WAKE ISLAND / LONDON (IT BOLTWISE) – Die White Sands Detachment (WSD) hat mit der SMART-Mission einen vierstufigen Höhenforschungs-Raketenstart von Wake Island durchgeführt. Das Ziel: Theorien zur Umwandlung von Plasma- und Wellenphänomenen im nahen Erdorbit experimentell zu validieren. Der Oriole-IV-Vehikel machte dabei den ersten Flug dieser Konfiguration unter expeditiven Bedingungen möglich. Zusätzlich zeigt das Setup, wie sich Telemetrie- und Startinfrastruktur ohne bestehende Messstation vor Ort aufbauen lässt.
Die SMART-Mission (Space Measurement of A Rocket-released Turbulence) ist vor allem deshalb bemerkenswert, weil sie nicht in einer klassischen Testumgebung stattfindet. Laut den Angaben zur Durchführung startete das White-Sands-Team am 12. Februar von Wake Island im Pazifik und stellte damit gleichzeitig einen neuen Meilenstein in der suborbitalen Fahrzeugfähigkeit auf: Es war der erste Flug einer vierstufigen Höhenforschungs-Rakete in dieser Mission. Von strategischer Bedeutung ist zudem, dass die Experimente auf nachvollziehbaren physikalischen Modellen aufbauen und die Messungen im niedrigen Erdorbit erfolgen sollen, also in einer Region, in der sich das Verhalten geladener Teilchen und elektromagnetischer Wellen stark von Laborbedingungen unterscheiden kann.
Technisch setzt SMART bei einer gezielten Erzeugung eines Plasmas an und koppelt anschließend die Messung an dessen elektromagnetische Signatur. Der Oriole-IV-Aufbau, der aus mehreren Motorstufen (Talos, Terrier, Oriole und Nihka) besteht, trägt zwei Nutzlasten. Nach dem Erreichen einer Höhe, die weit in den Bereich des nahen Erdorbits reicht, zündet eine Richtungsladung (shape charge), um mehrere Pfund Barium zu verdampfen. Diese Freisetzung erzeugt ein Plasmafeld; die zweite Nutzlast soll die elektromagnetischen Effekte dieses Feldes vermessen und damit Hinweise liefern, ob die erwarteten Wellenumwandlungen im Zielraum tatsächlich so stattfinden wie in den zugrunde liegenden Theorien beschrieben.
Im Kern geht es um die Umwandlung von Wellenmodi, die im Labor getestet wurden, nun aber im Orbit „auf die harte Probe“ gestellt werden. Laut Jay Breuer, Senior Test Director in der suborbitalen Fahrzeugeinheit der WSD, zielt SMART darauf, experimentell nachzuprüfen, welche physikalischen Annahmen langfristig die Entwicklung von Fähigkeiten für die Marine unterstützen können. Bei NRL wird das Experiment noch konkreter beschrieben: Christopher Netwall, Leiter im Bereich Dynamics and Control Systems am Naval Research Laboratory, ordnet das Vorhaben als Bestätigung der Umwandlung von elektrostatischen Lower-Hybrid-Wellen in elektromagnetische Whistler-Wellen ein, ausgelöst durch eine hochdynamische Metall-Dampf-Freisetzung in der Ionosphäre. Genau dieser Schritt ist für die Signal- und Kopplungsmodelle entscheidend, weil Whistler-Wellen als Träger bestimmter Übertragungs- und Wechselwirkungsmechanismen in der Raumumgebung eine Rolle spielen können.
Dass SMART überhaupt von Wake Island starten konnte, hängt nicht nur von der Rakete ab, sondern vor allem von der Fähigkeit, Infrastruktur zu transportieren und vor Ort funktionsfähig zu machen. Die WSD ist nach eigenen Aussagen in der Lage, startbezogene Tests an verschiedenen Orten aufzubauen, doch auf Wake fehlten sowohl eine funktionierende Startanlage als auch passende Mess- und Empfangsinfrastruktur. Während sonst Telemetriedisks und eine Start-Leitstelle zum Standard gehören, mussten die Teams laut Darstellung „von vorn“ anfangen: Sie brachten Bodenunterstützung, Planung, Auswertung und Betrieb mit, und machten dabei auch die Telemetrie für die Flugdaten empfangsbereit. Ein wichtiger Punkt war dabei eine neuartige „Safari“-Ground-Station, mit der die White-Sands-Mannschaft die Telemetrieströme abgreifen konnte, weil es vor Ort keinen ausgebauten Range-Control-Workflow wie an etablierten Standorten gab.
Auch die Mission selbst zeigt, wie sich Kosten, Bauaufwand und Testtiefe in der Praxis austarieren lassen. Die Rakete wurde laut Quelle von einem 50K-Launcher auf dem vom Missile Defense Agency (MDA) genutzten Gelände gestartet und die Schiene musste für das 68-Fuß-hohe Fahrzeug entsprechend erweitert werden. Die Stufenbasis nutzt dem Bericht zufolge demilitarisierte Raketenmotoren, was die Startkosten senken soll; für die erreichte Zielhöhe von 335 Meilen sei eine Kombination mehrerer relativ kleiner Durchmesser-Module nötig gewesen. Interessant ist außerdem, dass das Fahrzeug nicht nur mit drei Telemetriesystemen für Geschwindigkeit und Höhe ausgerüstet war, sondern in diesem Fall auch zwei separate Attitude-Control-Systeme mitbrachte, um die Ausrichtung der Rakete zu stabilisieren und zu steuern.
Vor dem Start war der Rahmen logistisch anspruchsvoll: Insgesamt reisten 42 Personen an, darunter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Naval Research Laboratory sowie Teams von NSWC Indian Head Division, NASA Goddard Space Flight Center, zwei Universitäten und mehreren Auftragnehmern. Die Expedition setzte auf einen langen Anmarschweg mit drei C-17-Transportflugzeugen, die Ausrüstung, Personal und Sprengstoff-Komponenten von Holloman Air Force Base rund 5.800 Meilen nach Wake brachten; mit Zwischenstopps und Crew-Wechseln landete das Paket erst nach mehreren Tagen. Auf dem Atoll selbst waren die Bedingungen laut Schilderung teils extrem – von einem „post-apokalyptisch“ wirkenden Basislager mit undichtem Dach bis zu täglicherem Umgang mit Hitze, hoher Luftfeuchtigkeit, Regenphasen und sehr viel Staub. Für die Verbindung wurde auf satellitengestützte Internetgeräte gesetzt, während vor Ort sonst weder WLAN noch Mobilfunk verfügbar waren; sogar fehlendes fließendes Wasser wurde über tägliche Kühlboxen mit Flaschenwasser abgefedert.
Nach dem Flug verlief die Mission dem Bericht zufolge erfolgreich: Die Performance wurde als nominal beschrieben, die Nutzlasten erfüllten die wissenschaftlichen Ziele, und die Telemetriedaten konnten erhoben werden. Ein weiterer organisatorischer Effekt kommt hinzu: Nach der Startphase übertrug MDA die Eigentümerschaft der Wake-Startschiene an WSD, wodurch das Team nun vier von fünf existierenden 50K-Launchern besitzt. Das stärkt die Möglichkeit, auch künftig remote Missionen durchzuführen, insbesondere im Umfeld wachsender Anforderungen an Tests von Hyperschall-Systemen und die Weiterentwicklung von Komponenten im Kontext eines US-amerikanischen Missile-Defense-Programms, das in der Darstellung als Golden Dome bezeichnet wird. Breuer betont dabei, dass die „Safari“-Fähigkeit künftig gezielt genutzt werden soll, um Starts auch dort umzusetzen, wo bisher keine passende Infrastruktur existiert.
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