DARPA: ALASA auf dem Weg, große Dinge in kleinen Paketen ins All zu liefern

ALASA ebnet den Weg für viel günstigere, schnellere und einfachere Starts von Kleinsatelliten

Nach dem Erfolg des Airborne Launch Assist Space Access-Moduls (ALASA) von DARPA sucht die Agentur nach neuen, anspruchsvollen Konzepten, um die winzigen Satelliten mit viel Leichtigkeit in Umlaufbahnen zu bringen.

Bradford Tousley, ein leitender Angestellter des Tactical Technology Office von DARPA, gab auf der 18. jährlichen Konferenz für kommerzielle Raumfahrttransport der Federal Aviation Administration (FAA) in Washington, D.C. ein Update zu ALASA. Tousley sprach über mehrere entscheidende Errungenschaften und Herausforderungen, mit denen das Unternehmen konfrontiert war, um das Modul auf den neuesten Stand zu bringen, einschließlich des Designs der Phase 1, der Präferenz für Boeing als Hauptauftragnehmer für Phase 2 eines Programms, das die Durchführung von 12 orbitalen Prüfstarts eines integrierten Vorgängersystems umfasst.

Angesichts des harten Wettbewerbs auf dem Markt kommentierte Tousley, dass „das ehrgeizige Ziel von ALASA, 100-Pfund-Satelliten innerhalb von 24 Stunden nach Aufforderung in eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) zu befördern, alles für weniger als 1 Million Dollar pro Start, in viel größerem Maße erreicht wurde.“ Er fügte hinzu, dass „die Agentur voller Energie ist und mit rigorosen Tests neuer Technologien voranschreitet, um ein revolutionäres Satellitenstartsystem zu entwickeln, das einen erschwinglicheren, routinemäßigen und zuverlässigen Zugang zum Weltraum bietet.“

Der Start von Satelliten ins All erfordert manchmal eine Planung bis zu einem Jahr, bevor der Start tatsächlich stattfindet. Die Agentur muss alle notwendigen Daten und Details vorbereiten, die mit dem Satellitenstart sowie dem Startort verbunden sind. Der langsame Prozess und die kostspielige Routine behindern jedoch die Bereitstellung wesentlicher Raumressourcen in der Umlaufbahn. Das Programm ALASA ist eine neue aufstrebende Technologie, die ein kostengünstiges, essentielles Startfahrzeug von erforderlichen Flugzeugen gebracht hat.

„ALASA ist ein neues Programm und es zielt darauf ab, eine Reihe von Startsystemen zu überwinden, indem es Muster und Produktion rationalisiert und die Kohärenz und Wiederverwendbarkeit eines luftgestarteten Systems nutzt“, erklärte Mitchell Burnside Clapp, Modulmanager von DARPA für ALASA. Er fügte hinzu, dass „wir eine Alternative zum Mitfahrgelegenheiten für Satelliten envisionieren, die es Satellitenbesitzern ermöglicht, Nutzlasten von jedem Standort nach jedem Zeitplan in Umlaufbahnen ihrer Wahl zu starten, auf einem Trägersystem, das speziell für kleine Nutzlasten entwickelt wurde.“

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Designs der ersten Phase von ALASA, das zu drei verschiedenen und unterschiedlichen Systemdesigns führte, vergab DARPA im März 2014 den Hauptvertrag für Phase 2 von ALASA an Boeing.

Aufgrund der schwierigen logistischen Herausforderung, die Kosten pro Flug auf 1 Million Dollar zu senken, ging DARPA die Kostenrechnung von mehreren Seiten an. Das Design der Phase 2 umfasst kommerzielle Avionik und fortschrittliche Verbundstrukturen. In Anbetracht der Herausforderung strebt ALASA an, eine neue hochentwickelte Technologie von Hochenergie-Monopropellant zu implementieren, die darauf abzielt, Treibstoff und Oxidationsmittel in einer einzigen Flüssigkeit zu kombinieren. Wenn dies erfolgreich ist, würde das Monopropellant einfachere Designs und reduzierte Herstellungs- und Betriebskosten im Vergleich zu traditionellen Designs ermöglichen, die zwei Flüssigkeiten verwenden, wie flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff.

Die Agentur prüft auch, wie die Infrastrukturkosten weiter gesenkt werden können, indem sie Landebahnen anstelle von festen vertikalen Startplätzen nutzt, die Abläufe automatisiert und unnötige Dienstleistungen vermeidet. Die erste Phase des Programms endete mit einem bedeutenden Durchbruch bei drei fortschrittlichen Technologien.

Erstens ist die Missionsplanungssoftware, die die aktuellen Prozesse für den Satellitenstart rationalisieren würde. Zweitens die weltraumbasierte Telemetrie, die bestehende Satelliten anstelle von bodengestützten Einrichtungen nutzen würde, um das ALASA-Fahrzeug zu überwachen. Schließlich automatische Flugbeendigungssysteme, die die Echtzeitbedingungen während des Fluges bewerten und ihn bei Bedarf beenden würden.

Die verbleibenden erfolgreichen Tests umfassen Tests des neuen Monopropellants, das Programm plant, das integrierte ALASA-Prototyp-System zu testen. Derzeit plant DARPA, den ersten ALASA-Flugdemonstrationstest Ende 2015 und den ersten orbitalen Teststart in der ersten Hälfte von 2016 durchzuführen. Abhängig von den Testergebnissen würde das Programm bis zu 11 weitere Demonstrationsstarts bis zum Sommer 2016 durchführen.

DARPA hat geplant, diese Fähigkeiten in Phase 2 zu erreichen, und sobald sie ausreichend entwickelt und implementiert sind, wird dies eine große Revolution in der kommenden Zukunft sowohl für die Regierung als auch für die kommerzielle Raumfahrtgemeinschaft bringen.

Wenn erfolgreich, würde ALASA bequeme, kosteneffektive Startmöglichkeiten für die wachsenden Regierungs- und kommerziellen Märkte für Kleinsatelliten bieten. „Kleinsatelliten in der ALASA-Nutzlastklasse stellen das am schnellsten wachsende Segment des Marktes für Raumstarts dar, und DARPA erwartet, dass dieser Wachstumstrend anhält, da Kleinsatelliten zunehmend leistungsfähiger werden“, sagte Burnside Clapp. „Die Kleinsatellitengemeinschaft ist begeistert von den dedizierten Startmöglichkeiten, und es sollte keine Schwierigkeiten geben, nützliche Nutzlasten zu finden.“

Ressourcen: DARPA