Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Månen berger strandet kommunikasjonssatellitt

Av Øyvind Guldbrandsen

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 28. årgang, nummer 107, juli-september 1998, sidene 34-35 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

Kommunikasjonssatellitten AsiaSat 3, en modell av typen Hughes HS 601HP, ble den 25. desember 1997 skutt opp med en kommersiell variant av den russiske bæreraketten Proton. Oppskytingen gikk greit inntil rakettens fjerdetrinn av typen Blokk DM3 skulle tenne for annen gang og sende satellitten inn i en geostasjonær overføringsbane på 10 000 km x 36 000 km inklinert 12° mot ekvator. Herfra skulle satellitten bruke sitt eget drivstoff til å komme seg opp i den geostasjonære banen.

Den geostasjonære banen er sirkulær og parallell med ekvator i en høyde av 35 800 km. Men det som muligens var en sprekk i en gassturbin i trinnet forårsaket av rakettmotoren sloknet etter bare ett sekund, slik at satellitten havnet i en bane på 361 km x 35 999 km med en ekvatorvinkel på 51°. Man innså raskt at satellitten ikke hadde drivstoffreserver til selv å komme seg opp i den endelige geostasjonære banen. Hovedproblemet var banens kraftige inklinasjon (en følge av at satellitten ble skutt opp fra Bajkonur), som det krever mye energi å rette opp. Satellitten ble dermed avskrevet som totaltap, og selskapene som hadde forsikret satellitten måtte finne seg i å punge ut. Med dette hadde Proton for første gang sviktet under en kommersiell oppskyting.

I slike situasjoner overtar juridisk sett de involverte forsikringsselskapene eierskapet av satellitten, og kan dermed også drive den, i den grad det er noe poeng i det. I praksis er ikke dette noe forsikringsselskaper finner seg godt til rette med, så de var raske med å svare ja til å overføre eierskap og drift av satellitten tilbake til satellittprodusenten Hughes etter at denne foreslo å sende satellitten forbi Månen i et forsøk på å bringe den inn i en brukbar bane. Opprinnelig hadde flere mindre firmaer foreslått noe tilsvarende, men bare Hughes var villig til å påta seg kostnadene ved denne operasjonen, som man anslo ville komme på rundt én million dollar. Avtalen var at dersom satellitten til slutt kunne drives med profitt skulle dette først dekke Hughes' utgifter, mens det øvrige skulle deles mellom Hughes og de involverte forsikringsselskapene.

Planen var å bruke satellittens drivstoff til å øke apogeum (banens høyeste punkt) slik at den til slutt kom til å passere foran Månen i dennes fartsretning i bane rundt Jorden. Månens gravitasjon ville dermed vri satellittens bane på noenlunde rett kjøl igjen. Deretter skulle satellitten selv komme seg ned i geostasjonær bane.

En serie på 12 avfyringer, alle foretatt i det satellitten var i nærheten av perigeum (banepunktet nærmest Jorden) for gradvis å heve satellittens apogeum, ble innledet 10. april 1998. De første 11 ga hastighetsøkninger på 55-65 m/s hver og økte apogeum til relativt solide 321 000 km. Den siste ble foretatt 7. mai og var en 133 s lang avfyring som økte hastigheten med ytterligere 24 m/s. Satellitten, omdøpt til HGS-1 (Hughes Global Services) la så av gårde på en 5,75 døgns ferd mot Månen, som ble passert i en avstand av 6248 km den 13. mai. Passeringen reduserte baneplanets helning i forhold til Jordens ekvator fra 51° til 18°. Noen større reduksjon var ikke mulig, rett og slett fordi Månen da befant seg om lag 18° S for ekvator. I tillegg sørget Månens gravitasjon for at satellittens perigeum økte fra rundt 350 til 42 061 km.

Inspirert av denne suksessen vedtok Hughes kort tid etter å gjennomføre en ny månepassering. Da HGS-1 passerte perigeum 16. mai ble en nedbremsing på 38 m/s foretatt, hvilket gjorde at satellitten etter ytterligere ett og et halvt omløp rundt Jorden passerte Månen på nytt den 6. juni, nå i en avstand av 43 000 km. Månens gravitasjon senket baneplanets inklinasjon ytterligere, til 14°. Fra 12. til 14. juni, i det HGS-1 igjen var i nærheten av perigeum, benyttet satellitten nesten alt sitt gjenværende drivstoff til å senke hastigheten med 1,1 km/s for å gå inn i en 24 timers, nesten sirkulær bane rundt Jorden med inklinasjon på 8-9°. Fortsatt banetrimming pågikk frem til 17. juni.

I praksis innebærer den inklinerte banen at satellitten, sett fra Jordens overflate, i løpet av ett døgn vil vingle fra nord til sør til nord igjen på himmelen. Dette krever at brukerne på bakken benytter bevegelige antenner som kontinuerlig følger satellitten (i motsetning til de fleste hjemmeparaboler, som er fast montert). Mange litt større institusjoner benytter allerede satellitter i slike inklinerte baner. Grunnen til dette er i hovedsak at gravitasjonskrefter fra Månen og Solen hele tiden påvirker satellitter i høye baner, slik at drivstoff stadig vekk må benyttes for å holde en geostasjonær satellitt i riktig posisjon. Men det krever betydelig mer drifstoff å holde en satellitt på plass langs nord-sør-aksen enn langs øst-vest-aksen. HGS-1 vil fortsatt hele tiden være synlig fra fra mesteparten av den halvkulen av Jorden som er rettet mot den.

Det oppgis at månepassering nummer to reduserte nord-sør-vinglingen til HGS-1 såpass mye at en vesentlig større kundegruppe kan nås, fordifølgeantennene ikke trenger å være fullt så sofistikerte som dersom bare én månepassering var blitt gjennomført. Forbruket av drivstoff for å holde satellitten på plass i øst-vest-retningen er som nevnt minimalt, og skulle vare i minst 10 år, og forhåpentligvis ut satellittens opprinnelig tiltenkte levetid på 15 år.

Foreløpig leter Hughes etter kunder som vil betale for å utnytte satellitten til kommunikasjonsformål. Håpet er at noen vil kjøpe hele satellitten, men Hughes er også åpent for å leie ut de enkelte transponderne til separate kundegrupper.

Utnyttelse av himmellegemers gravitasjonsfelt for å spare drivstoff, eller for å muliggjøre ferder som ellers ville krevd mer drivstoff enn det er praktisk mulig å ta med seg, har vært vanlig på ubemannede, interplanetariske ferder i 25 år (Mariner 10, Voyager, Galileo etc.). Med bergingsoperasjonen for AsiaSat 3/HGS-1 har Hughes for første gang i praksis vist at det er mulig, etter tilsvarende prinsipper, å benytte Månen som et slags ekstra rakettrinn når det gjelder å plassere satellitter i riktig bane rundt Jorden. Flere observatører regner med at man i nærmeste fremtid allerede i utgangspunktet kommer til å planlegge bruk av Månen til slike formål. Gevinsten er at en gitt bærerakett dermed kan ta med seg mer nyttelast, eller at en gitt nyttelast kan benytte en mindre og rimeligere bærerakett.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

HGS-1 gjennomførte til slutt to månepasseringer. Illustrasjonen viser denne banen etter den 12. og siste av de innledende avfyringene, som sendte satellitten inn i en bane mot Månen. Til slutt bremset satellitten selv ned og gikk inn i en tilnærmet geostasjonær bane.

For første gang i historien har man benyttet Månens gravitasjonsfelt til å berge en satellitt som man først hadde avskrevet som tapt etter en mislykket oppskyting som strandet satellitten i feil bane. Illustrasjonen viser HGS-1 (skutt opp under navnet AsiaSat 3) i det den passerer Månen for første gang den 13. mai 1998. Solcellepanelene er fortsatt sammenfoldet, men en del av hvert panel vender utover og genererer nok energi til å holde satellitten i drift. HS-601-modellens fleksible design har mye av æren for at satellitten kunne sendes ut på en ferd som slett ikke var planlagt før oppskytingen.

 
Forrige artikkel | Neste artikkel | Alle NOR 1998 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.