Dong Fang Hong

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Dong Fang Hong (Abkürzung DFH; chinesisch 東方紅 / 东方红, Pinyin dōngfāng hóng – „Der Osten ist rot“) bezeichnet einen Typ chinesischer Kommunikationssatelliten. Satelliten dieser Serie wurden sowohl in eine niedrige Erdumlaufbahn wie auch (ab Dong Fang Hong 2-2) in eine geostationäre Bahn transportiert. Sie dienten als Testsatellit (Dong Fang Hong 1) und der Telekommunikation.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Als am 4. Oktober 1957 der sowjetische Satellit Sputnik 1 ins Weltall startete, wurde dies von der chinesischen Führung mit großem Interesse zur Kenntnis genommen. Mao Zedong sagte am 17. Mai 1958 in seiner berühmten Rede auf der Zweiten Sitzung des VIII. Parteitags der KPCh (5. – 23. Mai 1958),[1] dass „wir jetzt auch ein bisschen bei den Satelliten mitmachen werden“ (我们也要搞一点卫星).[2] Die Chinesische Akademie der Wissenschaften wurde angewiesen, unter strengster Geheimhaltung die Möglichkeiten für einen chinesischen Satelliten auszuloten. Nachdem sich Qian Xuesen und Zhao Jiuzhang bereits Anfang des Jahres für den Bau eines Satelliten ausgesprochen hatten, nahm die Akademie den Auftrag gerne an: die Entwicklung eines Satelliten wurde zu einem der wichtigsten Projekte des Jahres 1958 erklärt und erhielt die interne Bezeichnung „Projekt 581“. Damals befand man sich gerade im „Großen Sprung nach vorn“. Das ganze Land wurde von einer Welle der Euphorie getragen, die mit den ökonomischen Realitäten nichts zu tun hatte. Der chinesischen Führung wurde das relativ schnell klar, und am 21. Januar 1959 übermittelte Zhang Jingfu, der Vizepräsident der Akademie, den Wissenschaftlern die Anweisung von Deng Xiaoping (damals Generalsekretär des Politbüros der KPCh), das Satellitenprojekt zunächst zurückzustellen, da es mit der Wirtschaftskraft des Landes nicht vereinbar wäre.

Nationaler Volkskongress, erste Sitzung der dritten Legislaturperiode (21. Dez. 1964 – 4. Jan. 1965)

Als am 21. Dezember 1964 der Nationale Volkskongress zur ersten Sitzung der dritten Legislaturperiode zusammengekommen war, nutzte Zhao Jiuzhang, gerade für die Gesellschaft des 3. September frisch ins Parlament gewählt, die Gelegenheit, um an Premierminister Zhou Enlai zu schreiben und erneut die Entwicklung eines chinesischen Satelliten vorzuschlagen. Kurz darauf, Anfang Januar 1965, schrieb Qian Xuesen einen ähnlichen Brief an die Kommission für Wehrtechnik der Volksbefreiungsarmee. Kommissionsvorsitzender Nie Rongzhen sowie Premierminister Zhou Enlai billigten den Plan der Wissenschaftler, dem die Bezeichnung „Projekt 651“ (651工程, Pinyin 651 Gōngchéng) gegeben wurde, also "Das im Januar 1965 begonnene Projekt". Die Entwicklung des Satelliten oblag zunächst dem am 4. Januar 1965 per Beschluss des Volkskongresses aus dem 5. Forschungsinstitut des Verteidigungsministeriums hervorgegangenen Siebten Ministerium für Maschinenbau und dem Projektierungsinstitut 651 der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, dann der am 20. Februar 1968 aus mehreren mit Raumfahrtfragen befassten Instituten der Akademie der Wissenschaften sowie einigen feinmechanischen Fabriken gebildeten Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie, die, zum Teil über Tochtergesellschaften, bis heute alle größeren Satelliten und Raumsonden der Volksrepublik China herstellt.

Neben dem Satelliten selbst begann man in der zweiten Jahreshälfte 1965 auf der Basis der Dongfeng 2A, der ersten vollständig selbst entwickelten Mittelstreckenrakete der Volksrepublik China, zunächst unter Federführung des 8. Ingenieurbüros, ab 1968 der 1. Akademie des Siebten Ministeriums für Maschinenbauindustrie, mit der Arbeit an einer dreistufigen Trägerrakete, der Changzheng 1, die dazu in der Lage sein sollte, den Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Nach einem ersten Fehlstart am 16. November 1969 wurde schließlich am 24. April 1970 Chinas erster Satellit, Dong Fang Hong 1 (东方红, also „Der Osten ist rot“), vom Kosmodrom Jiuquan aus ins Weltall befördert.[3][4]

Bisher gestartete Satelliten der Serie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 1. Februar 1986 Dong Fang Hong 2-3
  • 7. März 1988 Dong Fang Hong 2A-1
  • 22. Dezember 1988 Dong Fang Hong 2A-2
  • 4. Februar 1990 Dong Fang Hong 2A-3
  • 28. Dezember 1991 Dong Fang Hong 2A-4 (Fehlstart)
  • 30. November 1994 Dong Fang Hong 3-1 (geostationäre Umlaufbahn nicht erreicht)[6]
  • 12. Mai 1997 Dong Fang Hong 3-2[7]

DFH-3-Bus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben den eigentlichen Dong-Fang-Hong-Satelliten wurde das Gehäuse des Raumflugkörpers mit seinem Antriebssystem, der Energieversorgung mit Akkumulator sowie rechts und links jeweils 3 ausklappbaren Solarpaneelen und dem Bordrechner, also der sogenannte „Satellitenbus“, ab dem Jahr 2000 auch als Grundlage für die Beidou-Navigationssatelliten sowie die militärischen Kommunikationssatelliten der Fenghuo- und Shentong-Serien (神通, „Magische Fähigkeit“) verwendet.[8] Im Rahmen des Mondprogramms der Volksrepublik China wurde der DFH-3-Bus, etwas modifiziert und nun unter dem Namen DFH-3A, die Basis für die Orbiter Chang’e-1 und Chang’e-2. Auch die ab 2008 für die Kommunikation mit den bemannten Shenzhou-Raumschiffen eingesetzten Relaissatelliten der Tianlian-Serie beruhen auf dem DFH-3A-Bus.[9]

Ab 2008 wurde zunächst für das den Asien-Pazifik-Raum abdeckende Beidou-2-System die verbesserte Version DFH-3B entwickelt, die später auch für die in einer geneigten geosynchronen Umlaufbahn (IGSO) positionierten Satelliten des weltweiten Beidou-3-Systems verwendet wurde.[10] Dieser Bus hält einen einmal eingenommenen Orbit mit einer Präzision von ± 0,05°, also doppelt so genau wie die Vorgängermodelle DFH-3 und DFH-3A, wo die Präzision bei ± 0,1° liegt. Außerdem bleiben beim DFH-3B-Bus die Antennen mit einer Toleranz von 0,06° für Querachse und Längsachse sowie 0,2° für die Gierachse mehr als doppelt so genau ausgerichtet wie bei den Vorgängermodellen. Mit bis zu 4 kW kann diese Variante deutlich mehr Strom für die Nutzlasten zur Verfügung stellen und sie hat mit 12 – 15 Jahren auch eine längere Lebensdauer.[11]

DFH-4-Bus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Da in den 1990er Jahren die Anforderungen an Kommunikationssatelliten ständig zunahmen, begann die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie mit den theoretischen Vorplanungen für einen Satellitenbus der nächsten Generation, der sowohl bei Ersatzsatelliten für Dong Fang Hong 3-1 und 3-2 als auch bei Kooperationsprojekten mit dem Ausland zum Einsatz kommen sollte. Im Dezember 1999 genehmigten die damalige Kommission für Wissenschaft, Technik und Industrie für Landesverteidigung und das Finanzministerium der Firma, mit den konkreten Entwicklungsarbeiten zu beginnen, gefördert mit Mitteln aus dem 9. Fünfjahresplan (1996–2000). Zunächst galt es einige grundlegende Probleme wie die Unterbringung eines großen Treibstofftanks und von Gasflaschen für die Kaltgas-Raketentriebwerke zur Lagestabilisierung zu lösen – die Plattform war für eine Lebensdauer von 15 Jahren ausgelegt – dann wurde im Oktober 2001 das Projekt offiziell gestartet. Damals dachte man, dass die Satellitenplattform in 4 Jahren zur Produktionsreife gebracht werden könnte.[12]

Am Ende dauerte es jedoch ein Jahr länger, bis am 29. Oktober 2006 mit Sinosat 2 der erste auf dem DFH-4-Bus basierende Satellit vom Kosmodrom Xichang gestartet werden konnte. Sinosat 2 erreichte zwar den geplanten Orbit, dann entfalteten sich jedoch die vierteiligen Solarpaneele nicht. Versuche, dies von der Erde aus durch manuelle Steuerung zu bewirken, schlugen fehl, die Parabolantennen des Satelliten konnten nicht ausgeklappt werden, und als nach einem Monat die Bordbatterie erschöpft war, war der 2 Milliarden Yuan teure (zum Glück versicherte) Satellit nur noch Weltraummüll.[13] Für den am 1. Juni 2007 gestarteten Nachfolgesatelliten Sinosat 3 wurde dann der bewährte DFH-3-Bus verwendet.[14]

Bei dem am 14. Mai 2007 im Auftrag der National Space Research and Development Agency Nigerias gestarteten Kommunikationssatelliten NigComSat-1 gab es nach knapp einem Jahr zufriedenstellender Arbeit wieder Schwierigkeiten mit den Solarpaneelen. Im April 2008 fiel der Antrieb des südlichen Solarmodulflügels aus, so dass sich dieser nicht mehr auf die Sonne ausrichten konnte und sich die Stromversorgung des Satelliten um die Hälfte verringerte. Am 11. November 2008 um 04:33 Peking-Zeit fiel dann auch noch der nördliche Flügel aus und der 256 Millionen Dollar teure Satellit musste als irreparabel in einen Friedhofsorbit manövriert werden.[15] Bereits im November 2008 hatte die China Great Wall Industry Corporation (eine Tochterfirma der China Aerospace Science and Technology Corporation), die Bau und Start des Satelliten arrangiert hatte, Nigeria eine großzügige Schadensregulierung zugesagt. Am 24. März 2009 wurde dann ein Vertrag mit der Betreiberfirma NIGCOMSAT über die Bereitstellung eines kostenlosen und – bis auf die Solarmodulflügel – technisch identischen Ersatzsatelliten (NigComSat-1R) geschlossen, der schließlich am 20. Dezember 2011 gestartet wurde.[16][17] Die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie hatte bereits nach dem Vorfall im April 2008 mit der Überarbeitung des Solarpaneel-Systems begonnen.[18]

Für den am 29. Oktober 2008 für Venezuela gestarteten Kommunikationssatelliten Venesat-1 kamen die Änderungen jedoch zu spät. Ganz ähnlich wie bei NigComSat-1 ergab sich im Februar 2020 zunächst ein Problem mit dem Rotationsmechanismus eines der Solarzellenflügel, Anfang März dann auch beim zweiten,[19] sodass der Satellit am 13. März 2020, dreieinhalb Jahre vor dem Erreichen seiner erwarteten Lebensdauer von 15 Jahren abgeschaltet werden musste.[20]

DFH-5-Bus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahr 2008 begann die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie mit der Entwicklung eines elektrischen Antriebs für Satelliten. Hierbei werden zwei separate Triebwerke verwendet: ein Xenon-Ionenantrieb um den Satelliten in einen höheren Orbit zu befördern, und ein Hallantrieb um den Orbit des Satelliten abzusenken. Der Antrieb wurde zunächst in den Testsatelliten Shijian 9A (实践九号卫星a星) eingebaut und nach dessen Start am 14. Oktober 2012 ab Dezember 2012 im Orbit getestet. Zu Beginn gab es zwar Probleme mit dem Ionenantrieb, die auf eine Verunreinigung des als Stützmasse verwendeten Xenons zurückgeführt wurden. Nachdem die Verunreinigungen ausgestoßen worden waren, arbeitete das Ionentriebwerk normal.

Zunächst war geplant, den elektrischen Antrieb beim DFH-4-Bus zu verwenden.[21] Dann wurde jedoch mit dem DFH-5-Bus unter der Leitung von Zhou Zhicheng (周志成, * 1963), dem Leiter der Abteilung für Kommunikationssatelliten (通信卫星事业部) bei der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie,[22][23] eine völlig neue Plattform für große Satelliten im geostationären Orbit entwickelt, mit zwei jeweils sechsteiligen Solarpanelen, die, neben der Stromversorgung für die Betriebssysteme der Plattform, 18 kW für die Nutzlast liefern, mit einem innovativen Hitzeabstrahlsystem und verbesserter Steuerelektronik.[24][25] Seinen ersten Einsatz hatte der DFH-5-Bus am 2. Juli 2017 als Basis für den experimentellen Kommunikationssatelliten Shijian 18, der jedoch aufgrund eines Problems mit der Turbopumpe in einem Triebwerk der Trägerrakete Changzheng-5 sechs Minuten nach dem Start in den Indischen Ozean stürzte.[26] Der Start des Nachfolgesatelliten Shijian 20 gelang dann aber nach einigen Verzögerungen am 27. Dezember 2019 ohne Probleme.

Der DFH-5-Bus in seiner jetzigen Version hat einen Hybridantrieb. Zum einen verfügt er über ein Flüssigkeitstriebwerk, das einen hohen Vakuumschub liefert und dazu dient, den Satelliten nach dem Start und der Abtrennung von der Trägerrakete rasch in seine Umlaufbahn zu bringen. Auch die Steuerdüsen für die Ausrichtung des Satelliten sind chemische Triebwerke. Für die feinen Bahnkorrekturen während seiner voraussichtlich 20-jährigen Lebensdauer verwendet der Satellit dann das Ionentriebwerk. Dieses erzeugt zwar nur einen geringen Schub, der sich aber sehr genau regeln lässt, was eine hochgradig effiziente Ausnutzung der mitgeführten Treibstoffvorräte bedeutet.[27]

Abhängig vom Nutzlastgewicht, das zwischen 1500 kg und 1800 kg liegen kann, hat der DFH-5-Bus ein Startgewicht von 8000–9000 kg. Die Solarzellenflügel liefern eine Leistung von mindestens 28 kW, von denen 18 kW für die Nutzlasten zur Verfügung stehen. Über das Kühlsystem kann von den Nutzlasten erzeugte Abwärme von bis zu 9 kW ins Weltall abgestrahlt werden. Der DFH-5-Bus ist für eine Betriebsdauer von 16 Jahren ausgelegt, und die Entwickler gehen davon aus, dass die Technologie bis etwa 2040 modern und anwendbar bleiben wird. Die für hohe Umlaufbahnen ausgelegte Plattform kann nicht nur für Telekommunikation, sondern auch für Fernaufklärung im Mikrowellen- und optischen Bereich, für wissenschaftliche Weltraumerkundung und für Experimente genutzt werden. Sie ist dafür ausgelegt, im Orbit gewartet zu werden, nicht nur was die Betankung betrifft, sondern auch den Austausch von Komponenten, eine Konzept, das zunächst am freifliegenden Teleskop der modularen Raumstation erprobt werden soll.[28]

Hier ein Vergleich der Bus-Typen:[29]

DFH-3 DFH-3A DFH-3B DFH-4 DFH-5
Startmasse 2320 kg 2740 kg 3800 kg 5200 kg 8000 kg
Nutzlastgewicht 230 kg 360 kg 450 kg 600 kg 1500 kg
Stromversorgung (gesamt) 1,7 kW 4 kW 5,5 kW 10,5 kW 30 kW
Stromversorgung (Nutzlast) 1 kW 2,5 kW 4 kW 8 kW 18 kW
Lebensdauer 8 Jahre 12 Jahre 15 Jahre 15 Jahre 16 Jahre

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Stephen Uhalley Jr.: A History of the Chinese Communist Party. Hoover Institution Press, Stanford 1988, S. 117f.
  2. 历史沿革. In: nssc.cas.cn. Abgerufen am 19. Juni 2019 (chinesisch).
  3. 赵竹青: 东方红一号”中国第一颗人造卫星诞生内幕. In: scitech.people.com.cn. 14. April 2010, abgerufen am 17. Juni 2019 (chinesisch).
  4. Mark Wade: Chang Zheng 1 in der Encyclopedia Astronautica, abgerufen am 17. Juni 2019 (englisch).
  5. 48年过去了 如今的东方红一号是太空垃圾吗? In: tech.sina.com.cn. 25. April 2018, abgerufen am 16. Juni 2019 (chinesisch).
  6. Gunter Dirk Krebs: DFH-3 1, 2 (ZX 6 / ChinaSat 6). In: space.skyrocket.de. Abgerufen am 16. Juni 2019 (englisch).
  7. Launch Record. In: cgwic.com. 10. April 2019, abgerufen am 16. Juni 2019 (englisch).
  8. 溪光山色晚来晴: 中國成功發射第2顆神通-1軍事衛星. In: /bbs.tianya.cn. 10. Dezember 2010, abgerufen am 16. Juni 2019 (chinesisch). Der Name des Satelliten ist ein Wortspiel mit der chinesischen Bezeichnung für das staatliche Telekommunikationsunternehmen China Unicom (联通). Er könnte auch als „Geisterhafte Kommunikation“ übersetzt werden.
  9. Gunter Dirk Krebs: DFH-3 Bus. In: space.skyrocket.de. Abgerufen am 16. Juni 2019 (englisch).
  10. BeiDou. In: mgex.igs.org. 8. Januar 2020, abgerufen am 20. Februar 2020 (englisch).
  11. Mark Wade: DFH-3 in der Encyclopedia Astronautica, abgerufen am 20. Februar 2020 (englisch).
  12. 孙宏金、孙自法: 通信卫星"东方红四号"要上天 预计四年完成. In: tech.sina.com.cn. 28. Dezember 2001, abgerufen am 16. Juni 2019 (chinesisch).
  13. 马丽: 我首颗直播卫星“鑫诺二号”可能成太空垃圾. In: scitech.people.com.cn. 30. November 2006, abgerufen am 16. Juni 2019 (chinesisch). Im Jahr 2006 lag die Umtauschrate von Euro zu Yuan bei etwa 1:10. Da es sich hier jedoch um ein rein chinesisches Projekt handelte, ist zur Beurteilung des Schadens die Kaufkraft heranzuziehen, wo ein Yuan etwa einem Euro entspricht.
  14. Mark Wade: Sinosat 3 (Xinnuo 3) / ZX 5C (ChinaSat 5C) / Eutelsat 3A in der Encyclopedia Astronautica, abgerufen am 16. Juni 2019 (englisch).
  15. Luka Binniyat, Chinyere Amalu: N30 Billion Satellite Lost Forever - Nigcomsat DG. In: allafrica.com. 19. November 2008, abgerufen am 17. Juni 2019 (englisch).
  16. NigComSat-1R Program. In: cgwic.com. Abgerufen am 17. Juni 2019 (englisch).
  17. Gunter Dirk Krebs: NIGCOMSAT 1, 1R. In: space.skyrocket.de. Abgerufen am 17. Juni 2019 (englisch).
  18. 黄全权、鲁慧蓉: 中国研制并交付的尼日利亚通信卫星一号失效. In: chinanews.com. 12. November 2008, abgerufen am 17. Juni 2019 (chinesisch).
  19. 委内瑞拉唯一一颗国有通信卫星在轨道上出现故障. In: spaceflightfans.cn. 26. März 2020, abgerufen am 26. März 2020 (chinesisch).
  20. 委内瑞拉唯一一颗国有通信卫星正在轨道上翻滚. In: tech.sina.cn. 26. März 2020, abgerufen am 26. März 2020 (chinesisch).
  21. Chen Jian et al.: Flight Demonstration and Application of Electric Propulsion at CAST. In: erps.spacegrant.org. 6. Oktober 2013, abgerufen am 23. Juni 2019 (englisch).
  22. 周志成. In: ysg.ckcest.cn. Abgerufen am 31. Dezember 2019 (chinesisch).
  23. 周志成院士. In: spacechina.com. Abgerufen am 31. Dezember 2019 (chinesisch).
  24. China Displays Cutting-edge Space Technology at Paris. In: cgwic.com. 17. Juni 2019, abgerufen am 23. Juni 2019 (englisch).
  25. Mark Wade: DFH-5 in der Encyclopedia Astronautica, abgerufen am 23. Juni 2019 (englisch).
  26. Andrew Jones: China's Long March 5 heavy-lift rocket set for crucial July launch. In: gbtimes.com. 30. Januar 2019, abgerufen am 23. Juni 2019 (englisch).
  27. 胡喆、周旋: 一身真功夫 亮点真不少——盘点实践二十号卫星上的“黑科技”. In: xinhuanet.com. 27. Dezember 2019, abgerufen am 27. Dezember 2019 (chinesisch).
  28. 实践二十号卫星成功发射 掀开我国航天器升级换代新篇章. In: cast.cn. 27. Dezember 2019, abgerufen am 31. Dezember 2019 (chinesisch).
  29. DFH-4 Bus. In: cgwic.com. Abgerufen am 23. Juni 2019 (englisch).