ABS-3A von Boeing 15.09.2015, 16:00 Uhr

Welterster Satellit mit Elektroantrieb ist in Betrieb

Nach jahrzehntelanger Forschung hat es Boeing geschafft: ABS-3A ist in Betrieb. Der Satellit arbeitet als erster der Welt mit einem vollelektrischen Ionenantrieb. Hier lesen Sie, wie er funktioniert. 

Illustration des ABS-3A: Der Satellit von Boeing fliegt erfolgreich mit einem vollelektrischen Antrieb. 

Illustration des ABS-3A: Der Satellit von Boeing fliegt erfolgreich mit einem vollelektrischen Antrieb. 

Foto: Boeing

Am 31. August hat ABS-3A den Betrieb aufgenommen. Besitzer ist der Satellitenbetreiber Asia Broadcast Satellite (ABS) aus Bermudas, der mit dem Flugkörper Kommunikationsdienste in Amerika, Europa, im Mittleren Osten und in Afrika anbietet.

Diesem Moment sind viele Etappen vorausgegangen: Nach jahrzehntelanger Forschung hatte das private Raumfahrtunternehmen SpaceX den 90 Millionen $ teuren Satelliten aus der 702SP-Serie von Boeing am 2. März mit einer Falcon-9-Rakete in die Erdumlaufbahn gebracht. Er brauchte fast ein halbes Jahr, um sich in Position zu bringen.

Triebwerke ionisieren Xenon-Gas

ABS-3A ist kein gewöhnlicher Satellit: Er arbeitet als erster mit einem vollelektrischen Antrieb. Seine Triebwerke ionisieren Xenon-Gas. Dabei entsteht ein Ionenstrahl, der in einem elektrischen Feld beschleunigt wird. Er passiert anschließend den sogenannten Neutralisator, der dem Strahl wieder Elektronen zuführt und ihn elektrisch neutral macht. Dann wird er ausgestoßen, durch den Rückstoß bewegt sich der Satellit. Was ohne Neutralisator passieren würde? Der Ionenstrahl würde diffundieren und in einem Bogen zum Raumfahrzeug zurückkehren.

Bahnkorrekturen werden in Zukunft immer wieder notwendig sein. Allein die Masse des Himalaja-Gebirges reicht beispielsweise aus, um einen bemerkbaren Drift auszulösen. Die Steuerdüsen müssen ihm regelmäßig entgegenwirken. Laut Boeing benötigt der Antrieb dafür nur 5 kg Xenon-Gas pro Jahr. 

ABS-3A ist günstig, dafür aber lahm

Der große Vorteil des Elektroantriebs: Der Satellit ist rund 50 % leichter, weil er auf den chemischen Raketentreibstoff Hydrazin weitestgehend verzichten kann. Das macht den Start ins All günstiger. Zudem soll er weit über 15 Jahre operieren können.

ABS-3A von Boeing: Der Satellit wiegt 1950 kg und wird im All von einem Ionenstrahl bewegt.

ABS-3A von Boeing: Der Satellit wiegt 1950 kg und wird im All von einem Ionenstrahl bewegt.

Quelle: Boeing

Der Nachteil: Der Antrieb ist relativ schwach. Der 1950 kg schwere Satellit brauchte gut sechs Monate, um vom Ausgangspunkt in 350 km Höhe die geostationäre Umlaufbahn in 36.000 km Höhe zu erreichen. Artgenossen mit herkömmlichen Raketentriebwerken brauchen dafür nur ein bis zwei Tage. Boeing selbst stellt einen interessanten Vergleich an: Der Schub des Ionenantriebs entspricht lediglich der Kraft eines Blatt Papiers, das man in den Händen hält.

Erste Experimente gehen in die 60er Jahre zurück

Experimente mit Elektroantrieb-Satelliten führen Forscher seit Jahrzehnten durch. „Die ersten experimentellen elektrischen Triebwerke wurden schon in den 60er-Jahren getestet“, erklärt Roger Rusch, Präsident der kalifornischen Beratungsfirma Telastra, im Gespräch mit dem Deutschlandfunk. Sie hätten aber nicht lange durchgehalten. „So ungefähr alle zehn Jahre gab es einen neuen Versuch. Und jeder ist gescheitert. Jetzt glauben wir endlich, dass elektrische Antriebe dazu in der Lage sind, die entscheidenden Bahnkorrekturen eines Satelliten durchführen zu können.“ 

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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