SS Sally Ride Cygnus kommt mit NG auf der ISS an

Northrop Grumman startete am Montag, den 13. November, um 5:32:42 Uhr EST (10:23:423 UTC) die vorletzte Antares 230+-Rakete von Wallops Island, Virginia, für die NG-18-Mission zur Internationalen Raumstation (ISS). . 7

Obwohl sich eine seiner Solaranlagen nicht vollständig entfalten konnte, erreichte das Frachtfahrzeug zwei Tage später erfolgreich die ISS und legte dort an.

Während sich Northrop Grumman noch nicht zu dem interessanten Ereignis während des Starts geäußert hat, das sich auf eine große Lagekorrektur bei der Startphase und beim Übergang in die Oberstufe bezieht, bestätigte NG, dass eine der beiden Solaranlagen des Fahrzeugs nicht vollständig entfaltet werden konnte.

„Das Frachtraumschiff Northrop Grumman Cygnus hat eine seiner beiden Solaranlagen erfolgreich eingesetzt und auf dem Weg zur Internationalen Raumstation vier Rendezvous-Brennvorgänge durchgeführt. Um sich weiterhin auf die Ankunft der Raumsonde auf der Station konzentrieren zu können, beschlossen Northrop Grumman und die NASA, die zweite Solaranlage nicht einzusetzen, nachdem erste Versuche, sie einzusetzen, erfolglos waren.

Der erste gute Blick auf NG-18 Cygnus mit einem seiner nicht eingesetzten Arrays. pic.twitter.com/uUl9SQOFUl

— Chris Bergin – NSF (@NASASpaceflight) 9. November 2022

„Das Cygnus-Team sammelt Informationen darüber, warum das zweite Array nicht wie geplant bereitgestellt wurde. Cygnus verfügt über ausreichend Energie, um sich am Mittwoch, dem 9. November, mit der Raumstation zu treffen. Northrop Grumman arbeitet eng mit der NASA zusammen, um die Raumsonde vor der morgigen geplanten Ankunft, Erfassung und Installation auf der Raumstation zu überwachen und zu bewerten.

„Missionsteams planen außerdem zusätzliche Inspektionen des Frachtraumfahrzeugs während des Anflugs und nach der Erfassung.“

Antares beförderte ein Enhanced Cygnus-Raumschiff mit dem Namen SS Sally Ride in die Umlaufbahn, um die Besatzung der Expedition 68 mit Nachschub zu versorgen. Cygnus bringt Besatzungsvorräte, neue wissenschaftliche Experimente und andere Nutzlasten, darunter ein neues Nanoracks-Modul, zur Station, bevor es am Ende seiner Mission als Entsorgungsschiff für verschmutzte Kleidung, gebrauchte Experimente sowie allgemeinen Arbeits- und lebenden Müll dient.

Insgesamt, so Northrop Grumman in einem Interview mit NASASpaceflight, „wird es eine ziemlich normale Mission sein.“ Es gibt eine umfassende wissenschaftliche Ergänzung“, sagte Steve Krein, Vizepräsident für zivile und kommerzielle Räume bei Northrop Grumman.

Dahinter steckte jedoch eine Steigerung der Nutzlastmasse, die Northrop Grumman bei dieser Mission bewirken konnte.

„So konnten wir unsere Modellierung des Antriebs sowohl auf Stufe eins als auch auf Stufe zwei verfeinern und einen Teil des Konservatismus in unseren Modellen beseitigen“, sagte Kurt Eberly, Direktor für Weltraumstartprogramme bei Northrop Grumman. „Wir haben zusätzliche 70 Kilogramm angeboten, also haben wir 8.050 Kilogramm für NG-12 bis 17 eingeführt. Und für NG-18 und 19 haben wir das auf 8.120 Kilogramm erhöht.“

Diese Gesamtmasse umfasst die Nassmasse von Cygnus, nachdem er mit den notwendigen Treibstoffen für Manöver im Orbit beladen wurde.

NG-18 war der erste von acht zusätzlichen Frachtflügen, die die NASA bei Northrop Grumman bestellt hatte, um den bereits bestehenden Commercial Resupply Services 2 (CRS2)-Vertrag von Cygnus zu verlängern. Insgesamt bestellte die NASA im Jahr 2020 zwei zusätzliche Flüge, darunter NG-18 und NG-19, und im März 2022 sechs weitere.

Die Cygnus-Raumsonde für diese Mission ist nach der Astronautin Sally Ride benannt, die die erste Amerikanerin im Weltraum war. Ride flog an Bord von zwei Space-Shuttle-Missionen an Bord der Challenger: STS-7 und STS-41G. Ride war nach der Challenger-Katastrophe 1986 auch Mitglied der Rogers-Kommission.

Ride starb 2012 an Bauchspeicheldrüsenkrebs.

„Wir hissen tatsächlich eine Flagge, eine amerikanische Flagge, unterzeichnet von den Schülern und Mitarbeitern der Sally Ride Elementary School in Los Angeles, Kalifornien. Deshalb sind wir sehr stolz darauf, dies tun zu können und ihr Vermächtnis zu würdigen“, sagte Krein.

Kampagne starten

Die erste Stufe der Antares-Rakete wurde in der Ukraine entworfen und gebaut. Die Bühne wurde von KB Yuzhnoye entworfen und ist von der inzwischen ausgemusterten Zenit-Rakete abgeleitet. Die Bühne wurde dann von Yuzhmash in Dnipro, Ukraine, gebaut.

Der NG-18-Missionspatch. (Bildnachweis: Northrop Grumman)

Die Trägerrakete nutzt zwei Energomash RD-181-Motoren, die in Russland gebaut wurden. Die Triebwerke werden jeweils mit RP-1-Kerosin und flüssigem Sauerstoff (LOX) betrieben und verfügen über eine unabhängige Schubvektorsteuerung.

Die RD-181-Triebwerke ersetzten die Aerojet Rocketdyne AJ-26-Triebwerke, bei denen es sich um umgerüstete Versionen der sowjetischen NK-33-Triebwerke handelte, die vom Kuznetsov Design Bureau gebaut wurden. Die AJ-26-Triebwerke wurden auf den ersten vier Flügen von Antares eingesetzt.

Sowohl die RD-181-Triebwerke als auch die erste Stufe von Antares wurden im vierten Quartal 2021 an Northrop Grumman in Wallops geliefert. Die Hardware für die NG-18- und -19-Missionen wurde von der russischen Invasion in der Ukraine nicht beeinträchtigt.

Das Raumschiff Cygnus selbst besteht aus zwei Segmenten: dem Servicemodul, das den Antrieb und die beiden Solaranlagen umfasst, und dem Druckfrachtmodul. Das Druckfrachtmodul wurde von Thales Alenia Space in Italien gebaut, während das Servicemodul von Northrop Grumman gebaut wurde.

Nachdem Cygnus in Wallops angekommen war, wurden beide Segmente zusammengefügt, wodurch das Raumschiff als Ganzes entstand. Danach wurde das Raumschiff zu einer anderen Anlage auf Wallops Island transportiert, wo es mit Hydrazin- und Stickstofftetroxid-Treibmitteln beladen wurde. Anschließend wurde es zurück zur Horizontal Integration Facility (HIF) transportiert.

Das Raumschiff wurde dann in die horizontale Position gedreht, was es dem Personal ermöglichte, eine erste Frachtladung durchzuführen. Cygnus wurde dann in die zweite Stufe Castor 30XL integriert. Es folgte eine weitere Ladung Ladung vor der Verkleidungseinkapselung.

Die Antares 230+-Rakete rollt am 2. November aus dem HIF für die 1,7 km lange Reise zum Pad-0A. (Quelle: NASA)

Am 2. November wurde die Rakete Antares 230+ vom HIF aus gestartet und 1,7 km (1,1 Meilen) südlich zum Pad-0A transportiert. Am Startplatz angekommen, rollte das Fahrzeug die Rampe hinauf und wurde in die Startrampe integriert.

„Wir bringen [Antares] die Rampe hinauf zur Startrampe, verbinden das Heck mit einigen hydraulischen Kolben, die in einer Grube auf der Startrampe vergraben sind, und drücken dann in die Vertikale“, sagte Eberly.

Am folgenden Tag führten die Teams einen kombinierten Systemtest durch, bei dem die Schnittstellen zwischen dem Fahrzeug, der Startrampe und der NASA-Reichweite überprüft wurden.

Später an diesem Tag wurde Antares in die horizontale Position abgesenkt und ein mobiler Reinraum wurde dann über die Nase der Rakete bewegt, was es den Teams ermöglichte, 24 Stunden vor dem Start Spätladevorgänge durchzuführen.

„Wir haben diese einzigartige Funktion entwickelt, die wir „Pop-Top“-Verkleidung nennen und bei der wir den Nasenkegel der Verkleidung entfernen können. Und dadurch wird die Luke von Cygnus durch die Öffnung der Verkleidung freigelegt. Und dann bauen wir tatsächlich einige Arbeitsplattformen auf der Oberfläche der Verkleidung ein und dann können wir die Cygnus-Frachtführer dort hineinkriechen lassen“, sagte Eberly.

Sobald das Spätladen abgeschlossen war, wurde die „Pop-Top“-Verkleidung wieder angebracht und das Fahrzeug für den Start wieder in die Vertikale gedreht.

Der Countdown für den Start am 6. November begann um 05:50 UTC oder 1:50 Uhr EDT – 10 Minuten vor der Ortszeitumstellung in Wallops auf Eastern Standard Time (EST), wodurch die lokale Uhr auf 1:00 Uhr EST zurückgesetzt wurde Daher gab das Startteam die vollen fünf Stunden, die für einen Antares-Countdown erforderlich waren.

Der Countdown für den Start begann fünf Stunden vor dem geplanten Start.

Reise zur ISS

Bei T0 hob die Antares-Rakete von Pad-0A ab. Die RD-181-Triebwerke der ersten Stufe brannten etwa drei Minuten und 18 Sekunden lang.

Cygnus wird von Canadarm2 während der NG-17-Mission im Februar 2022 gefangen. (Quelle: NASA)

Anschließend entzündete sich der einzelne Castor 30XL und brannte mehrere Minuten lang. Die zweite Stufe war ein von Northrop Grumman entwickelter Feststoffraketenmotor. Nach dem Ausbrennen trennte sich die Raumsonde Cygnus in eine niedrige Erdumlaufbahn von etwa 162 x 311 km, die etwa neun Minuten nach dem Start erfolgte.

„Nach der Trennung führen wir mithilfe unseres Lagekontrollsystems ein paar Manöver mit der Oberstufe durch, um sicherzustellen, dass es nicht zu einem erneuten Kontakt zwischen uns und Cygnus kommt“, sagte Eberly. „Also machen wir eine Art Crab-Walk-Manöver, um uns zurückzuziehen und sicherzustellen, dass eine gute Trennung zwischen uns und Cygnus besteht.“

Nach der Trennung wird Cygnus regelmäßige Verbrennungen durchführen, um ein rechtzeitiges Rendezvous mit der ISS zu ermöglichen. Die beiden Solaranlagen beginnen etwa zwei Stunden nach dem Start mit dem Einsatz. Später stellte sich jedoch heraus, dass nur eines der Arrays vollständig bereitgestellt war.

Cygnus erreichte die ISS zwei Tage nach dem Start. NASA-Astronautin Nicole Mann fängt das Raumschiff mit Canadarm2 ein, um es dann in einem der Häfen im US-Segment der Raumstation anzulegen.

Die Raumsonde soll bis Januar 2023 auf der ISS bleiben.

Antares 330 Entwicklung

Nach dem Start von NG-18 wird der endgültige Start der Antares 230+ im Frühjahr 2023 mit der NG-19-Mission erfolgen. Dies geschieht, während Northrop Grumman auf die russische Invasion in der Ukraine reagiert, indem er zusammen mit Firefly Aerospace eine neue Version von Antares entwickelt.

Nach NG-19 werden in der Zwischenzeit drei Cygnus-Missionen, NG-20, -21 und -22, mit der Falcon 9-Rakete von SpaceX starten, während Firefly und Northrop Grumman die Entwicklung der Antares 330 fortsetzen.

„Wir wollen diese CRS-Missionen so schnell wie möglich wieder fliegen. Die erste Stufe ist also nur die erste Stufe, die natürlich gerade hart genug ist, aber die Antares 330 wird über die von Firefly bereitgestellte erste Stufe verfügen, gekoppelt mit dem vorhandenen oberen Stapel. Wir sind daher der Meinung, dass dies nur den Spielraum für Firefly minimiert und die Entwicklung minimiert, damit wir wieder CRS-Missionen von Virginia aus fliegen können“, sagte Eberly.

Ein Rendering der Antares 330. (Quelle: Northrop Grumman)

Die Antares 330 wird aus der gleichen Castor 30XL-Oberstufe bestehen, die derzeit bei Antares zum Einsatz kommt, die erste Stufe wird jedoch von Firefly Aerospace entwickelt und wird ihrer ebenfalls in Entwicklung befindlichen Medium Launch Vehicle (MLV)-Rakete ähneln. Die erste Stufe wird von sieben Miranda-Motoren angetrieben.

„Wir arbeiten sehr hart mit Firefly an der Entwicklung der ersten Stufe, die die Basis für die Antares 330 bilden wird. Und die Mitarbeiter, die wir hier bei Wallops haben, wollen wir alle behalten. Deshalb lassen wir sie und unsere Mitarbeiter in Dulles, Virginia, und Chandler, Arizona, dabei helfen, uns bei der Entwicklung dieser neuen Phase zu unterstützen“, sagte Eberly.

Außerdem müssen Änderungen an der bestehenden Infrastruktur auf Wallops Island vorgenommen werden.

„Wir müssen die Bodenunterstützungsausrüstung im HIF anpassen, wir müssen die Trägerrakete für den Transporter größer machen und dann arbeiten wir auch mit Virginia Space zusammen, um die Modifikationen der Plattform auszuarbeiten, die wir benötigen werden für diese neue Konfiguration der Rakete“, sagte Eberly.

„Es wird deutlich mehr Schub haben, kann einen etwas größeren Durchmesser haben, es wird länger sein. All diese Dinge werden also dazu führen, dass wir die Startrampe um mehr Kapazitäten erweitern müssen. Und das ist auch in Arbeit.“

Die Antares 330 wird auch einige neue Modifikationen ermöglichen, um auch die Raumsonde Cygnus aufzurüsten.

„Auf Cygnus-Seite haben wir den Auftrag für die nächsten sechs Missionen gewonnen. Und eine dieser Ergänzungen ist das, was wir eine Mission-B-Konfiguration nennen und die, wenn man so will, tatsächlich einen zusätzlichen Ring zum Druckeindämmungsmodul hat. Die künftige Konfiguration der Mission B wird es uns ermöglichen, tatsächlich 5.000 Kilogramm [Fracht-]Masse zu fliegen“, sagte Krein.

Zusammen mit der Antares 330 entwickeln Northrop Grumman und Firefly Aerospace eine neue Trägerrakete, die vollständig im Inland gebaut wird und für die NASA, kommerzielle und nationale Sicherheitsmärkte erhältlich sein wird.

„Wir werden dann dieselbe erste Stufe für die Antares 330 verwenden und dann mit Firefly eine neue flüssige Zweitstufe mit einer größeren Verkleidung entwickeln“, sagte Eberly.

„Wir nennen es die mittlere Einführung und werden intern mit unseren Mitarbeitern hier einen Namenswettbewerb durchführen ... sowohl uns als auch Firefly. Wir werden sehen, wer gewinnt. Aber diese Fähigkeit soll Ende 2025 auf den Markt kommen. Wir glauben, dass das wirklich ein starker Konkurrent sein wird.“

(Hauptbild: Eine Antares 230+ hebt von Pad-0A in Wallops ab. Bildnachweis: NASA/Joel Kowsky | Bildnachweis: (NASA/Joel Kowsky))