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Autor: Tobias Willerding / 09. Juni 2016, 23:46 Uhr

Kopiert Europa SpaceX für Ariane 7?

Pressemeldungen aus Frankreich berichten von einem neuen Methantriebwerk, genannt Prometheus, und von einer Kooperation zwischen Europa und Japan bzgl. eines Vehikels, das senkrecht starten und landen kann. Beide Projekte sollen als Vorbereitung für Ariane 7 dienen.

Quelle: Französische Pressemeldungen
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ESA

Bild vergrößernAriane 64, aktuelles Design mit Durchmesser der Ariane 5
(Bild: ESA)
Als Antwort auf die Konkurrenz durch SpaceX entwickelt Airbus D&S derzeit die Ariane 6 im Auftrag der ESA. Provokativ könnte man die Ariane 6 als Ariane 5 mit vier statt zwei Feststoffbooster beschreiben. Ansonsten ähnelt sie äußerlich der nicht realisierten Ariane 5 ME, allerdings soll sie deutlich günstiger sein. Inzwischen hat man auch horizontale Integration als "revolutionäre" Technik entdeckt, etwas was Russland schon seit den 1950ern macht und SpaceX ebenfalls nutzt. Auch die erste große Flüssigkeitsrakete der Welt, das Aggregat 4 - von den Nationalsozialisten als "Vergeltungswaffe 2" bezeichnet - wurde horizontal zusammengebaut. Aber in Europa kann die horizontale Integration der Ariane 6 wegen der schweren Feststoffbooster dann doch nur zur Hälfte implementiert werden, die finale Integration auf der Startrampe erfolgt weiter vertikal.

Doch nun Anfang Juni eine echte Revolution: Nach langem Ignorieren des Themas, startet Europa unter Führung von CNES jetzt zwei neue Projekte zum Thema Wiederverwendbarkeit!

Prometheus
Einmal ein günstiges Flüssigtriebwerk mit dem Namen Prometheus, das mit Methan und Sauerstoff arbeiten soll. 3D-Druck soll die Kosten von aktuell 10 Millionen Euro (Vulcain 2) auf 1 Million Euro (Prometheus) senken. Laut CNES könnten 5-7 dieser Triebwerke einmal eine Ariane 7 antreiben. Das Triebwerk soll 2020 auf dem Prüfstand sein, die Kosten belaufen sich auf 125 Millionen Euro.

Callisto
Außerdem eine Rakete, die vertikal starten und landen kann - ähnlich dem Grasshopper von SpaceX. Dieses Projekt heißt Callisto, es soll zusammen mit Japan durchgeführt werden. Callisto hat eine Größe von ca. 10 Metern und soll laut einem Bild in einem CNES-Magazin von drei Triebwerken angetrieben werden. Dieses Projekt kostet Europa 100 Millionen Euro.

CNES

Bild vergrößernMitarbeiter aus der europäischen Raumfahrtindustrie versammeln sich um ein Modell von Prometheus
(Bild: CNES)
Allerdings müssen beide Projekte auf der ESA-Ministerratskonferenz im Dezember 2016 im schweizerischen Luzern noch verabschiedet werden. Es scheint nicht unwahrscheinlich, dass es Opposition dagegen geben wird, das ESA-Budget für Raketen von aktuell ca. 1 Milliarde Euro pro Jahr noch weiter anzuheben. Wenn man jetzt schon an der Technologie vom Nachfolger arbeitet, werden sich sicher auch einige Leute fragen, warum jetzt soviele Milliarden für Ariane 6 ausgeben, die mit dem Nachfolger, außer vielleicht die Oberstufe, wenig gemeinsam hat.

CNES gibt gegenüber SpaceX technologisch also teilweise kleinbei. Es handelt sich um nicht weniger als eine 180-Grad Wendung gegenüber der jüngsten Vergangenheit. Wie kann man das verstehen? Dazu müssen wir einen Blick in die Geschichte werfen.

Die jüngere Geschichte von SpaceX und Ariane im Vergleich
Wir schreiben das Jahr 2002. Elon Musk gründet SpaceX, in Europa stürzt die Ariane 5 ECA beim Jungfernflug ab. Um die Ariane 5 ECA zu verbessern muss der Etat von der eigentlich geplanten Ariane 5 ECB geopfert werden, sie wird auf unbestimmte Zeit verschoben und auf Sparflamme weiter entwickelt.

In den folgenden Jahren kann die Ariane 5 ECA sich erfolgreich auf dem Markt etablieren. Elon Musk kämpft mit der kleinen Falcon 1 und dem Erreichen des Erdorbits. Aber er plant schon mit größeren Raketen wie der Falcon 9 und der Dragonkapsel. Und zum Mars will er auch. Er stellt alles in Frage, was für die Raumfahrtindustrie bis dahin als Standard galt, er vollzieht viele historische, technische Entscheidungen nochmal nach ("first principles"). Ebenso propagiert er die Wiederverwendbarkeit, eine alte Idee, die nach dem teuren Space Shuttle unpopulär geworden war.

2006 stürzt die erste Falcon 1 ab, 2007 die zweite und 2008 die dritte. Erst beim vierten Flug im September 2008 kann der Erdorbit erreicht werden. Währenddessen erklärt der damalige Arianespace-Chef und heutige CNES-Chef Jean-Yves Le Gall, der - zumindestens damals - nicht gerne ein Blatt vor dem Mund nimmt, in vielen Interviews, wie wenig er doch von Elon Musk und SpaceX hält. Auch in einem Arianespace-Jahresbericht wird SpaceX eine mangelnde Glaubwürdigkeit attestiert.

Zur Überraschung vieler Beobachter kann der Falcon 9 Jungfernflug im Jahre 2010 dann doch einen Erdorbit erreichen und Ende 2010 schafft die Dragonkapsel zwei Erdumrundungen. Auch die Auftragsbücher von SpaceX füllen sich. Die Kritiker verstummen langsam.

Dann das Jahr 2011. SpaceX kämpft mit der Dragonkapsel, man startet kein einziges Mal in diesem Jahr. Stattdessen gibt Elon Musk im September 2011 eine große Pressekonferenz, wo er die wiederverwendbare Falcon 9 ankündigt - viele Beobachter können da angesichts der niedrigen Startrate nur mit den Schultern zuckern. CNES beobachtet natürlich die Entwicklung in Amerika und überlegt, welche Schlüsse man daraus ziehen kann. Man erkennt eine Bedrohung durch SpaceX für Ariane und überlegt sich, was man machen kann.

ESA, SpaceX

Bild vergrößernLinks: Grasshopper, rechts: das CNES Ariane 6 Design von 2012
(Bild: ESA, SpaceX)
Das Jahr 2012
Das Schicksalsjahr ist dann das Jahr 2012. SpaceX erreicht mit Dragon die Raumstation und CNES Chef Le Gall muss zugeben, dass SpaceX ein Erfolg ist. Offenbar erkennt CNES in der Falcon 9 eine auf kosten optimierte Wegwerfrakete - die Wiederverwendbarkeitspläne der Falcon 9 nimmt man nicht ernst. Die Antwort aus Europa kann dann nur eine kostenoptimierte Wegwerfrakete sein. Bei der Ministerratskonferenz Ende 2012 schließlich wird die inzwischen aus der Versenkung geholte Ariane 5 ECB, die jetzt Ariane 5 ME heißt, und ebenfalls gleichzeitig die Entwicklung der Ariane 6 beschlossen.

Dieses Ariane 6-Design besteht wie die europäische Vega fast komplett aus Feststoffmotoren, nur die Oberstufe ist weiter eine Flüssigstufe mit dem auch für die Ariane 5 ME geplanten Vinci-Triebwerk. Deutschland wehrt sich gegen die Ariane 6 und befürwortet die Ariane 5 ME. Gleichzeitig stellt sich dann jedoch heraus, dass die Wiederverwendbarkeitspläne von SpaceX nicht nur Powerpoint sind, der Grasshopper macht zwei Testflüge im Jahre 2012. Der Grasshopper ist eine Erststufe der Falcon 9 mit Landegestell, die vertikal mit einem Triebwerk starten und landen kann.

Halten wir also fest: im Jahre 2012 schwenkt SpaceX endgültig auf den Kurs der Wiederverwendbarkeit, während CNES das ignoriert und die optimierte Wegwerfrakete Ariane 6 als Lösung verkauft. CNES nimmt damit einen großen Know-How-Verlust bei Flüssigtriebwerken in Kauf, auch die Entwicklung von Wiederverwendbarkeit wäre defakto für eine lange Zeit aufgegeben. Die Enwicklungen von SpaceX und CNES/ESA gehen also in fundamental gegensätzliche Richtungen!

Im Jahe 2013 führt SpaceX das Falcon 9 Upgrade F9v1.1 ein. Es kommt heraus, dass bereits diese Version der Falcon 9 mit Wiederverwendbarkeit im Konzept entworfen ist. Es kommt zu ersten Landetests im Wasser, später in 2014 auch auf der Seeplattform. CNES jedoch ignoriert das weiterhin, viel überraschter ist man, dass im Dezember 2013 der erste GTO-Start der Falcon 9 mit SES-8 so reibungslos klappt.

Vor der Ministerratskonferenz 2014 schließlich kommt es zu einem Kompromiss zwischen Deutschland und Frankreich, auch Airbus erkennt den Handlungsbedarf. Das Ariane 6-Design wird geändert und ist der Ariane 5 ME jetzt schon deutlich ähnlicher und so wie am Anfang dieses Artikels beschrieben. Von Wiederverwendbarkeit kann allerdings auch weiter keine Rede sein.

Im Jahre 2015 macht SpaceX weitere Landeversuche, die Falcon 9 hat einen Fehlstart. Im Dezember gibt die Falcon 9 ein spektakuläres Comeback. Neben der Einführung eines weiteren Falcon 9-Upgrades klappt auch die Landung der ersten Stufe der Falcon 9 an Land zum ersten Mal.

Im Jahre 2016 klappt die Landung bei bisher fünf Flügen dreimal. Vier geborgene Stufen sammeln sich im Hangar 39A. Laut Elon Musk soll im September oder Oktober eine geborgene Stufe zum ersten Mal ein zweites Mal fliegen. Inzwischen hat man auch bei CNES einen Handlungsbedarf identifiziert. Zwei Projekte sollen dafür sorgen, dass Europa nicht den Anschluss verliert: Prometheus und Callisto.

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