird man dann die Startvorbereitungen durchführen, also den Satelliten aus dem Transportcontainer auspacken, betanken, auf die Rakete setzen etc..

mfg websquid

Mittlerweile ist TanDEM-X tatsächlich in Baikonur angekommen, trotz schwierigem Transport. Der Abflug von München hat sich verzögert, der Zwischenstopp in Ulianowsk dauerte länger als erwartet, und in Baikonur musste der LKW dann auch noch mit einem Rad weniger auskommen...

Aber letztlich sind alle wohlbehalten angekommen, die Startvorbereitungen können also planmäßig durchgeführt werden.

mfg websquid

Guten Morgen,

beim Start in südliche Richtung wird TanDEM-X östlich von Afrika auf Äquatorhöhe seinen Orbit erreicht haben. Erste Signale werden dann erst von der norwegischen Bodenstation "Troll" in der Antarktis empfangen werden können. Einen halben Orbit später ist dann die europäische Station auf Spitzbergen dran.

Ich frage mich gerade wie "breit" das Startfenster ist. Man muss ja die Bahnebene von TerrarSAR-X ziemlich gut treffen, bzw. "gerade so daran vorbei", aber nicht zu weit.


Beim Transport am Zielort musste übrigens mehrmals etwas improvisiert werden, da man u.a. eine Reifenpanne hatte, die provisorisch in Stand gesetzt wurde ... man ist mit einem Rad weniger weitergefahren.

Hallo,

ich habe jetzt noch ein Betriebsdetail gefunden:
Beide Satelliten dürfen sich auch nicht gegenseitig bestrahlen, so dass es zusammen mit einer genauen (gegenseitigen) Positionskenntnis "exclusion zones" gibt, in denen das Radar abgeschaltet wird.

Wer sucht, der findet ...

Ich habe ein Dokument zum Betriebskonzept von TerrarSAR-X (TSX) und TanDEM-X (TDX) gefunden.

Grundlegend ist die Formation der Helixorbits stabil und vermeidet Kollisionsgefahren. TSX ist der führende/primäre Satellit. Der Orbit von TDX wird an ihm ausgerichtet/definiert.

Ein konzeptionelles Problem ist (war), dass TSX auf einen Safemode sofort mit einer Aktivierung des RCS (Reaction Control System) reagiert, um seine Lage im Raum zu stabilisieren. Sonst werden dazu Drallräder genutzt. Da dabei auch immer der Orbit mit geändert wird, entsteht so zusammen mit TDX die Gefahr einer Annäherung samt Kollision oder Radarbeleuchtung zwischen den Satelliten.

Die erste Lösung dafür war eine Änderung der Safemodes beider Satelliten. Sie reagieren jetzt mit ihren Magnettorquern im Falle eines Safemodes auf Lagekorrekturen. Nur wenn diese Maßnahmen nicht reichen, wird (über mehrere Stufen) das RCS aktiviert, dann unter Inkaufnahme der Annäherungsrisiken. U.a. kann dies passieren, wenn ein Triebwerk "auf ON klemmt" und sich Rollraten ergeben, die die Magnettorquer nicht kompensieren können.

Um schnell eingreifen zu können, müssen Telemetriedaten der Satelliten schnell im Bodensegment empfangen und ausgewertet können. Man erweitert das Netz der Bodenstationen mit Elementen in Norwegen, Schweden, Kanada und der Antarktis, und auch Alaska.


Irgendwie wirkt das auf mich im Nachgang bemerkt, entwickelt und gelöst. Hatte man Formationsflug nicht im Blick als man die Missionen konzipiert hat?

Manöverstrategie

TSX führt Manöver mit seinem Hydrazin-RCS aus, um seinen Orbit in einem 250m weiten Schlauch zu halten. TDX führt die Manöver simultan aus. TDX führt die Formationskontrolle durch, u.a. auch für spezielle Beobachtungsgeometrien je nach aktuellem Ziel. Dazu nutzt TDX sein Kaltgas-RCS. 50m gilt als Warngrenze. Wenn ein Manöver (mit eingerechneten Mess- und Manöverunsicherheiten) diese Distanz unterschreitet, wird es nicht ausgeführt.

Durch die Helix entsteht die Gefahr, dass sich beide Satelliten über den nördlichen Breitengraden beleuchten. Die Messkampagnen müssen für jeden Satelliten daher genau geplant werden, um sog. Exclusion Zones zu definieren. Der Prozess dahinter ist komplex, mit mehreren Hierarchien im Team, die miteinander koordiniert und gegengecheckt werden müssen. Außerdem wird berücksichtigt, was passiert, wenn einer der Satelliten ein Manöver verpasst oder nur teilweise ausführt.

Außerdem gibt es zwischen den Satelliten ein bidirektionales Sync-Signal. Mit speziellen Antennen wird ein schwaches Radarsignal abgestrahlt, welches der andere Satellit empfängt. Registriert er es nicht, gilt die relative Position als unsicher und der Radarbetrieb wird autonom eingestellt.


So wie ich die Betonung und Umfang der Beschreibungen verstehe, macht man sich primär um gegenseitige Beleuchtungen Sorgen. Ich denke, das ist die größte Gefahr und der Betrieb wird ziemlich komplex ausfallen.

N'abend,

im DLR-Portal gibt es einen Bericht über die Simulation des Formationsfluges von TerraSAR-X und TanDEM-X. Das ganze hat an zwei Tagen im Kontrollraum 2 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) stattgefunden.
http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-11/129_read-24619/

Als Antwort aus dem TDX-Blog:

Die Erfahrungen mit TSX zeigen, dass man ca. 2mal täglich Kaltgas-Manöver fliegt, bei autonomer Formationskontrolle bis zu 6mal am Tag, und je nach Sonnenaktivität alle 2 Tage bis alle 2 Wochen Hydrazin-Manöver. Die gegenseitige Kontamination durch Kaltgasrückstände betrachtet man generell als unkritisch. Auch das Risiko einer Hydrazinkontaminierung des jeweiligen Partnersatelliten wird als vernachlässigbar erachtet.

Ich denke die letzte Aussage ist etwas "politisch". Wenn man engen Formationsflug betreibt, bleibt einem einfach nichts anderes übrig als das Risiko zu akzeptieren, v.a. wenn die absolute Enge des Formationsflugs erst später konzipiert wurde als es TSX schon gab und TDX quasi ein Nachbau wurde.
Wenn sie im schlimmsten Fall alle 2 Tage Hydrazin-Manöver fliegen müssen, dürfte das vielleicht nicht mehr ganz so "locker" gesehen werden.

TanDEM-X hat die letzten Tests erfolgreich abgeschlossen und kann jetzt mit der Rakete verbunden werden. Der Start wird also auch nach Plan erfolgen können.

Lange wirds nicht mehr dauern, bis wir den engsten Formationsflug von 2 Satelliten sehen werden

mfg websquid

Jetzt gibt es auch ein paar Bilder von den Vorbereitungen.

(klick für höhere Auflösung) Alle weiter Bilder gibt es hier: Roscosmos

EADS Astrium Techniker vollendeten heute die Integration von TanDem-X mit der Nutzlastverkleidung am Komplex 31 in Baikonur.
Nettes Maskottchen. 

(klick für höhere Auflösung) Alle weiter Bilder gibt es hier: Roscosmos

Mittlerweile gibts das auch im Missionsblog - die WM-Stimmung greift um sich :
Titel: "Das Eckige muss ins Runde"

mfg websquid

TanDEM-X ist komplett im Raketenkopf verpackt und wir heute mit dem bekannten Krokodil zur Rakete in den Silo gebracht. Das Verfahren haben wir ja noch alle von Cryosat in Erinnerung. Für das DLR-Team heißt das jetzt, alles zusammenpacken was man mitgebracht hat, wie man hier sehen kann:

Hier wartet jemand auf seinen großen Bruder

Und hier noch ein Gruppenbild des Vorbereitungsteams:

mfg websquid

Eine Helmpflicht unter dem Kran (erstes Bild) scheint es dort wohl nicht zu geben . Das wäre in Deutschland nicht möglich/erlaubt.