Startfenster

Bezeichnung für den Zeitraum, zu dem ein Start eines Raumflugkörpers möglich ist, so dass die Mission unter gegebenen Bedingungen erfüllt werden kann. Gelingt es nicht, den Start innerhalb des Startfensters durchzuführen, muss er bis zum nächsten Startfenster verschoben werden.

Experten differenzieren zwischen launch period (Abschussfrist, Startperiode), einer Anzahl von Tagen und launch window (Startfenster), einer Zeitspanne an einem bestimmten Tag, in der eine bestimmte Rakete gestartet werden muss, um ihr angestrebtes Ziel zu erreichen. Startfenster und Startperioden werden in der Öffentlichkeit oft austauschbar verwendet, sogar innerhalb derselben Organisation. Diese Definitionen werden jedoch von den Startmanagern und Flugbahnanalytikern der NASA (und anderer Raumfahrtagenturen) verwendet.

Die Lage und Größe von Startperiode/Startfenster hängen vom Startplatz, von den Energiereserven und der Steuerbarkeit der verfügbaren Trägerrakete sowie dem eigentlichen Missionsprofil ab.

Sofern die Mission nur daraus besteht, einen Raumflugkörper in die Erdumlaufbahn zu bringen, kann der Start zu fast jedem beliebigen Zeitpunkt stattfinden. Das Startfenster ergibt sich dann aus weiteren Einschränkungen, beispielsweise der Anforderung, dass der Start bei Tageslicht erfolgen soll.

In manchen Fällen ist das Ziel der Mission, ein Rendezvous mit einem bereits in der Erdumlaufbahn befindlichen Raumschiff durchzuführen. Rendezvous erfolgen mehrmals jährlich mit der Internationalen Raumstation (ISS), die von Sojus-Raumschiffen und Raumtransportern angeflogen wird. Die Lage des Startfensters ergibt sich aus der Tatsache, dass ein Raumflugkörper im Orbit in Abständen von etwa 24 Stunden jeden Punkt der Erde überfliegt, dessen geographische Breite geringer als die Bahnneigung ist. Innerhalb des Startfensters gibt es einen Zeitpunkt mit der geringsten aufzuwendenden Energie. Wird nicht zu diesem Zeitpunkt gestartet, wird mehr Treibstoff benötigt. Die Größe des Startfensters ergibt sich dann aus den Energiereserven und der Steuerbarkeit der Trägerrakete.

Besondere Präzision beim Start ist notwendig, wenn der gestartete Satellit ein Teil einer Satellitengruppe ist, und die erforderliche Umlaufbahn mit mehreren anderen Satelliten synchronisiert sein muss. Das Startfenster kann in diesen Fällen bis auf wenige Sekunden schrumpfen, wie beispielsweise bei den Satelliten des A-Train.

Erdbeobachtungssatelliten werden oft in sonnensynchrone Umlaufbahnen gebracht, die nahezu polar sind. Bei diesen Bahnen erfolgt das Startfenster zu der Tageszeit, zu der der Standort des Startplatzes auf die Ebene der gewünschten Umlaufbahn ausgerichtet ist. Ein Start zu einem anderen Zeitpunkt würde ein Manöver zum Wechseln der Umlaufbahnebene erfordern, für das eine große Menge an Treibstoff erforderlich wäre.

Bei Starts oberhalb des niedrigen Erdorbit (LEO) kann die tatsächliche Startzeit etwas flexibel sein, wenn ein Parkorbit verwendet wird, da die Neigung und die Zeit, die das Raumfahrzeug anfangs im Parkorbit verbringt, variiert werden können.

Der Energiebedarf für eine Raumsonde zu anderen Planeten hängt extrem vom Startzeitpunkt ab. Die energiegünstigste Variante ist der Transfer auf der Hohmannbahn. Dabei beginnt die Startperiode nur ein Mal während der synodischen Umlaufzeit des Zielplaneten. Diese beträgt beim Mars über zwei Jahre, bei anderen Planeten weniger.

Bei Missionen zu den äußeren Planeten muss auch die Position des Jupiter berücksichtigt werden, der meist für ein Swing-by-Manöver verwendet wird.

Die Dauer des Startperiode beträgt bei einer Planetenmission mehrere Tage bis wenige Wochen, abhängig von den Leistungsreserven der Trägerrakete. Innerhalb dieser Zeit kann aufgrund der Erdrotation auch nur zu einer bestimmten Zeit am Tag gestartet werden, so dass sich das Startfenster über eine längere Zeit täglich einmal öffnet. Der erste Startversuch wird üblicherweise auf einen Termin einige Tage vor dem optimalen Zeitpunkt gelegt, so dass Verzögerungen durch technische Probleme oder das Wetter ausgeglichen werden können.