Artemis (Satellit)

Artemis
Startdatum	12. Juli 2001, 23:58 UTC
Trägerrakete	Ariane 5G V142
Startplatz	ELA-3 (Kourou)
COSPAR‑ID	2001-029A
Startmasse	3100 kg, davon 40 kg Xenon
Leermasse	1560 kg, davon 550 kg Nutzlast
Spannweite in Umlaufbahn	25 m
Lebensdauer	10 Jahre (nominell)
Stabilisation	Trägheitsrad
Betreiber	ESA
Sonstiges
Elektrische Leistung	2,8 kW
Stromspeicher	NiH2, 60 Ah, 42,5 V
Bodenstationen	Redu Space Services
Position
Aktuelle Position	21,5° Ost
Liste geostationärer Satelliten

Artemis ist ein europäisch-japanischer geostationärer Kommunikationssatellit, den die Europäische Weltraumorganisation (ESA) betreibt. Artemis steht für Advanced Relay and TEchnology MISsion (etwa: hochentwickelte Relais- und Technologie-Mission). Besonderheiten waren experimentelle optische Datenlinks (Laser Communication Terminal), zwei Arten neuartiger Ionentriebwerke und eine flexible Betriebssoftware. Regelmäßig bauen Artemis und der französische Aufklärungssatellit Spot-4 eine Laser-Datenverbindung auf (SILEX). Ebenso waren die Tests mit dem japanischen Forschungssatelliten Kirari erfolgreich. Eine optische Datenübermittlung zu Flugzeugen (LOLA), Drohnen und zu Bodenstationen wurden erprobt. Zu seinen operativen Aufgaben gehört die Kommunikation mit Envisat und Versorgungsfahrzeugen wie ATV-4 sowie die Ausstrahlung der GPS-Korrektursignale von EGNOS.

Der Satellit hatte ein Startgewicht von 3100 Kilogramm. Seine elektrische Nutzleistung liegt bei 2,8 Kilowatt. Er startete am 12. Juli 2001 zusammen mit dem japanischen Kommunikationssatelliten BSAT 2b an Bord einer Ariane 5G.

Rettung mit Ionentriebwerken

Die Trägerrakete sollte die Satelliten in eine geostationäre Transferbahn bringen, erreichte aber ihre volle Leistung nicht, sodass das Apogäum in nur 17.000 statt 36.000 km Höhe lag. BSAT 2b war verloren, Artemis konnte aber gerettet werden. Der Apogäumsmotor des Satelliten war eigentlich dafür vorgesehen, auch das Perigäum auf 36.000 km Höhe anzuheben. Dafür und für den Einsatz der Lageregelung hatte Artemis 1500 kg Treibstoff und Oxidator an Bord, wovon nun 95 % eingesetzt wurden, um wenigstens eine Kreisbahn in 31.000 km Höhe zu erreichen. In dieser Parkbahn, außerhalb des gefährlichen Van-Allen-Gürtels, wurde die Lageregelung von Artemis so umprogrammiert, dass ein Paar der Ionentriebwerke den Satelliten in den geostationären Orbit bringen konnten. Der spiralförmige Aufstieg um etwa 20 km pro Tag dauerte von Februar bis November 2002. Seine endgültige Position auf 21,5° Ost021.5 erreichte Artemis im März 2003.

Ionentriebwerke

Artemis sollte zwei neue Ionentriebwerke testen: Eine deutsche Entwicklung einer elektrodenlosen durch angelegte Spulen angeregte Radiofrequenz-Entladung mit 15 mN Schub, sowie ein englisches Produkt mit {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)(Kaufmann?)-Quelle und 18 mN Schub. Zum Vergleich: Artemis hat 16 chemische Lageregelungstriebwerke mit je 10 N Schub. Von beiden Arten Ionentriebwerk wurden je zwei eingesetzt, in gemischten Paaren an der Nord- und Südseite des Satelliten montiert. Ihre Aufgabe sollte die Korrektur von Bahnstörungen im geostationären Orbit sein (nur Inklination). Die elektrische Leistung eines Paares beträgt 600 W. Als Stützmasse kommt Xenon zum Einsatz. Der gemeinsame Vorrat betrug nur 40 kg. Damit diese Menge für die Rettung des Satelliten und seinen bevorstehenden Transfer zum Friedhof ausreicht, wurden die Triebwerke mit maximaler Beschleunigungsspannung betrieben: Austrittsgeschwindigkeit 40 km/s statt nominell 30 km/s.

Nadir von Artemis

Um Xenon zu sparen, wird die Nord-Süd-Drift nicht kompensiert. Die geographische Länge von 21,5° Ost wird mittels chemischer Steuerdüsen annähernd eingehalten. Zurzeit beträgt die Inklination ca. 10°,^[1] sodass der Satellit nicht mehr ortsfest über dem Äquator steht, sondern eine schmale Analemma-Bahnkurve am Himmel beschreibt (siehe nebenstehende Abbildung).

Nutzlast

Artemis kommuniziert auf folgenden Bändern:

• L-Band (1,6 GHz senden an/ empfangen von Bodenstation)
  • Senden: 15 Kanäle
  • Empfangen: 6 Kanäle
  • Insgesamt 400 Sprachkanäle mit jeweils 4,8 kbits/sec
• S-Band (2 GHz / 2,2 GHz senden an/empfangen von Bodenstation)
  • Senden: 3 Mbps
  • Empfangen: 1 Mbps
• S-Band (2 GHz / 2,2 GHz senden an/empfangen von Satelliten)
  • Senden: 1 Mbps
  • Empfangen: 3 Mbps
• Ka-Band (26 GHz / 23 GHz senden an/empfangen von Bodenstation)
  • Senden: bis 150 Mbps
  • Empfangen: 10 Mbps
• Ka-Band (23 GHz / 26 GHz senden an/empfangen von Satelliten)
  • Senden: 10 Mbps
  • Empfangen: bis 3 × 150 Mbps
• Im optischen Bereich (820 nm / 848 nm senden an/empfangen von Satelliten)
  • Senden: 2 Mbps
  • Empfangen: 50 Mbps

Damit ist folgende Datenrate von einem Satelliten über Artemis an eine Bodenstation möglich:

Satellit → (optisch, 50 Mbps; Ka, 150 Mbps; S, 3 Mps) → Artemis → (Ka, 150 Mps) Bodenstation

Einzelnachweise

Weblinks

• ESA: Artemis starts its journey to final orbit
• ESA eoPortal: ARTEMIS (Advanced Relay and Technology Mission Satellite) (englisch)
• ARTEMIS Announcement of Opportunity (zu verschenken)