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Durch die Stilllegung der Ariane 5 steht Europa vor einer „akuten Startkrise“

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Die letzte Ariane 5 rast am 5. Juli 2023 vom Raumfahrtzentrum Guayana weg. Foto: ESA – S. Corvaja.

Europa steht vor Monaten ohne eigenen unabhängigen Zugang zum Weltraum für große Satelliten, nachdem seine Schwerlastrakete Ariane 5 diese Woche aus dem Verkehr gezogen wurde, nachdem sie ihre 117. und letzte Mission in 27 Betriebsjahren abgeschlossen hatte.

Ariane 6, der vielgepriesene Nachfolger, befindet sich noch in der finalen Entwicklungs- und Testphase. Es liegt hinter dem Zeitplan und wird voraussichtlich nicht vor Ende dieses Jahres fliegen. Einige Branchenexperten gehen davon aus, dass es seinen Jungfernflug möglicherweise erst später im Jahr 2024 durchführen wird.

Die Situation für Europa wird dadurch verschärft, dass sein kleineres Fahrzeug, die Vega-C, nach einem Flugausfall im vergangenen Dezember außer Betrieb bleibt und russische Sojus-Raketen für europäische Starts nicht mehr verfügbar sind. Eine ältere Version der Vega soll im September fliegen.

Der Generaldirektor der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), Josef Aschbacher, erklärte kürzlich, dass sich der Kontinent aufgrund der „Nichtverfügbarkeit selbstgebauter Raketen“ mitten in einer „akuten Trägerkrise“ befinde.

Er sagte: „Die Leistung und Genauigkeit der Ariane 5 war einzigartig und wird als bemerkenswertes Fahrzeug in Erinnerung bleiben, aber ich bin überzeugt, dass die Ariane 6 die gleiche Leistung und Genauigkeit haben wird, sobald sie auf der Startrampe ist.“

Die Ariane 6 wurde in Auftrag gegeben, weil die Kosten für die Produktion der Ariane 5 vor allem angesichts der US-Konkurrenz nicht mehr tragbar waren. Sie soll mindestens 40 Prozent günstiger als die Ariane 5 sein, obwohl es sich immer noch um ein „Entbehrmodell“ handelt.

Die Ariane 6 wird je nach geforderter Leistung in zwei Versionen erhältlich sein – Ariane 62 mit zwei Strap-on-Boostern und Ariane 64 mit vier.

Die Ariane 62 kann Nutzlasten von etwa 4500 kg in den geostationären Transferorbit (GEO) oder 10,300 kg in den niedrigen Erdorbit (LEO) befördern, während die Ariane 64 Nutzlasten von etwa 11,500 kg in den GEO und 20,600 kg in den LEO befördern kann. Es wird auch Mitfahrgelegenheiten für Kleinsatelliten bieten.

Mit einer Höhe von über 60 Metern (197 Fuß) wird die Ariane 6 beim Start mit voller Nutzlast fast 900 Tonnen wiegen – das entspricht in etwa dem Gewicht von anderthalb Passagierflugzeugen des Typs Airbus A380.

Für die Entwicklung hat die ESA mit einem Industrienetzwerk aus mehreren hundert Unternehmen in 13 europäischen Ländern zusammengearbeitet, das vom Hauptauftragnehmer ArianeGroup geleitet wird. Die französische Raumfahrtbehörde CNES bereitet die Startanlagen für Ariane 6 auf dem europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, vor.

Die Unterstufe der Ariane 6 mit Feststoffraketenboostern wird die Rakete in der ersten Flugphase antreiben und im Vakuum 135 Tonnen Schub liefern. Die Kernstufe wird vom flüssigkeitsbetriebenen Vulcain 2.1 angetrieben – einem verbesserten Triebwerk, das vom Vulcain 5 der Ariane 2 abgeleitet ist – und entweder zwei oder vier P120C-Boostern, um beim Start zusätzlichen Schub zu liefern.

Die obere Stufe wird von einem wiederzündbaren Vinci-Motor angetrieben, der mit kryogenem flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff betrieben wird. Die Oberstufe, die es der Ariane 6 ermöglichen wird, im Rahmen einer einzigen Mission eine Reihe von Umlaufbahnen zu erreichen, wird typischerweise ein, zwei oder mehrere Male brennen, um die erforderlichen Umlaufbahnen zu erreichen. Nach der Trennung der Nutzlast wird es eine letzte Zündung geben, um die Oberstufe aus der Umlaufbahn zu bringen und so den Weltraummüll einzudämmen.

Die spitzbogige Verkleidung an der Spitze der Ariane 6 wird in zwei Größen erhältlich sein: 20 Meter (A64/A62) und 14 Meter (A62). Beide haben einen Durchmesser von 5.4 Metern (17.7 Fuß) und bestehen aus einem Kohlefaser-Polymer-Verbundwerkstoff. Die Verkleidung schützt Satelliten vor den thermischen, akustischen und aerodynamischen Belastungen beim Aufstieg in die Umlaufbahn.

Ein Ariane-6-Testfahrzeug steht im Juni auf der Startrampe des Guayana Space Center. Bild: ESA – M. Pedoussaut.

Ariane 6 wird von Französisch-Guayana aus von einem speziellen Startplatz 4 km (2.5 Meilen) westlich der Startrampe der Ariane 5 gestartet. Die Hauptstrukturen umfassen das Trägerraketen-Montagegebäude – das für die horizontale Integration und Vorbereitung vor dem Rollout in die Startzone dient –, das mobile Portal und die Startrampe.

Das mobile Portal – eine 90 Meter hohe mobile Metallkonstruktion mit einem Gewicht von 295 Tonnen in voller Ausstattung – rollt auf Schienen. Es ist mit Plattformen ausgestattet, die den Zugang zur Trägerrakete für die Integration auf der Startrampe ermöglichen. Es speichert und schützt die Ariane 8200, bis sie vor dem Start eingefahren wird.

Die Entwicklung der Ariane 6 begann als Reaktion auf die sich verändernde Landschaft des globalen Trägermarktes und ihr grünes Licht wurde auf der Tagung des ESA-Rats auf Ministerebene im Dezember 2014 gegeben. Ein Hauptanliegen bestand darin, Europas Führungsposition auf dem Markt für kommerzielle Trägerdienste zu behaupten und gleichzeitig den Bedürfnissen Europas nach Unabhängigkeit beim Zugang und bei der Nutzung des Weltraums gerecht zu werden.

Die Rolle der ESA bei der Entwicklung der Ariane 6 bestand darin, den Beschaffungsprozess zu überwachen und für die Architektur des gesamten Startsystems verantwortlich zu sein. Die Industrie ist für die Ermittlung der kommerziellen Marktanforderungen verantwortlich, da sie künftig für die kommerzielle Nutzung des Startsystems verantwortlich ist.

Der Direktor für Raumtransport der Agentur, Toni Tolker-Nielsen, sagte gegenüber Spaceflight Now: „Ariane 6 wird flexibler und kosteneffizienter sein und mehr Missionen erfüllen als Ariane 5. Mehrere wichtige Meilensteine ​​müssen erreicht werden, bevor ein Starttermin bestätigt werden kann, aber es ist bereits ein kommerzieller Erfolg, da die ersten drei Produktionsjahre bereits ausverkauft sind.“

Die Überprüfungstests für die Qualifikation des Startsystems für alle drei Hauptsysteme, Trägerrakete, Startsystem und Startbasis, begannen in diesem Sommer und ein zusätzlicher Heißfeuertest der oberen Stufe ist für später im Juli beim DLR Lampoldshausen, Deutschland, geplant.

Bei diesem Test wird auf dem P5.2-Prüfstand ein nominelles Flugprofil simuliert, wie es für den Erstflug geplant ist, um das erwartete Verhalten der Oberstufe zu bestätigen. Ende des Sommers ist ein weiterer Test geplant, um das Bühnenverhalten bei degradierten Fällen zu untersuchen.

Im November sollen die Unter- und Oberstufen auf dem Seeweg von Frankreich und Deutschland nach Französisch-Guayana transportiert werden, um einen vollständigen Montagetest der Trägerrakete und eine Generalprobe im Nassen vorzubereiten.

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