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Die Ladung im Flug abwerfen

Eine Trägerrakete hält nicht an, um in aller Ruhe ihre Fracht abzuladen. Sie ist mehr ein Katapult als ein Transportmittel.  Tatsächlich stattet sie ihre Nutzlast gleichzeitig mit potentieller Energie (der Höhe) und kinetischer Energie (Geschwindigkeit und Ausrichtung) aus. Diese beiden Energien zusammen sorgen dafür, dass der Satellit seine Umlaufbahn erreichen kann. Die Trägerrakete setzt den Satelliten am so genannten „Einschusspunkt“ ab. Daher muss die Trägerrakete die Flugbahn mit äußerster Genauigkeit berechnen.

Trägerraketen – Riesen mit Fingerspitzengefühl

Nehmen wir an, ein geostationärer Satellit wird von seiner Trägerrakete mit einer Geschwindigkeit abgeschossen, die 1% geringer ist als vorgesehen. Das entspricht bei einer Geschwindigkeit von 10.000 Metern pro Sekunde einer Abweichung von 100 Metern pro Sekunde. Der Satellit kann also nicht in seiner Umlaufbahn bleiben und wie vorgesehen um die Erde herum fallen. Er muss diese Abweichung mit seinen eigenen Treibstoffreserven ausgleichen. Die sind aber eigentlich nur dazu da, kleine Störungen der Umlaufbahn zu korrigieren, und müssen für seine gesamte Lebensdauer reichen. Wenn er aufgrund des „Fehlers“ der Trägerrakete einen Teil seiner Reserven vorzeitig verbraucht, kostet ihn das zwei Jahre Lebensdauer. Für diejenigen, die den Satelliten bezahlen müssen, natürlich völlig inakzeptabel!

Pfeil und Zielscheibe

Man kann die Trägerrakete mit einem Pfeil vergleichen, und der Einschusspunkt ist das Ziel, das er erreichen soll. Es ist aber nicht wie beim Bogenschießen. Die Trägerrakete muss zunächst eine vertikale Flugbahn erreichen, um an Höhe zu gewinnen. Danach führt sie eine langsam stärker werdende Schaukelbewegung aus, damit der „einzuschießende“ Satellit die nötige Geschwindigkeit erreicht. Und dabei muss sie auch noch die Zündung der aufeinanderfolgenden Stufen und der Haube, die den Satelliten abdeckt, einplanen: gar nicht so einfach! Deshalb wird die ideale Flugbahn schon vor dem Start berechnet. Sie wird als „nominale“ Flugbahn bezeichnet. Aber da die Realität manchmal von den Berechnungen abweicht, kann die Trägerrakete selbst auch Berechnungen durchführen, um ihre optimale Flugbahn ständig neu zu bestimmen. Und das alles, damit der Satellit länger lebt!