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Fehlerserie verursachte DART Kollision
16. Mai 2006. Die NASA Mission DART hatte laut Abschlussbericht der offiziellen Untersuchung ernsthafte Schwierigkeiten mit dem Navigationssystem. Anstatt selbständig an einen Satelliten anzudocken, war DART mit dem Zielsatelliten zusammengestoßen.


Künstlerische Darstellung von DART Vergrößerung (Quelle: NASA)

Die 110 Millionen Dollar teure Mission DART (Demonstration of Autonomous Rendezvous Technology) scheiterte im April 2005. Zum Zeitpunkt des Aufpralls, so der Bericht, bewegte sich DART mit 1,5 Metern pro Sekunde auf den Satelliten zu, während das Navigationssystem dachte, es sei 130 Meter vom Satelliten entfernt und entferne sich mit 0,3 Metern pro Sekunde von diesem.

Der Bericht, der wegen seines brisanten Inhalts nicht vollständig veröffentlicht wird, gibt fehlende Erfahrung der Ingenieure sowie fehlende Konsultation von Beratern als Fehlerquellen an. Zusätzlich verantwortlich für das Scheitern der Mission waren der Temindruck und ungenügende Überprüfungen der getroffenen technischen Entscheidungen.

Das Raumschiff war ursprünglich als günstige aber hoch riskante Mission geplant gewesen, die das Manövrieren von zwei Raumschiffen in unmittelbarer Nähe zueinander ohne menschliches Eingreifen demonstrieren sollte. Als DART gestartet wurde, hatte US Präsident George W. Bush bereits seine Vision zur Erforschung des Weltraums mit dem Ziel, Menschen zum Mars zu bringen, verkündet.

Dadurch wurde aus DART eine prominente Testmission für die Technologien, die solch eine Vision erfordert. Am Ende erfüllte DART nur 11 der 27 gesetzten Missionsziele und keine der besonders „kritischen Technologieziele“. Nach 11 der geplanten 24 Stunden parkte sich die Sonde selbständig auf einem Ruheorbit und schaltete sich ab.

Es lief aber nicht alles schlecht für das DART Team. Der Start von der Vandenberg Air Force Base verlief reibungslos, auch das Einschwenken in den Orbit und die anfängliche Ausrichtung auf den Zielsatelliten MUBLECOM verlief ohne Probleme. Als DART sich auf Bewegungen in der unmittelbaren Nähe von MUBLECOM vorbereitete, verbrauchte DART mehr Treibstoff als erwartet.

Der Grund dafür war fehlerhafter Input vom GPS Empfänger des Raumschiffs, das daraufhin mehrmals den Antrieb zündete um den vermeintlich falschen Kurs zu korrigieren. Der Report sagt, dass der Empfänger durchgehend eine gemessene Geschwindigkeit lieferte, die etwa 0,6 Meter von der tatsächlichen Geschwindigkeit abwich.

Das Problem wurde durch einen bekannten und nie behobenen Fehler in der Navigationssoftware verstärkt. Die Software führte ein eigenes Logbuch der geschätzten Geschwindigkeit und Position. Als die GPS Messungen und die vorhergesagte Geschwindigkeit zu stark voneinander abwichen, schaltete sich die Navigationssoftware auf Null und begann neue Messungen auf der Basis der GPS Daten.

Laut Report erfolgte der Neustart der Software alle drei Minuten, wodurch jedes Mal fehlerhafte Navigationsdaten in das System gespeist wurden, die zu unnötigen Antriebszündungen und Treibstoffverlusten führten.

Die fehlerhaften GPS Daten allein wären noch im Toleranzbereich gewesen, hätte die Navigationssoftware die erforderlichen Parameter erfüllt. „Die Design Parameter verlangten, dass sich die gemessenen Geschwindigkeitsdaten innerhalb einer Bandbreite von zwei Metern pro Sekunde bewegen,“ so der Bericht. Die GPS Daten zeigten nur eine Abweichung von einem Meter pro Sekunde.

Weiterhin fand der Untersuchungsausschuss heraus, dass die Kette von Neustarts und Kurskorrekturen nicht weiter gegangen wäre, wenn das so genannte “gain“ richtig eingestellt gewesen wäre. Das „gain“ legt fest, welche Priorität DART den Messungen und Geschwindigkeitsschätzungen zugesteht.

Dieses „gain“ wurde relativ spät in der Entwicklungsphase mit einem schädlich starken Fokus auf die GPS Messungen ausgestattet und anschließend nicht mehr ausreichend getestet.

Der auf die Navigationsprobleme folgende Zusammenstoß verhinderte, dass DART einen kugelförmigen Bereich von 12,6 Metern Durchmesser hinter dem Zielsatelliten MUBLECOM erreichen konnte. DART musste sehr nah an diesen Bereich heran fliegen, verfehlte ihn jedoch um gut zwei Meter. Ironischerweise führte genau das zum Zusammenprall. Ein Kollisionswarnsystem existierte zwar an Bord, doch auch dass verließ sich auf die fehlerhaften GPS Daten.

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Quelle: New Scientist zur Startseite...



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