Softwarefehler macht SSPICY-Satelliten unerreichbar
Der erste Otter-Satellit von Starfish Space verlor während der Inbetriebnahme den Funkkontakt. Eine fehlerhafte Reaktion des bordeigenen Schutzsystems hielt das Funkgerät ausgeschaltet, weshalb NASA und das Unternehmen das Raumfahrzeug als nicht wiederherstellbar einstuften.
Die Technologiemission SSPICY endete faktisch, bevor ihr eigentliches Erprobungsprogramm beginnen konnte. Der von Starfish Space betriebene Kleinsatellit Otter war am 1. Oktober gestartet und hatte zunächst Kontakt zum Boden, verstummte jedoch während der Inbetriebnahme.
Darüber berichtete NASA Blogs am Dienstag, 3. November. Nach gemeinsamen Untersuchungen kamen NASA und Starfish zu dem Ergebnis, dass das Raumfahrzeug nicht wiederhergestellt werden könne, weil das Kommunikationsproblem keine Befehlsverbindung zu den Bodenstationen zulasse.
Die Inbetriebnahme bildet die Übergangsphase zwischen Start und regulärem Missionsbetrieb. Dabei werden Subsysteme eingeschaltet, Instrumente kalibriert, Zustandsdaten ausgewertet und die Funktionsfähigkeit des Satelliten geprüft. Der Kontaktabbruch trat somit in einer Phase auf, in der Otter noch nicht für die geplanten Annäherungs- und Inspektionsaufgaben freigegeben war.
Als Ursache identifizierten die Teams ein Problem im Fehlerschutzsystem. Diese Bordsoftware soll Störungen erkennen und selbstständig Maßnahmen ergreifen, um ein Raumfahrzeug in einen sicheren Zustand zu versetzen. Bei Otter sorgte sie irrtümlich dafür, dass das Funkgerät ausgeschaltet blieb.
Damit entstand ein schwer aufzulösender Kreislauf: Zur Korrektur eines Software- oder Betriebszustands sind normalerweise Kommandos vom Boden nötig, doch gerade der dafür erforderliche Funkweg stand nicht zur Verfügung. Welche ursprüngliche Meldung das Schutzsystem auslöste, ging aus den Angaben nicht hervor.
SSPICY steht für Small Spacecraft Propulsion and Inspection Capability. Das Vorhaben sollte demonstrieren, wie ein kleines Raumfahrzeug zu nicht mehr funktionsfähigen Weltraumobjekten US-amerikanischen Ursprungs im niedrigen Erdorbit navigiert und diese aus der Nähe untersucht.
Dafür vereinte Otter fortschrittliche Antriebs-, Führungs-, Navigations- und Regelungstechnik mit einem beweglichen Robotikausleger. Solche Komponenten müssen bei Annäherungen eng zusammenspielen, da bereits kleine Navigations- oder Steuerungsabweichungen die geplante Inspektion erschweren können.
Für Starfish war der Einsatz ein wichtiger Entwicklungsschritt. SSPICY war der erste Start und die erste Entfaltung der Otter-Plattform sowie die erste Integration der unternehmenseigenen Navigations- und Antriebstechnologien in ein vollständiges Raumfahrzeugsystem. Wegen des Funkverlusts kam es nicht zur vorgesehenen gemeinsamen Erprobung im Missionsbetrieb.
NASA verband mit dem Projekt ein größeres Ziel: kommerzielle Technik für Wartung, Montage und Fertigung im All schneller voranzubringen. Gleichzeitig sollten Beobachtungsdaten über die Eigenschaften von Objekten des orbitalen Trümmerfelds gewonnen werden. Beides setzte jedoch voraus, dass Otter die Inbetriebnahme abschließt und kontrollierte Inspektionsmanöver ausführt.
Greg Stover, Direktor der zuständigen Abteilung für fortgeschrittene Forschung und Technologie am NASA-Hauptquartier, betonte die Bedeutung kommerzieller Fähigkeiten für die Wettbewerbsfähigkeit der US-Raumfahrtwirtschaft. Demonstrationsmissionen ermöglichten es, neue Systeme rasch zu testen, aus ihrem tatsächlichen Verhalten zu lernen und die Technik weiterzuentwickeln.
Diese Einordnung macht SSPICY zu einem Entwicklungsexperiment mit bewusst akzeptierten Risiken. Sie ändert jedoch nichts daran, dass die geplanten Aufgaben nicht nachgewiesen wurden: NASA meldete weder eine Annäherung an ein Zielobjekt noch eine Inspektion oder den Einsatz des Robotikauslegers.
Starfish will bei späteren Otter-Missionen weiterhin Leistungsdaten der betreffenden Technologien für NASA sammeln. Vorgesehen sind zudem Inspektionsdaten zu orbitalen Trümmerobjekten im niedrigen Erdorbit. Konkrete Termine für diese Flüge oder technische Änderungen infolge des Ausfalls wurden nicht genannt.
Finanziert wurde SSPICY von der Advanced Research and Technology Division innerhalb des Forschungs- und Technologiemissionsdirektorats der NASA. Die Betreuung der Unterstützung lag beim Small Spacecraft and Distributed Systems Program am Ames Research Center im kalifornischen Silicon Valley.
Als unmittelbares Ergebnis blieb ein nicht erreichbarer Satellit zurück, dessen zentrale Demonstration ausfiel. Für nachfolgende Entwicklungen liefert der Vorfall dennoch einen klar umrissenen Untersuchungsgegenstand: Die autonome Fehlerschutzlogik muss nicht nur auf Gefahren reagieren, sondern zugleich sicherstellen, dass Kommunikationswege für Diagnose und Wiederherstellung verfügbar bleiben.