LM-3B-Start am 29. September 2015 (Bild: chinesisches Verteidigungsministerium)

Das chinesische Satellitennavigationssystem BDS (BeiDou System / BeiDou Navigation Satellite System) alias Compass stellt nach Angaben aus China seit 2012 Navigationssignale für den asiatisch-pazifischen Raum zur Verfügung. Mit der jetzt begonnenen dritten Ausbaustufe hofft man auf eine weltweite Abdeckung ab dem Jahre 2020. Dann soll die aktive Satellitenkonstellation 35 Raumfahrzeuge umfassen.

Für das auch als BeiDou-3 bezeichnete System sind 27 Satelliten auf Erdumlaufbahnen in mittleren Höhen, MEO für Medium Earth Orbit genannt, vorgesehen. Außerdem sind fünf Satelliten für Positionen im Geostationären Orbit (GEO) gedacht. Komplettiert wird die geplante Konstellation durch drei weitere Raumfahrzeuge auf inklinierten geosynchronen Orbits (IGSO).

Das Kontrollzentrum kurz nach dem Start (Bild: CCTV)

Als exakter Startzeitpunkt am 29. September 2015 in Universalzeit wird 23:13:04.225 Uhr UTC genannt. Die staatliche Organisation für Satellitennavigation Chinas meldete mit Datum vom 30. September 2015, dass am selben Tag um 7:13 Uhr Pekinger Zeit (1:13 Uhr MESZ) eine Rakete vom Typ Langer Marsch 3B mit Chinas 20. Navigationssatelliten an Bord gestartet sei.

Der neue Navigationssatellit ist für einen Einsatz auf einem IGSO, also einer geosynchronen, das heißt an die Erdrotation "gebundenen", inklinierten, also gegen den Erdäquator geneigten Bahn circa 35.786 Kilometer über der Erde bestimmt. Die Projektion einer solchen Flugbahn auf die Erdoberfläche ergibt eine Figur in der ungefähren Form einer Acht, deren Zentrum auf dem Äquator liegt.

Animation LM-3B-Boosterabwurf (Bild: CCTV)

Am 30. September 2015 befand sich das Raumfahrzeug auf einer 192 x 35.827 km-Bahn mit einer Neigung von 55,04 Grad gegen den Erdäquator. Für das Erreichen einer kreisförmigen Bahn im Bereich von rund 35.786 Kilometern über der Erde wird BeiDou-3 I2-S auf den eigenen Antrieb zurückgreifen müssen.

Das mutmaßlich von der chinesischen Akademie für Weltraumtechnik (China Academy of Space Technology, CAST) gebaute Raumfahrzeug dürfte mit dem Treibstoff für die Banhzirkulisation sowie Bahnkorrekturen und Lageregelung eine Startmasse im Bereich von 4.200 Kilogramm besessen haben.

Aussetzen des Satelliten - Animation (Bild: CCTV)

Aufgabe des Satelliten ist es nach Informationen der staatlichen chinesischen Organisation für Satellitennavigation unter anderem, Verbindungen zwischen Satelliten (inter-satellite links) zu testen. Dabei will man ein neu entwickeltes Datenübertragungsprotokoll einsetzen, das die mögliche Datenrate ungefähr verdoppelt.

An Bord von BeiDou-3 I2-S befindet sich nach Angaben der schon genannten Quelle außerdem eine neue, hochgenaue Wasserstoff-Atomuhr. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Wasserstoff-Maser-Uhr. Zu Beginn seines Navigationssatellitenprogramms hatte China noch Rubidium-Uhren des Schweizer Lieferanten Temex, heute SpectraTime (SpT), eingesetzt.

BeiDou-3 I2-S im All - Illustration (Bild: CCTV)

Reverse Engineering beim Bau von Atomuhren für Navigationsnutzlasten wird China verschiedentlich unterstellt. Das Institut für Physik und Mathematik aus Wuhan (Wuhan Institute of Physics and Mathematics, WIPM) hatte 2005 ein Testmodell einer Rubidium-Uhr fertiggestellt, das 2006 für den Einsatz im Weltraum qualifiziert werden konnte.

Von Wissenschaftlern aus Schanghai entwickelte Wasserstoff-Maser-Uhren auf chinesischen Navigationssatelliten sollen die Genauigkeit von BeiDou-3 künftig steigern. Anvisiert ist eine Genauigkeit im Bereich eines halben Meters.

Das Astronomische Observatorium Schanghai (Shanghai Astronomical Observatroy, SHAO) arbeitet seit einiger Zeit an der Entwicklung vom Atomuhren zum Einsatz an Bord von Raumfahrzeugen. Dabei wird insbesondere auf geringes Gewicht der Konstruktion und eine hohe Ganggenauigkeit geachtet. Das SHAO hatte im Jahr 1972 die erste chinesische Atomuhr verwirklicht.

An raumfahrttauglichen passiven Wasserstoff-Maser-Uhren (passiv hydrogen maser, PHM) forscht man in Schanghai seit 2005. Das BeiDou-Bodensegment ist übrigens ebenfalls auf hochgenaue Atomuhren angewiesen. Sogenannte sapphiere active hydrogen clocks, also aktive Wasserstoff-Maser-Uhren - auch ein Arbeitsgebiet des SHAO -, haben sich zwischenzeitlich für den Einsatz im Bodensegment qualifiziert.

BeiDou-3 I2-S (BD-3 I2-S, BD-3I 2S) ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 40.938 und als COSPAR-Objekt 2015-053A.

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