Flugteams bereiten sich auf den Start von LISA Pathfinder vor

Der Start der Vega-Rakete ist geplant für Mittwoch, den 2. Dezember um 05:15 Uhr unserer Zeit vom Europäischen Weltraumbahnhof in Kourou aus. Der Flug in den Weltraum wird 105 Minuten dauern. LISA Pathfinder wird sich gegen 07:00 Uhr unserer Zeit von der oberen Trägerstufe der Vega-Rakete trennen. Kurz danach beginnt die Übertragung der ersten Signale zur Erde.

Eine Mission erblickt das Licht der Welt

Die Abtrennung des Satelliten von der Rakete ist für die Ingenieure des ESOC immer ein entscheidender Moment in der Frühphase des Satelliten im All. Beim Signalempfang übernehmen die Missionsteams die Kontrolle, aktivieren die Steuersysteme und leiten zahlreiche Systemprüfungen ein.

Experten aus den unterschiedlichsten Fachgebieten, unter anderem des Missionsbetriebs, Experten für Flugdynamik, für Softwaresupport und der Bodenstationen arbeiten die ersten zwölf Tage rund um die Uhr, um sicherzustellen, dass LISA Pathfinder so funktioniert, wie er soll, und um den Satelliten zu seinem endgültigen Ziel zu schicken. Die Mission führt in einem Orbit um den Lagrange-Punkt L1, einem virtuellen Punkt im Raum in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde, in Richtung Sonne.

“LISA Pathfinder ist eine komplexe Mission. Selbst wenn wir schon sicher im Weltraum angekommen sind, müssen wir in den ersten zehn Tagen eine Serie von sieben bis acht Triebwerkszündungen  durchführen, um die Sonde so sicher wie möglich durch den Strahlungsgürtel der Erde zu leiten und sie auf die korrekte Flugbahn zu bringen”, berichtet Flugdirektor Andreas Rudolph.

“Wir kommen erst im späten Januar bei L1 an. Bis dahin arbeiten die Teams mit Hochdruck, um sicherzustellen, dass die Schubstöße planmäßig erfolgen, dass die Navigation korrekt verläuft und dass alle Instrumente und Flugsysteme sicher arbeiten.” LISA Pathfinder wird die Schlüsseltechnologien für zukünftige Weltraumobservatorien zur Erkennung von Gravitationswellen testen. Die geplante Wissenschaftsmission soll 180 Tage dauern.

Live-Simulationen

Bis zum Starttag wird das mehr als 80-köpfige Missionsteam ein monatelanges Training hinter sich haben. Das umfasst auch eine Reihe von Simulationen im Hauptkontrollraum des ESOC in Darmstadt.

“Während des Jahres 2015 hat das Missionsteam viele Stunden an der ‘Konsole’ verbracht. Dabei wurde die Simulationssoftware und echte Flughardware eingesetzt, um alle Missionsstadien einzuüben”, erklärt der Spacecraft Operations Manager Ian Harrison.

“Wir haben die tägliche Routine geprobt sowie auch Notfälle, sodass jeder weiß, was er zu tun hat, wenn etwas schief geht.”

Viele der Trainings fanden ‘live’ statt, d.h. die Kontrollsysteme der Mission im ESOC wurden mit dem tatsächlichen LISA-Pathfinder-Raumfahrzeug verbunden, als die Abschlussarbeiten an der Sonde im Testcenter bei München durchgeführt wurden. Auch die wissenschaftlichen Operationsteams, die für die Instrumente verantwortlich sind, nahmen an Simulationen teil.

Signalempfang vom Raumfahrzeug

Die Mission wird anfänglich von den ESA-Bodenstationen bei Kourou in Französisch-Guayana, in Perth, Australien und Maspalomas in Spanien unterstützt. Außerdem wird auch eine Antenne der italienischen Malindi-Station in Kenia zur Verfügung gestellt.

Am Starttag ist der Empfang des ersten Signals – AOS (acquisition of signal) – der LISA Pathfinder-Sonde besonders komplex, da das Raumfahrzeug zur Kommunikation X-Band-Funksignale in einem höheren Frequenzbereich benutzt. Das bedeutet, der Strahl ist im Vergleich zu traditionellen niederfrequenteren S-Band-Funkwellen, die gewöhnlich bei Missionen im niedrigeren Erdorbit eingesetzt werden, wesentlich schmaler.

“X-Band-Wellen werden typischerweise bei Raumfahrzeugen verwendet, die sich 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernen”, sagt die Ingenieurin für Bodenoperationen, Fabienne Delhaise, “aber sie sind bei Satelliten im niedrigen Erdorbit nicht gebräuchlich, von wo LISA Pathfinder ihre Reise beginnt.“

“Das heißt, unsere Bodenstationen müssen extrem genau ausgerichtet werden und spezielle Adapter verwenden, um die Signale nach der Trennung einzufangen, wenn das Raumfahrzeug sich noch in Erdnähe befindet.”

Später, sobald sein Orbit sich in etwa 45.000 Kilometer Höhe befindet, setzen die Teammitglieder am Boden die leistungsstarken Bodenstationen der ESA in Australien, Spanien und Argentinien ein, die für den Signalempfang auf große Entfernungen konzipiert sind.

Bereit für den Start ins All

“Unsere Missionsteams sind bereit, die Bodenstationen sind bereit und die sorgfältig entwickelten Bodensysteme sind ebenfalls bereit”, sagt Paolo Ferri, Leiter des ESA-Missionsbetriebs. “Wir freuen uns schon sehr auf den Einsatz der Technologien an Bord, auf einen reibungslosen Start und natürlich auf diese fantastische Mission.”