Satellitenwelt - Shuttle Transport System

Beim amerikanischen Space Shuttle wo es noch insgesamt drei Stück gibt, (Discovery, Atlantis und Endeavour) ist es sehr schwierig ein Funksignal zu empfangen. Die gesamte Kommunikation wie Video, Phonie, Kommando- und Telemetrie-Daten, geht mit einer 2-Wege-Verbindung und einer hohen Datengeschwindigkeit digital zum MCC (Mission-Control-Centrum) in Houston, über drei um die Erde verteilte geostationäre TDRS (Tracking and Data Relay Satellite) Satellitenpositionen. Dies hat den Vorteil, daß egal wo sich auch das Shuttle befindet, immer der Funkkontakt zum MCC bestehen bleibt. Das Shuttle sendet und empfängt im Ku-Band zu den Satelliten mit einer sich selbst ausrichtenden 90 cm Ku-Band-Parabolantenne, diese sich im Innenraum der Nutzlastbucht befindet. Gesendet wird vom Shuttle auf der 15,003 GHz und empfangen wird von den TDRS-Satelliten auf der 13,775 GHz. Die Ku-Band-Antenne wird etwa in der zweiten oder dritten Erdumrundung aktiviert und aus der Nutzlastbucht heraus geklappt und etwa 20 Stunden vor der Landung wieder in der Nutzlastbucht verstaut. In der restlichen Zeit wo das Shuttle nicht über die Ku-Band-Antenne kommunizieren kann und auch zusätzlich während des Aufenthaltes im Erdorbit, wird das S-Band genutzt. Mit 30 kleinen Helical-Antennen die am Rumpf des Shuttle angebracht sind und 4 Quad-Antennen die sich unter den Hitzeschildkacheln befinden, wird der Kontakt zum MCC über die TDRS-Satelliten per S-Band weiterhin gehalten. Die einzige UHF-Antenne welche für den heutigen Backup-Downlink zur Verfügung steht, befindet hinter dem Bugfahrwerk unter den Hitzeschildkacheln des Shuttle.

Es gibt nur noch zwei Möglichkeiten über Europa ein Funksignal vom Shuttle mit einen Empfänger (Scanner) auf normale machbaren Frequenzen zu empfangen. Einmal kurz nach dem Start, wenn sich das Shuttle in der ersten Erdumrundung nach einer Flugdauer von ca. 19:30min, in Reichweite über Europa bzw. Deutschland seinen Überflug beginnt und nach maximalen 23° Elevation von Ost-Deutschland nach ca. 7:20min wieder endet. Der Shuttle-Flug muß aber die Grundlage haben, daß man auch eine hohe Bahnneigung (Inklination) wie man sie immer bei Flügen zur ISS braucht, haben muß. Die zweite Möglichkeit wäre in der letzten Erdumrundung vor der Landung, wobei hier aber wichtig ist, daß man das Landeverfahren aus südlicher Richtung gewählt hat. Am letzten Missionstag kann man so auch noch Funkverkehr von einen sehr hohen in der Elevation, nämlich den dritten Deutschlandüberflug mitverfolgen. Bis das Shuttle etwa 2 Minuten vor dem rein theoretischen vierten Deutschlandüberflug auf dem KSC landet. Bei 1:34h bis 1:24h vor der Landung, ist so noch ein möglicher Funkverkehr vom Shuttle in der letzten Erdumrundung über Europa zu hören. In dieser Zeitspanne gibt es laut dem Deorbit-Zeitplan zwei Punkte abzuarbeiten. Bei 1:31h den Punkt "Vent doors closed for entry", was das schließen des Interdeck-Schotts ist, was das Flugdeck vom Mitteldeck trennt. Bei 1:26h steht dann die letzte und wichtigste Entscheidung vom MCC an, ob das O.K. für die Landung mit dem "Go for deorbit burn" bzw. für den Bremsschub in 20min gegeben wird. In beiden Möglichkeiten des Funkempfangs, wird meines Erachtens die UHF-Kommunikation nur für einen möglichen Notfall bzw. Ausfall des S-Bandes als Backup-Downlink aktiviert. Die hierbei genutzte primäre UHF-Frequenz für die Phonie-Kommunikation zum MCC, ist die 259,700 MHz in der Modulationsart WAM (12 kHz Filterbandbreite). Da das Shuttle vor dem Bremsschub in Rückenlage fliegt und sich die UHF-Antenne dann am Bugfahrwerk erdabgewandt nach oben zeigend befindet, sind die Signale etwas schlechter zu empfangen als im Überflug nach dem Start.

Eine weitere aber jetzt nicht mehr hörbare Möglichkeit ein Funksignal zu empfangen, war in der An-und Abkopplungsphase von und zu der Raumstation ISS. Wo man damals das VHF-1 Kanalpaar genutzt hatte. Das Shuttle sentete auf der 139,208 MHz zur ISS und die ISS auf der 143,625 MHz zum Shuttle. Die ISS nutzte in dieser Zeit das VHF-2 Kanalpaar für die Kommunikation zum ZUP. Dieses hat aber dann recht schnell das SSCS (Space-to-Space Communications System) abgelöst. Wo man das SSCS noch nicht an der ISS hatte, ist mir z.B. in der Mission STS-102 aufgefallen, daß man die VHF-1 Frequenzen für diesen Zweck sehr viel genutzt hatte. Wo in dem Fall zwar das Shuttle an der ISS angekoppelt war, aber die Verbindungsluke (Hatch) aus Sicherheitsgründen zwischen beiden verschlossen blieb, da man EVA's vom Shuttle aus tätigte, da die Verbindungluke auch zugleich die Druck-und Ausstiegschleuse für die Außenarbeiten ist, oder auch ein weiteres Modul aus der Nutzlastbucht des Shuttle an die ISS angekoppelt wurde, hatte man die gesamte Kommunikation zwischen Shuttle und MCC auf der 139,208 MHz zur ISS übertragen. Die ISS-Besatzung hatte so auch die Möglichkeit alles vom Geschehen zum MCC mitzubekommen und auch sogar daran Teil zu nehmen. In dem man auf der 143,625 MHz zum Shuttle sendete und dieses dann wiederum vom Shuttle über TDRS zum MCC ging. Leider war es aber ab der darauf folgenden Mission STS-100 nicht mehr der Fall, da man die SSCS Antenne an dem Modul Destiny montiert hatte und ab sofort nun noch darüber zwischen beiden kommunizierte.
Vor einiger Zeit war es auch möglich die Astronauten in den amerikanischen EMU-Raumanzügen (Extra-Vehicular Mobility Unit) während einer EVA (Extra-Vehicular Activities) am Shuttle direkt zu hören. Dieses hat man aber auch schon lange vom analogen ins digitale verlegt und findet jetzt auch im neuen SSCS statt. So das man auf den herkömmlichen EVA-Frequenzen die ich mit angegeben habe, nichts mehr empfangen kann.

Space Shuttle	139,208 MHz	An-und Abkopplungsmanöver von der ISS ISS sendet zum Shuttle auf 143,625MHz Im angekoppelten Zustand während der STS-102 konnte man beobachten, wo die Verbindungsluke verschlossen war, daß die gesamte Kommunikation zwischen Shuttle und Houston zur ISS übertragen wurde, da man das SSCS noch nicht im Einsatz hatte. Wurde nur bis zur STS-100 im April 2001 gentzt und danach vom SSCS abgelöst.		± 3 kHz / FM
	145,550 MHz	Amateurfunk SAREX	4 Watt	± 3 kHz / FM
	145,840 MHz	Amateurfunk SAREX Im angekoppelten Zustand an der ISS.	4 Watt	± 3 kHz / FM
	243,000 MHz	Internationale (militärische) Notruf-Frequenz	10 Watt	± 6 kHz / AM
	259,700 MHz	UHF-1 Primär Phonie zum MCC Nach Start und vor der Landung in der letzten Erdumrundung, zu Bahnverflogungsstationen für einen möglichen Ausfall des S-Bandes aktiv. EVA: Astronaut zu Astronaut und Shuttle Biomedizinische Werte und Telemetrie werden auf einen 5,4kHz Unterträger aller 2min für 15s übertragen. (letzter Einsatz im November 1997 auf STS-87)	10 Watt 0,25 Watt	± 6 kHz / AM
	279,000 MHz	EVA: Astronaut zu Astronaut und Shuttle (letzter Einsatz im November 1997 auf STS-87)	0,25 Watt	± 6 kHz / AM
	296,800 MHz	UHF-2 Sekundär Phonie zum MCC EVA: Shuttle zu die Astronauten Biomedizinische Werte und Telemetrie werden auf einen 5,4kHz Unterträger aller 2min für 15s übertragen. (letzter Einsatz im November 1997 auf STS-87)	10 Watt 0,25 Watt	± 6 kHz / AM
	414,200 MHz	SSER (Space-to-Space EMU Radio) Für EVA's vom Shuttle aus mit den amerikanischen EMU-Raumanzügen (Extra-Vehicular Mobility Unit) SSCS (Space-to-Space Communication System) zwischen Shuttle und ISS. ±0,7MHz Bandbreite FSK 64kbps für Audio und Video, 8kbps für Telemetrie	0,11 Watt	± 10 kHz / FM
	417,100 MHz		0,25/5 Watt	± 10 kHz / FM

Wenn man in NASA TV nach dem Start eines Shuttle-Fluges was mit einer ISS-Inklination gestartet ist, einen Blick auf die Bahnverlaufkarte im MCC (Mission-Control-Center) Houston wirft, fehlt einen auf das über England eine Bahnverfolgungsstation mit dem Namen TCSS eingezeichnet ist. Diese ist dann aber auch die einzige die in Europa auf der Karte existiert. Nun die einzige Bahnverfolgungsstation die ich in England kenne ist in Oxford (51.46°N, 01.14°W), was 82km nordwestlich von London liegt. Diese ist z.B. auch im STS Orbit Plus als "OTS" Bahnverfolgungsstation (51.1°N, 0.9°W) bekannt.
Der Zweck dieser Bahnverfolgungsstation ist mir allerdings nicht richtig klar. Vielleicht da es die erste Bahnverfolgungsstation ist die man nach dem Start nach etwa 18 Minuten erreicht und im Falle eines Ausfalles der S-Band Kommunikation die erste Möglichkeit ist, per UHF-Kommunikation Kontakt mit dem Shuttle aufzunehmen. Bei einer Notlandung könnte man ja auf einer der vier amerikanischen Air Base in Spanien (Zaragoza, Moron), in England (Brize Norton) oder in Deutschland (Köln/Bonn) notlanden. Aber auch kurz vor einer Landung wird die Bahnverfolgungsstation auf der Bahnverlaufkarte im MCC gezeigt. Dort könnte man sich vielleicht alle Daten für die Landung in kürzester Zeit austauschen.