Mit einem fehlerfreien Start brachte eine Trägerrakete des Typs Orbital ATK Pegasus XL die acht Umweltbeobachtungssatelliten der CYGNSS Konstellation in einen niedrigen Erdorbit. Die etwas sperrige Abkürzung steht für den noch umständlicheren voll ausgeschriebenen Begriff "CYclone Global Navigation Satellite System". Diese kleinen NASA-Satelliten sollen das Verständnis um das Entstehen von Zyklonen erweitern und sie besser prognostizierbar machen. Die Mission wird in Partnerschaft zwischen der NASA, der Universität Michigan und dem Southwest Research Institute durchgeführt.

Alle acht Satelliten sind mit identischen Nutzlasten ausgerüstet. Jeder trägt nur ein – allerdings sehr komplexes – wissenschaftliches Instrument: das “Delayed Doppler Mapping Instrument” (DDMI). Die Versuchsanordnung ist ein gutes Beispiel dafür, was an wissenschaftlicher Arbeit mit einem globalen Satellitennavigationssystem neben der puren Positionsbestimmung noch gemacht werden kann. Das DDMI besteht nämlich aus zwei empfindlichen Empfängern, mit denen von der Erde (in diesem Fall von der Oberfläche der Ozeane) zurückreflektierte GPS-Signale empfangen werden können. Eine dritte Antenne an Bord von CYGNSS ist nach oben gerichtet und empfängt Direktsignale von den GPS-Satelliten. Damit kann dann die Position des Raumfahrzeugs während der Messung exakt festgestellt werden. Durch die Analyse der Art der Rückstrahlung ist es den Wissenschaftlern möglich, die Windgeschwindigkeiten an der Wasseroberfläche zu messen. Diese Technik funktioniert zu jeder Tages- und Nachtzeit, bei jeder Bewölkung und in Niederschlagsfeldern. Damit die Satelliten ein möglichst großes Gebiet erfassen können, verteilen sie sich gleichmäßig auf ihrer Orbitalebene und sollen am Ende jeweils 45 Grad voneinander getrennt sein.

Jeder Satellit wiegt 29 Kilogramm. Zusammen mit der Absetzvorrichtung brachte die Pegasus eine Gesamtmasse von 346 Kilogramm in den Orbit. Die Pegasus ist derzeit der einzige Satellitenträger, der von einem Flugzeug in der Luft gestartet wird. Dabei wird als Absetzflugzeug die Orbital ATK-eigene Lockheed 1011 Tristar eingesetzt. Sie ist eines der weltweit letzten noch flugfähigen Exemplare dieses Großraumflugzeugs, und trägt den Namen “Stargazer”. In den USA ist es sogar das allerletzte Exemplar, das noch fliegt. Von der L 1011 wurden zwischen 1970 und 1984 genau 250 Stück gebaut. Pegasus-Starts sind in den letzten Jahren recht selten geworden. Seit dem 5. April 1990 gab es insgesamt 43 Missionen. Vier Flüge waren Fehlschläge, eine Mission kann als Teilerfolg gewertet werden. Der letzte Fehlschlag liegt allerdings schon 20 Jahre zurück. Er eignete sich im November 1996. Die letzte Mission einer Pegasus XL fand vor dreieinhalb Jahren statt.

Die “Stargazer” begann 65 Minuten vor dem Absetzzeitpunkt die Absetzmission mit dem Start vom legendären “Skid Strip” der Luftwaffenbasis Cape Canaveral. Sie flog dann in einen vorbestimmten Korridor ein, wo die letzten Checks an der Rakete durchgeführt wurden. Die “Stargazer” setzte dann den gut 23 Tonnen schweren dreistufigen Feststoff-Träger in einer Höhe von 12,4 Kilometern über dem Meer im Bereich der Bahnverfolgungsanlagen von Cape Canaveral ab. Die Brenndauer der ersten Stufe, sie ist als einzige mit Flügeln für den aerodynamischen Teil der Flugphase ausgerüstet, betrug 72 Sekunden. Danach folgte eine zwölf Sekunden lange Freiflugphase, bevor in einer Höhe von gut 70 Kilometern die erste Stufe abgeworfen wurde, und die zweite Antriebseinheit zündete. Gegen Ende der 47 Sekunden langen Brenndauer wurde die Nutzlastverkleidung abgeworfen.

Danach folgte eine zweite Freiflugphase, in der sich die Rakete auf das Apogäum ihrer Flugbahn zubewegte. Die zweite Stufe trennte sich drei Minuten und 49 Sekunden nach Beginn des angetriebenen Fluges. Dann zündete der Orion 38-Feststufenmotor der dritten Stufe. Nach 68 Sekunden war er ausgebrannt und die vorgesehene Umlaufbahn war erreicht. Exakt fünf Minuten nach dem Ende des angetriebenen Fluges, zwölf Minuten und 56 Sekunden in der Mission wurden die ersten beiden CYGNSS-Satelliten freigegeben. Die drei anderen Paare folgten in Abständen von jeweils 34 Sekunden. Der Orbit befindet sich in einer Höhe von 510 Kilometern, die Bahnneigung zum Äquator beträgt 35 Grad.

Bild: Die Lockheed L1011 "Stargazer" trägt die Pegasus XL-Rakete unter dem Bauch. Credit: Orbital ATK