Pegasus XL/HAPS

Pegasus ist eine dreistufige Feststoffrakete, und die Konfiguration XL/HAPS ist eine Pegasus XL – Erststufe Orion 50SXL, Zweitstufe Orion 50XL, Drittstufe Orion 38 – mit einer zusätzlichen flüssigen vierten Stufe: HAPS, dem Hydrazine Auxiliary Propulsion System. Gunter's Space Page beschreibt sie als optionale Stufe für verbesserte Leistung und schreibt ihr drei Triebwerke MR-107K zu; die englische Wikipedia nennt drei wiederzündbare Monergol-Hydrazintriebwerke und sagt, die vierte Stufe sei für eine größere Höhe, eine genauere Höhenhaltung oder komplexere Manöver hinzugefügt worden. HAPS war bereits auf der ursprünglichen, von der NB-52B der NASA ausgesetzten Pegasus geflogen, was eine eigene Konfiguration mit eigener Seite ist; in dieser hier ist das Trägerflugzeug stets Orbitals L-1011.

Die Stufe gab es nicht umsonst. Der anfängliche Startpreis, der für eine Pegasus angeboten wurde, 6 Millionen US-Dollar, enthielt weder Optionen noch HAPS. Und, laut der englischen Wikipedia, beansprucht das Modul – genau wie bei Doppelstarts – einen Teil des festen Volumens, das für die Nutzlast zur Verfügung steht. In mindestens einem Fall wurde das Raumfahrzeug um HAPS selbst herum entworfen.

Vier der sechs Flüge setzten Satelliten der Kommunikationskonstellation Orbcomm aus, alle vier von Wallops aus: am 23. Dezember 1997 (acht Satelliten, FM05 bis FM12), am 2. August 1998 (acht, FM13 bis FM20), am 23. September 1998 (acht, FM21 bis FM28) und am 4. Dezember 1999 (sieben, FM30 bis FM36). Die Starttabelle der englischen Wikipedia zeigt die angestrebte Genauigkeit: Der erste Flug zielte auf eine kreisförmige Umlaufbahn von 825 km bei 45° und erreichte 822 × 824 km bei 45,02°; der Flug vom Dezember 1999 erreichte bei gleichem Ziel von 825 km 826,5 × 829 km. Acht Mitglieder einer Konstellation in nahezu identische Umlaufbahnen zu bringen, ist genau die Aufgabe, an der eine feste dritte Stufe mit nur einer Brennphase scheitert.

Am 18. Mai 1999 brachte die XL/HAPS von Vandenberg aus zwei Nutzlasten in zwei verschiedene polare Umlaufbahnen: TERRIERS (laut Gunter's STEDI 2) in eine Zielbahn von 550 km und MUBLCOM in eine von 775 km, beide bei 97,75°. Sie erreichten 551 × 557 km und 774 × 788 km bei 97,72°. MUBLCOM (Multiple Paths, Beyond-Line-of-Sight Communications) war ein für DARPA, die Behörde des Pentagons für fortgeschrittene Forschung, gebauter Demonstrationssatellit, der weltraumgestützte digitale Sprach- und Datenkommunikation für Streitkräfte jenseits der Reichweite gewöhnlicher Funksysteme zeigen sollte.

Der sechste und letzte Flug, am 15. April 2005 von Vandenberg aus, brachte DART (Demonstration for Autonomous Rendezvous Technology) in die Umlaufbahn, ein Raumfahrzeug der NASA, das automatische Navigation und ein Rendezvous mit einem anderen Satelliten demonstrieren sollte. Orbital Sciences war Hauptauftragnehmer für Bau, Start und Betrieb, zu Kosten von 110 Millionen US-Dollar im Rahmen eines im Juni 2001 vergebenen Vertrags. Dies ist der Fall, auf den sich Wikipedia bezieht: Die vierte Stufe der Pegasus bildete einen integralen Bestandteil des Raumfahrzeugs, das 2 × 1 m maß und 360 kg wog; seine sechzehn Stickstoff- und drei Hydrazintriebwerke wurden durch ein Reaktionsregelsystem mit sechs Stickstofftriebwerken aus dieser vierten Stufe ergänzt. Sein Ziel war genau jener MUBLCOM, den dieselbe Konfiguration sechs Jahre zuvor gestartet hatte.

Der Start verlief gut – die Tabelle verzeichnet eine Einschussbahn von 541,2 × 548,8 km bei 97,73° –, die Mission jedoch nicht. Bei den Operationen in unmittelbarer Nähe führten Fehler bei Navigation, Treibstoffmanagement und der Programmierung der Kollisionsvermeidung dazu, dass DART mit etwa 1,5 m/s sanft mit MUBLCOM kollidierte; die genaue Navigation war verloren gegangen, als beide noch etwa 200 m voneinander entfernt waren. DART verbrauchte seinen Treibstoff schneller als erwartet, die Mission endete 3 Minuten und 49 Sekunden nach der Kollision, und das Raumfahrzeug setzte sich selbst zum Absturz aus der Umlaufbahn außer Dienst. Die Zusammenfassung des Unfallberichts, den die NASA am 15. Mai 2006 veröffentlichte, stellte fest, dass nur 11 der 27 Missionsziele teilweise oder vollständig erreicht wurden, keines der 14 Ziele der Operationen in unmittelbarer Nähe. MUBLCOM nahm nach einem automatischen Neustart seinen Betriebszustand wieder auf.

Sechs Flüge zwischen dem 23. Dezember 1997 und dem 15. April 2005, alle sechs erfolgreich laut der Tabelle der englischen Wikipedia und laut Gunter, der bei keinem einen Fehlschlag vermerkt: vier von Wallops und zwei von Vandenberg. Keine Pegasus nach DART erscheint in der Startliste einer der beiden Quellen mit HAPS.