5. Maßgeschneidert: Die Ariane 5 ES
Das ATV ist die schwerste Nutzlast, die je von einer Ariane-5-Trägerrakete in den Weltraum gebracht werden soll. Die Startmasse von „Jules Verne“ beträgt 19 357 Kilogramm. Für den Start des Transportgiganten ATV vom Raumflughafen Kourou in Französisch-Guyana musste die europäische Schwerlastträgerrakete modifiziert und eine Spezialversion Ariane 5 ES (Evolution Storable) geschaffen werden.
Die eigentliche Aufgabe der zweistufigen Ariane 5 besteht darin, das ATV in eine Kreisbahn zu befördern, die gegenüber dem Äquator um 51,6 Grad geneigt ist. Diese Umlaufbahn entspricht exakt der ISS-Bahn.
Besonderheiten der Trägerrakete
Die bei „Jules Verne“ erstmals zum Einsatz kommende Ariane 5 ES ist aus den Versionen Ariane 5G+ sowie Ariane 5ECA abgeleitet worden und kann bis zu 21 Tonnen Nutzlast auf eine 300 Kilometer hohe Kreisbahn transportieren.
Sie besteht aus der Hauptstufe EPC mit dem verbesserten Triebwerk Vulcain 2, den beiden Feststoffboostern sowie aus der wiederzündbaren Oberstufe EPS-V (V = Versatile, vielseitig) mit dem Aestus-Triebwerk und dem integrierten ATV als Nutzlast.
Bei einer ATV-Mission wird die EPS-Oberstufe mit dem Aestus-Triebwerk insgesamt dreimal gezündet. Die erste Zündung erfolgt unmittelbar nach der Abtrennung der Hauptstufe und dauert etwa acht Minuten. Danach wird die Oberstufe abgeschaltet und die Flugeinheit tritt für rund 45 Minuten in eine ballistische Freiflugphase ein. In dieser Phase werden die ersten Systeme des ATV aktiviert, damit sich das Raumschiff unmittelbar nach der Trennung von der Oberstufe selbst kontrollieren kann.
Am Ende des ballistischen Fluges erfolgt für etwa 40 Sekunden eine zweite Zündung, um das ATV in einer sicheren, kreisförmigen Umlaufbahn in rund 260 Kilometer Höhe aussetzen zu können. Vier Minuten später wird der Transporter über Südozeanien (Australien und Neuseeland) abgetrennt und beginnt – 70 Minuten nach dem Start in Kourou – seine eigenständige Mission.
Die nunmehr fast leere Oberstufe wird zum dritten und letzten Mal gezündet, um sie abzubremsen und wieder in die Erdatmosphäre zu lenken, wo sie in deren oberen Schichten verglüht.
Erster „Gesundheitscheck“
Unmittelbar nach dem Absetzen des ATV arbeiten seine Triebwerke und Bordsysteme autonom. Diese orientieren den Transporter in Richtung Sonne, stabilisieren seine Lage, entfalten seine Solarzellenflächen und stellen eine Funkverbindung mit dem ATV-Kontrollzentrum in Toulouse über Kommunikationssatellitennetze der ESA (Artemis) und der NASA (TDRSS) her. Artemis und TDRSS sind Kommunikationssatelliten in der geostationären Bahn. ATV führt dann einen „Gesundheitscheck“ durch. Wenn alles einwandfrei funktioniert, kann sich das nunmehr vollkommen eigenständige Raumschiff auf den Weg zur ISS machen.
Neue Bodeninfrastruktur für ATV
Zur Bahnverfolgung der ATV-Mission werden zwei neue Stationen das bereits bestehende ESA-Stationsnetzwerk ESTRACK ergänzen: Zum einen die am 17. Januar 2008 eingeweihte Bodenstation „Santa Maria“ auf den Azoren, die die von Kourou aus startenden Träger bei ihrem Flug über den Atlantik überwachen soll. Zum anderen eine mobile Telemetriestation in Neuseeland zur Erfassung der wichtigen Trennphase des ATV-Raumschiffes von der Ariane 5.
Sein Debüt wird auch das ATV-Kontrollzentrum im französischen Toulouse erleben. Es ist eigens zur Vorbereitung, Steuerung und Kontrolle der europäischen Raumtransporter-Missionen von der Französischen Raumfahrtagentur CNES im Auftrag der ESA errichtet worden. Das ATV nutzt die TDRS-Satelliten für eine kontinuierliche Datenübertragung zum Kontrollzentrum in Toulouse. Von dort gehen dann die wichtigsten Daten zu den ISS-Kontrollzentren nach Moskau und nach Houston. Gesteuert wird das ATV aber nur von Toulouse aus.
