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ORS-3 Start mit Minotaur-1

Zu einer Rekordmission startete am 20.11.2013 von Wallops Island eine Minotaur 1  Rakete. Dabei war die namensgebende Nutzlast diesmal nicht einmal ein echter Satellit. ORS 3 (Operationally Responsive Space) bezeichnete ein experimentelles Avionik-​Paket an der letzten Stufe der Rakete. Dazu kamen mit AFSS (Autonomous Flight Safety System) und SoM/DoM, einem passiven dragNET De-​orbit Modul, weitere technologische Nutzlasten aus dem Space Test Program. Ebenfalls dem USAF STP entstammte der größte der Satelliten an Bord, STPSat 3. Konstruktiv identisch zu seinem Vorgänger STPSat 2, flogen diesmal fünf verschiedene Experimente auf diesem Satelliten: iMESA-​R (Integrated Miniaturized Electrostatic Analyzer — Reflight), J-​CORE (Joint Component Research), SSU (Strip Sensor Unit), SWATS (Small Wind and Temperature Spectrometer) und TCTE (TSI Calibration Transfer Experiment). Mit Ausnahme des letzten Experiments dienten alle anderen der Risiko-​Minimierung bei der Entwicklung von Sensoren für weitaus teurere (militärische) Satelliten. TCTE wurde hingegen von NASA und NOAA beigesteuert. Das Instrument war ursprünglich als Reserveexemplar für den SORCE Satelliten gebaut worden und sollte nun weiter Daten zur sogenannten „Globalstrahlung“ (Total Solar Irradiance) sammeln. Im Rahmen der Demonstration der Fähigkeiten des besonders flexiblen BCP-​100  Satellitenbusses von Ball Aerospace erfolgte die Fertigstellung des Satelliten innerhalb von nur 47 Tagen, wobei einzelne Experimente bewußt erst zum Schluß installiert wurden. Nach seiner auf zwei Jahre berechneten Mission sollte mit STPSat 3 noch das dragNET™ System der MMA Design LLC erprobt werden. Dieses keine 3 kg schwere System war entwickelt worden, an einer Vielzahl von Nutzlasten unkompliziert montiert zu werden und diese mittels eines entfaltbaren 14 m² „Segels“ innerhalb weniger Jahre aus dem Orbit zu entfernen. Eine 180 kg Nutzlast der ESPA Klasse (wie STPSat) sollte binnen zehn Jahren aus einem maximal 850 km hohen Orbit zum Verglühen gebracht werden. STPSat 3 war mit unter 180 kg bei weitem die schwerste aller Nutzlasten bei diesem Start. Die schiere Anzahl machte den Rekord aus. Denn insgesamt wurden neben ORS 3 neunundzwanzig Satelliten transportiert. Darunter befanden sich acht Prometheus Satelliten aus den Los Alamos National Labs. Die im ungewöhnlichen 1.5U CubeSat Format entworfenen Satelliten waren am LANL im Rahmen eines vom DoD finanzierten Technologieprogramms entwickelt und gebaut worden. Wie schon bei den vier Perseus Vorgängersatelliten wurden kaum Details zu ihrer Mission veröffentlicht. Ebenfalls die Fortführung eines CubeSat Programms war die STARE-​B (Space-​Based Telescopes for Actionable Refinement of Ephemeris) Mission. Mit diesen von den Lawrence Livermore National Laboratories entwickelten Satelliten wurde der Ansatz verfolgt, ein neues Konzept zur Beobachtung und Verfolgung von „Weltraumschrott“ zu entwickeln. Der erste Pfadfindersatellit STARE-​A litt jedoch unter Problemen bei der Ausrichtung (mittels Magnettorquern) und Kommunikation. Der zweite Satellit war mit einem empfindlicheren Sensor und Miniatur-​Reaktionsrädern ausgerüstet. Als Technologiedemonstrator für die zukünftige (verschlüsselte) taktische Kommunikation über CubeSats diente der 3U CubeSat ORSES. Der (Operationally Responsive Space Enabler Satellite) war gemeinsam vom ORS Office und SMDC (Space and Missile Defense Command) entwickelt worden. Obwohl nach dem Start kurz Kontakt zu ihm aufgebaut werden konnte, versagten seine Systeme wenig später, so daß das Missionsziel nicht erreicht werden konnte. Im Rahmen des Multi-​Mission Bus Demonstration Programms waren hingegen am JHU/APL zwei Satelliten als Technologiedemonstratoren gebaut worden. Ziel des Programms war die Entwicklung eines robusten CubeSat Modells, das dank einer modularen Bauweise rasch für unterschiedliche militärische Aufgaben adaptiert werden konnte. Die beiden ersten Satelliten flogen unter der Bezeichnung ORS Tech 1 bzw. ORS Tech 2. Auch das Space Environmental NanoSat Experiment (SENSE) bestand aus zwei 3U CubeSats. Das USAF Space and Missiles Center Development Planning Directorate (SMC/XR) verfolgte mit deren Entwicklung den Gedanken, derartige Satelliten auf ihre Tauglichkeit für militärisch-​wissenschaftliche Experimente hin zu untersuchen. Sowohl im Hinblick auf die Entwicklung als auch konkret im Einsatz. Einer der beiden SENSE Satelliten wurde mit dem Cubesat Tiny Ionospheric Photometer (CTIP) ausgerüstet. Dieses war ausgelegt, Photonen genau auf jener Wellenlänge zu beobachten, die typisch für das Zusammentreffen von O+ Ionen und Elektronen war. Der andere Satellit verfügte über die Wind Ion Neutral Composite Suite (WINCS), die ergänzende Informationen zur atmosphärischen und ionosphärischen Dichte, Temperatur und Zusammensetzung liefern sollte. Auf den Namen Ho‘oponopono 2 oder kurz H2 hatte die University of Hawaii ihren Satelliten getauft. Das mit finanzieller Unterstützung der USAF verwirklichte Projekt sah die Entwicklung einer CubeSat tauglichen C-​Band Bake zur Kalibrierung des globalen Netzes von USAF Bahnverfolgungsstationen vor. Zuletzt hatte die USAF für diese Zwecke auf den 1993 gestarteten RadCal (P92-​1) Satelliten und ein Instrument des DMSP-​5D3 F-​15  Satelliten zurückgreifen müssen. Ho‘oponopono 2 zählte zu den mindestens acht Satelliten, von denen nach dem Start nie ein Signal empfangen werden konnte. Immerhin wurde ein verbesserter Nachfolger in Angriff genommen. Ebenfalls Studenten hatten den KySat 2 CubeSat entwickelt. Primär diente er Studenten aus Kentucky als Ausbildungs– und Trainingsobjekt. Erprobt werden sollte mit dem Satelliten aber auch eine neue Vergütung von Solarzellenflächen als Schutz vor kosmischen Einflüssen. Mit Unterstützung der US Naval Academy hatten Studenten der Drexel University (Pennsylvania) ihren ersten Satelliten, DragonSat 1, realisiert. Seine beiden Aufgabenschwerpunkte lagen in der Erprobung eines experimentellen Auslegers zur Gravitationsgradienten-​Stabilisierung und einer VGA-​Kamera zur Gewinnung von Polarlichtbildern. Im Rahmen des USAF Space Test Program konnten postgraduierte Studenten der US Naval Postgraduate School ihren NPS-​SCAT CubeSat realisieren. Primär diente auch er als Ausbildungsobjekt. Nach dem Start sollten Untersuchungen zur Alterung von Solarzellen unternommen werden. Dagegen hatte der vom NASA GSFC entwickelte und von der National Science Foundation (NSF) ko-​finanzierte Firefly Satellit eine rein wissenschaftliche Mission. Ziel war die Erforschung der Zusammenhänge zwischen atmosphärischen Blitzen und den sogenannten Terrestrial Gamma Ray Flashes (TGFs). Diese seltenen Gammastrahlenemissionen waren in den 1990er Jahren vom Compton Gamma-​Ray Observatory (CGRO) entdeckt worden, bisher aber noch weitgehend unverstanden geblieben. Leider konnte Firefly zur Lösung der offenen Fragen nicht beitragen. Denn obwohl Telemetriedaten von dem Satelliten empfangen werden konnten, übertrug er keinerlei Instrumentendaten. Ein 1U CubeSat verbarg sich unter dem Namen Trailblazer 1 (SPA-​1  Trailblazer) der University of New Mexico. Bei seiner Entwicklung wurde eine neue Space Plug-​and-​play Architecture eingesetzt, die u.a. auf einem maximalen Einsatz handelsüblicher Komponenten basierte. Die proof-​of-​concept Mission wurde maßgeblich vom AFRL (Air Force Research Laboratory) finanziert. Im Orbit waren Dosimeter-​Messungen mit dem Satelliten geplant. ChargerSat 1 stammte von der University of Alabama in Huntsville. Mit diesem Satelliten wollten die Studenten eine Gravitationsgradienten-​Stabilisierung erproben, die u.a. als Voraussetzung für eine stabile Energieversorgung und Kommunikation angesehen wurden. Der Vermont Lunar Cubesat, kurz Lunar, war am Vermont Technical College entwickelt worden, wo Studenten auch an einer Mondmission auf Basis eines Triple-​CubeSats arbeiteten. Mit diesem 1U Pfadfinder sollten u.a. die GPS Enhanced Onboard Navigation System (GEONS) Software, ein GPS Empfänger und ein Miniatur-​Sternensensor erprobt werden, also die Grundlagen für die Navigation bei einem Flug zum Mond. Die primäre Mission von COPPER (Close Orbiting Propellant Plume and Elemental Recognition) von der St. Louis University bestand hingegen in der Erprobung eines kommerziell verfügbaren FLIR Tau 320 Microbolometer Arrays, das Infrarot-​Aufnahmen während und nach dem Ausstoßvorgang liefern sollte. Studenten der U.S. Military Academy West Point (USMA) hatten den 1U CubeSat Black Knight 1 realisiert. Ein passives Lageregelungs– und –dämpfungssystem sollte bei dem Satelliten gute Voraussetzungen für die Gewinnung von Erdaufnahmen schaffen. Allerdings konnte nach dem Start kein Kontakt zu ihm aufgebaut werden. Die Mission mußte als Fehlschlag abgeschrieben werden. Bei SwampSat von der University of Florida lag der Schwerpunkt der Mission in der Erprobung von CMGs (Control Moment Gyroscopes), die eine rasche Re-​Orientierung des Satelliten in der Bahn erlauben sollten. CAPE 2, das Cajun Advanced Picosat Experiment, hatten Studenten der University of Louisiana umgesetzt. Hier lag der Schwerpunkt auf Kommunikationsexperimenten mit einem sogenannten Parrot Repeater, Text to Speech Synthesizer und Digipeater. Ungewöhnlich für einen 1U CubeSat war die Ausrüstung mit vier ausklappbaren Solarzellenflächen. Der erste Satellit von High School Schülern hörte auf den Namen TJSat (Thomas Jefferson Cube Sat). Ausgehend von einem CubeSat Kit der Pumpkin Inc. und mit tatkräftiger Unterstützung der Orbital Sciences Corporation und Stensat LLC konnten die Schüler nach sieben Jahren ihr Projekt realisieren. Aus dem Orbit sollten lediglich Telemetriedaten und gespeicherte Sprach-​Synthesizer Botschaften empfangen werden. Mit PhoneSat 2.4 schließlich setzte das NASA Ames Research Center seine Tests von CubeSat Entwürfen auf Grundlage von Smartphones für die Steuerung aller Bordfunktionen fort. Im Gegensatz zu den ersten Modellen, die auf dem Nexus One Smartphone basiert hatten, kam diesmal ein Nexus S als Basis zum Einsatz. Außerdem erlaubte die nun verfügbare Zwei-​Wege S-​Band Kommunikation auch die Übertragung von Kommandos an den Satelliten.