“Satelliten-Tankstelle” soll im Sommer ins All starten

Mehr als 30.000 Kilometer über der Erde befinden sich über 500 wichtige Satelliten, vor allem für Kommunikation und Wetterbeobachtungen. Jährlich erreichen etwa 20 ihr Betriebsende und müssen ersetzt werden - meist nur, weil ihnen der Treibstoff ausgeht. Neue Satelliten in den sogenannten geostationären Orbit (GEO) zu bringen, ist aber aufwändig und ressourcenintensiv. Um ihre Lebensdauer zu verlängern, planen mehrere Behörden, Weltraumagenturen und private Unternehmen, Tankstellen im All.

Den Anfang machen der Konzern Northrop Grumman und die DARPA, also die Forschungsbehörde des US-Verteidigungsministeriums. Sie haben sich für das Mission Robotic Vehicle (MRV) einen Startplatz bei SpaceX für Sommer 2026 gesichert, teilt die DARPA mit. Die beiden Roboterarme des MRV, mit deren Hilfe in Zukunft auch Wartungsarbeiten und die Installation neuer Hardware möglich sein sollen, wurden von der DARPA entwickelt, gebaut wurde das MRV bei Northrop Grumman.

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3 Jetpacks für Satelliten

Im ersten Schritt wird das MRV andere Satelliten allerdings noch nicht mit chemischen Treibstoffen wie Hydrazin betanken. Stattdessen führt es 3 Mission Extension Pods (MEP) mit sich. Das MRV fliegt mit einem Elektro-Antrieb zu den Satelliten und dockt an ihnen an. 

Dann werden die MEPs mithilfe der Roboterarme an den jeweiligen Apogäumsmotor der Satelliten angebracht. Dieser Antrieb bringt Satelliten an ihre feste Einsatzposition, nachdem sie von einer Rakete ausgesetzt wurden. Anschließend wird er nicht mehr genutzt. Daher kann man die MEPs ohne Probleme daran anbringen, wo sie wie ein Jetpack funktionieren. Dieses Prinzip wurde erstmals 2020 dem Mission Extension Vehicles (MEV) getestet.

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Dadurch soll die Lebensdauer dieser Satelliten um mindestens 6 Jahre verlängert werden. Die meisten Satelliten im GEO haben eine Lebensdauer von 15 Jahren. Geplant sind ein Einsatz beim australischen Telekommunikationsanbieter Optus und 2 Einsätze beim Kommunikationssatellitenbetreiber Intelsat. 

MRV soll Hardware nachrüsten und reparieren

Danach hat das MRV aber nicht zwingend ausgedient. Es soll langfristig mit weiteren MEPs versorgt werden. Auch neue Hardware soll es künftig auf Satelliten anbringen, fehlerhafte Bauteile entfernen oder Inspektionen durchführen können. Zudem ist geplant, Satelliten tatsächlich mit neuem Treibstoff für ihre Lageregelungstriebwerke (Thruster) zu betanken. Mit diesen Thrustern steuern Satelliten den Anziehungskräften von Erde und Sonne entgegen, um auf ihrer fixen Position über der Erde zu bleiben.

Northrop Grumman ist damit die erste von vielen Firmen mit diesem Plan. Auch die US Space Force und die ESA kooperieren mit Firmen, die solche Tank-Systeme entwickeln. 

Tank-Depot liefert neuen Treibstoff

Einen vielversprechenden Ansatz verfolgt dabei die US-Firma Orbit Fab. Sie entwickelten u.a. Treibstoffdepots wie NEST, das für die Betankung im Orbit 150 bis 200 kg Kraftstoff bereitstellt. Das klingt nicht nach viel, bedenkt man, dass GEO-Satelliten Tanks mit mehreren Tausend Kilogramm besitzen. Die braucht es aber nur, um den Einsatzort zu erreichen - für die nächsten 15 Jahre reichen ihnen einige Hundert Kilogramm.

Ein solches Depot liefert Orbit Fab auch für den Tanksatelliten Provisioner der japanischen Firma Astroscale. Dieser Demonstrator wird 2027 für die US Space Force in den GEO fliegen, schreibt Space News. 

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Dort sollen 2 Tetra-5 Militärsatelliten mit Hydrazin betankt werden. Anschließend füllt Provisioner den eigenen Tank am Depot wieder auf. Orbit Fab kooperiert zudem mit Airbus, um aus ihrem Betankungs- und Dockinginterface "RAFTI" einen Industriestandard zu machen, mit dem sich Satellitentanks genormt im Orbit auftanken lassen. 

Weltraumschrott verhindern und Kosten sparen

Solche "Tank- und Servicestellen" im Orbit sind ein dringend nötiger Schritt. Die meisten Satelliten, die aus dem GEO in den sogenannten Friedhofsorbit gebracht werden, wo sie zu Weltraumschrott werden, würden noch problemlos funktionieren. In der Regel bestimmt nur ein leerer Tank die Lebensdauer der Satelliten. 

Statt noch einwandfreie Technik wegzuschmeißen und damit die ohnehin schon große Menge an Weltraumschrott noch zu erweitern, könnte man die Satelliten warten, upgraden und betanken. Das ist nicht nur nachhaltiger, sondern spart auch hohe Kosten, die beim Bau und Transport neuer Satelliten in den weit entfernten GEO anfallen.