Twee satellieten voor een ooit geclassificeerd Amerikaans militair programma om andere ruimtevaartuigen in een baan om de aarde te volgen en te inspecteren - een missie die de topgeneraal van de Space Force gelijkstelt aan een "buurtwacht" - zijn vrijdag vanaf Cape Canaveral gelanceerd bovenop een Atlas 5-raket van de United Launch Alliance .
Gebonden voor een baan duizenden mijlen boven de aarde, reden de satellieten zij aan zij in het laadcompartiment van de Atlas 5-raket voor de klim naar de ruimte. De twee satellieten zijn het vijfde en zesde ruimtevaartuig dat deelneemt aan het Geosynchronous Space Situational Awareness Program van de Space Force.
De GSSAP-satellieten liggen op de loer in de buurt van de ring van geosynchrone satellieten die rond de aarde vliegen met dezelfde snelheid als de rotatie van de planeet, waardoor het vaartuig boven een vaste geografische locatie op een hoogte van meer dan 22,000 mijl (bijna 36,000 kilometer) kan blijven. Commerciële bedrijven en defensie-instanties gebruiken de baan voor communicatie, raketwaarschuwings- en signaleninlichtingenmissies.
Niet alleen kunnen de bewakingsplatforms de Space Force helpen om objecten in een geosynchrone baan te volgen - een vermogen dat nodig is om het verkeer te beheren en botsingen te voorkomen - het GSSAP-ruimtevaartuig kan zijn banen aanpassen om andere satellieten te benaderen en te fotograferen met behulp van scherpe optische camera's.
Het vermogen van de GSSAP-satellieten om rond andere ruimtevaartuigen te manoeuvreren, geeft militaire functionarissen gegevens over de locatie, de baan en de grootte van andere objecten in een geosynchrone baan, volgens de Space Force, "waardoor karakterisering mogelijk wordt voor het oplossen van anomalie en verbeterde bewaking, terwijl de vliegveiligheid behouden blijft."
"Gegevens van GSSAP dragen op unieke wijze bij aan tijdige en nauwkeurige orbitale voorspellingen, vergroten onze kennis van de geosynchrone baanomgeving en maken het verder mogelijk om de veiligheid van ruimtevluchten te verbeteren door het vermijden van satellietbotsingen", schreven functionarissen in de officiële GSSAP-factsheet van de Space Force.
De nieuwe GSSAP-satellieten die vrijdag zijn gelanceerd, voegen zich bij vier andere die in 4 en 2014 door Delta 2016-raketten in een baan om de aarde zijn gebracht.
Het lanceerteam van ULA op Cape Canaveral laadde de 196 voet hoge (59.7 meter) Atlas 5-raket met vloeibare drijfgassen tijdens een probleemloze aftelprocedure op vrijdag, met als hoogtepunt het opstarten van de in Rusland gemaakte RD-180-motor van de eerste trap en de ontsteking van een enkele strap-on booster op vaste brandstof om 2 uur EST (1900 GMT).
Lancering van de Atlas 5-raket met twee satellieten om zich aan te sluiten bij de vloot van surveillancesatellieten van de US Space Force die objecten in een geostationaire baan volgen. https://t.co/YkxrNrSD8F pic.twitter.com/2X0XfOPUfo
- Spaceflight Now (@SpaceflightNow) 21 januari 2022
De twee krachtcentrales produceerden samen ongeveer 1.2 miljoen pond stuwkracht, vijf keer de stuwkracht van een Boeing 747 jumbojet bij volgas, om de Atlas 5-raket door een dunne bewolkte wolkenlaag te stuwen en naar het oosten van Cape Canaveral naar beneden te stuwen.
Twee minuten na de lancering wierp de Atlas 5 zijn enkele door Northrop Grumman gebouwde strap-on booster af. Drie-en-een-halve minuut in de missie, de kuip van de Atlas 5 werd overboord gegooid om de twee US Space Force-satellieten van de missie te onthullen nadat ze boven de atmosfeer waren geklommen.
De motor van de eerste trap van de RD-180 stopte bijna vier en een halve minuut na de lancering, en de bronskleurige boostertrap voor eenmalig gebruik scheidde en viel in de Atlantische Oceaan. Een bovenste trap van de Centaur, aangedreven door een Aerojet Rocketdyne RL10C-1-motor, veroorzaakte een brandwond die meer dan acht minuten duurde om de vereiste snelheid te bereiken om in een baan rond de aarde te komen.
De Centaur-podium vuurde nog twee keer - op T+plus 1 uur, 9 minuten en op T+plus 6 uur, 30 minuten - om de GSSAP-satellieten in hun beoogde plaatsingsbaan te manoeuvreren op een hoogte van 22,440 kilometer boven de de evenaar.
De satellieten scheidden zich één voor één van de bovenste trap van de Centaur en ULA bevestigde de laatste scheiding van het ruimtevaartuig om 8:45 uur EST vrijdag (0145 GMT zaterdag).
Van de GSSAP-satellieten, gebouwd door Northrop Grumman, werd verwacht dat ze hun zonnepanelen snel zouden openen nadat ze waren gescheiden van de bovenste trap van de Centaur. De missie van vrijdag, officieel USSF 8 genoemd, was de eerste lancering door ULA dit jaar en de 91e vlucht van een Atlas 5-raket sinds de inaugurele lancering in augustus 2002.
"ULA blijft nationale veiligheidsmiddelen lanceren in zeer complexe banen", zegt Gary Wentz, ULA's vice-president van de overheid en commerciële programma's. "De USSF 8-missie werd met succes afgeleverd in een bijna-geosynchrone baan na een missie van bijna 7 uur."
Het GSSAP-programma, dat tot 2014 geclassificeerd was, produceert gegevens die militaire en andere overheidssatellieten helpen "vrij en veilig te navigeren" in een geosynchrone baan, volgens het Space Systems Command van de Space Force.
"De eerste vier GSSAP-satellieten hebben opmerkelijk goed gepresteerd", zegt luitenant-generaal Stephen Whiting, commandant van Space Operations Command. "Deze volgende twee satellieten zullen die mogelijkheid vergroten en ons in staat stellen om de dingen die in de geosynchrone baan plaatsvinden vollediger te begrijpen. Het is een sleutelstuk in de puzzel voor bewustzijn van het ruimtedomein."
De nieuwe GSSAP-satellieten worden sensoren in het Space Surveillance Network van de Space Force, dat meer dan 27,000 satellieten, vervallen raketten en andere stukken ruimteafval die rond de aarde cirkelen volgt.
"Zoals ik het beschrijf is een buurtwachtfunctie", zei generaal John "Jay' Raymond, de chef van ruimteoperaties en de hoogste officier bij de Space Force. "Het stelt ons in staat om beter te begrijpen wat er in het domein gebeurt, vooral in een echt kritieke baan zoals een geosynchrone baan."
Vóór de oprichting van de Space Force stuurde de luchtmacht in 2016 een van de GSSAP-satellieten om een kreupele communicatiesatelliet van de Amerikaanse marine te hulp te komen. klim in zijn baars in een geosynchrone baan.
De GSSAP-satelliet veranderde van koers om beelden van het MUOS 5-ruimtevaartuig vast te leggen om ingenieurs inzicht te geven in zijn status en toestand, zei de luchtmacht destijds.
"Historisch gezien is de manier waarop we het domein hebben gesurveilleerd of ons ervan bewust waren dat we observaties van radars of optische mogelijkheden hebben gedaan, en we hebben een adres in de ruimte bedacht, als je wilt, van objecten", zei Raymond dinsdag in een virtuele discussie georganiseerd door het Mitchell Institute.
Het catalogiseren van satellieten en ruimteschroot is al tientallen jaren het belangrijkste doel van de ruimtegerelateerde inspanningen van het leger. Maar met landen als China en Rusland die steeds geavanceerdere militaire ruimtevaartuigen gebruiken, inclusief antisatellietmogelijkheden, heeft de Space Force de GSSAP-satellieten nodig om een nieuwe dimensie toe te voegen aan het volgen van objecten in een baan om de aarde.
“We waren bezorgd om ervoor te zorgen dat twee dingen niet botsen, dat we dat domein voor iedereen veilig kunnen houden, wat van cruciaal belang is. Maar het is niet voldoende', zei Raymond. “Als je je in een oorlogsgebied begeeft, moet je meer kennis hebben dan alleen waar iets is. Je moet inzicht hebben in wat die mogelijkheden zijn, en deze mogelijkheid voor buurtbewaking heeft ons een vollediger beeld gegeven van wat er in de ruimte is, met name in het geosynchrone domein.”
De vijfde en zes satellieten zullen "extra capaciteit" bieden voor het GSSAP-netwerk om het grote volume in de geosynchrone gordel beter te dekken, zei Raymond in antwoord op vragen van Spaceflight Now.
De raket die werd gebruikt om de vijfde en zesde GSSAP-satellieten te lanceren, debuteerde met een nieuwe configuratie van ULA's werkpaard Atlas 5. De variant combineerde een enkele booster op vaste brandstof met een laadstroomkuip met een diameter van 5.4 meter, geleverd door RUAG Space, en een enkele RL17.7-motor op de bovenste trap van de Centaur.
Deze versie van de Atlas 5 staat bekend als de "511" -configuratie, waarbij het eerste cijfer de grootte van de kuip van de lading aangeeft, het tweede cijfer het aantal solide raketboosters en het derde cijfer het aantal motoren op de Centaur-trap .
De plaatsing van slechts één strap-on booster aan de zijkant van de eerste trap van de Atlas 5 zal de raket asymmetrische stuwkracht geven wanneer deze van de pad klimt. Atlas 5-missies hebben eerder met een enkele solide raketbooster gevlogen, maar die vluchten gebruikten de kleinere 4 meter brede payload-kuipoptie.
De Atlas 5-511-raket zal opstijgen met 1.2 miljoen pond stuwkracht van de enkele op vaste brandstof werkende booster en de op kerosine aangedreven RD-180-hoofdmotor van de eerste trap. Volgens ULA kan de Atlas 5-511 tot 11,570 pond (5,250 kilogram) vervoeren naar een elliptische geostationaire baan om de aarde. Zijn capaciteit in een lage baan om de aarde is ongeveer 24,250 pond (11,000 kilogram), volgens ULA-prestatiegegevens.
Tory Bruno, de CEO van ULA, noemt de "511" -versie van de Atlas 5 de "Big Slider" omdat de asymmetrische stuwkracht ervoor zorgt dat de raket "van de pad glijdt".
De lancering op vrijdag was de enige geplande vlucht van de Atlas 5-511-configuratie, aangezien de Atlas 5-familie bijna met pensioen gaat.
“Dat mondstuk (van de solide raketbooster) is gekanteld om door het gemiddelde zwaartepunt te gaan, en de RD-180 heeft een enorme controleautoriteit met zijn stuwkrachtvectorsysteem, en het kan dat overwinnen en compenseren, en dit is gewoon de juiste hoeveelheid energie om deze twee ladingen naar hun zeer coole missie van ruimtebewaking te vervoeren, "zei Bruno.
De Atlas 5-raket is ontworpen door Lockheed Martin om in maximaal 20 verschillende configuraties te vliegen, waardoor ingenieurs het vermogen en het laadvolume van de raket kunnen "instellen" om aan de behoeften van elke specifieke missie te voldoen. Missieplanners hebben de mogelijkheid om een laadstroomkuip met een diameter van vier meter of vijf meter te vliegen, en kunnen de Atlas 5 besturen met maximaal vijf stevige boosters met riem, of geen als de missie ze niet nodig heeft.
De bovenste trap van de Centaur van de Atlas 5 kan vliegen met een of twee RL10-motoren, afhankelijk van de missievereisten. Tot nu toe hebben op één na alle lanceringen van Atlas 5 gevlogen met de eenmotorige Centaur-boventrap.
De uitzondering is bij lanceringen met de Starliner-capsule van Boeing, die wordt gelanceerd met een tweemotorige Centaur-podium. Er zijn geen andere missies op het lanceringsschema van Atlas 5 bevestigd om het tweemotorige Centaur-podium te gebruiken.
Door de toevoeging van de unieke Atlas 5-configuratie voor Starliner-missies en het gebrek aan gebruik van andere tweemotorige Centaur-varianten, blijven er in feite 11 Atlas 5-versies over die minstens één keer zullen hebben gevlogen voordat de raket met pensioen ging.
Lockheed Martin heeft in 2006 zijn Atlas-raketprogramma samengevoegd met Boeing's Delta-familie om United Launch Alliance te creëren.
De meest gebruikte versie van de Atlas 5 tot nu toe is de "401"-variant met een kuip van vier meter lang en geen solide boosters. De Atlas 5-401 heeft 40 keer gevlogen, waaronder de eerste Atlas-vlucht in 2002.
Er zijn zes vluchten geweest van de Atlas 5-411-configuratie met een enkele solide booster.
Met asymmetrische stuwkracht die wordt tegengegaan door besturing van de RD-5-hoofdmotor van de Atlas 180, zijn de configuraties van de Atlas 5-511 en -411 uniek onder de draagraketten die momenteel in gebruik zijn. De mogelijkheid om een enkele booster toe te voegen stelt klanten in staat te betalen voor net genoeg capaciteit voor hun payloads, in plaats van een grotere, duurdere Atlas 5-variant te kopen.
ULA ontwikkelt de opgewaardeerde Vulcan Centaur-raket ter vervanging van de Atlas- en Delta-raketfamilies.
Na de lancering op vrijdagmiddag zijn er nog 25 Atlas 5-raketten in de inventaris van ULA. Ze zijn allemaal toegewezen aan toekomstige missies voor de Space Force, NASA en Amazon's Kuiper-internetsatellietconstellatie.
Er zijn nog maar drie Delta-raketten over om te vliegen, en ze zijn allemaal toegewezen om geclassificeerde vracht in een baan om de aarde te brengen voor het National Reconnaissance Office, het spionage-satellietagentschap van de Amerikaanse regering.
De volgende missie van ULA staat gepland voor lancering op 1 maart, wanneer een andere Atlas 5 een weersatelliet in een baan om de aarde zal brengen vanuit Cape Canaveral voor de National Oceanic and Atmospheric Administration, of NOAA.
E-mail de auteur.
Volg Stephen Clark op Twitter: @ StephenClark1.
