Vega - Europas Nesthäkchen

24.12.2005 / Autor: Florian Stremmel

Europa erwartet Nachwuchs. Nicht nur von der adoptierten Sojus, sondern auch aus eigener Produktion. Ab Ende 2007 soll die neue "Vega" den Startbetrieb ergänzen.

Druckansicht

Die Raumfahrtagentur ESA hat sich zum Ziel gesetzt, Europa einen dauerhaften Zugang zum All zu sichern, und das zu erschwinglichen Kosten. Folglich ist eine Trägerraketen-Familie von Nöten, die flexibel und wettbewerbsfähig auf institutionelle und kommerzielle Bedürfnisse reagieren kann. Auch der Wunsch, dass Europa die Fähigkeit besitzen soll, eiagene Missionen jeglicher Art und Größe durchzuführen, lässt erkennen, dass dazu mehr als die große Ariane 5 erforderlich ist. Mit dem Vorsatz, ab der zweiten Hälfte des Jahres 2008 die russische Sojus von Kourou aus abheben zu lassen, bleibt nun noch der Bereich der kleinen Nutzlasten abzudecken. Vega heißt hier Europas Angebot auf den Markt der leichten Satelliten.

Die „Vega“ – Europas Nesthäkchen
(Bild: ESA)

Während die Ariane 5 hauptsächlich für schwere Nutzlasten verwendet werden soll (sie ist in der Version Ariane 5 ECA in der Lage, bis zu 10.000 Kilogramm in einen geostationären Transfer-Orbit, GTO, zu befördern), decken die Strategen von ESA und Arianespace mit dem bewährten Arbeitspferd aus Russland den Transport mittelschwerer Nutzlasten ab (bis zu 3.000 Kilogramm können im GTO ausgesetzt werden). Und nun soll Vega nach einem Qualifikationsflug Ende 2007 für den Transport von Satelliten sorgen, die kleiner und leichter und zudem in geringeren Erdumlaufbahnen auszusetzen sind.

Europas kleiner Helfer wird 1.500 Kilogramm Nutzlast in einen sonnensynchronen Orbit (SSO) bzw. 700 Kilogramm in eine niedrige Erdumlaufbahn (Low Earth Orbit, LEO) hieven können. Dies schlägt sich natürlich in der Gestalt der Rakete nieder: mit einer Höhe von 30 Meter und einem Durchmesser von 3 Meter ist Vega wesentlich kleiner als alle Ariane-Vorgänger und mit einem Gewicht von lediglich 137 Tonnen auch erheblich leichter (Ariane 4 brachte es auf ein Startgewicht von bis zu 470 Tonnen).

Die ESA begründet ihren Schritt zu Vega mit dem wachsenden Interesse an kleineren Satelliten. Grund dafür seien veränderte Raumfahrtpolitiken sowie die fortschreitende Entwicklung der Satellitentechnik (hier vor allem der Trend hin zu kleineren und leichteren Satelliten im Bereich der Erdbeobachtung). Zu bemerken ist jedoch, dass klein nicht gleich klein ist; vielmehr lässt sich der Satellitenmarkt im unteren Abmessungsbereich abermals unterteilen: in Mikro-Satelliten mit einem Gewicht bis zu 300 Kilogramm, in Mini-Sats, die zwischen 300 und 1.000 Kilogramm wiegen, und in die so genannten Kleinsatelliten, die bis zu 2.000 Kilogramm auf die Waage bringen. Satelliten unter einer Tonne werden fast ausschließlich von institutionellen Programmen nachgefragt, z.B. zur Erdobservation oder anderen wissenschaftlichen Missionen. Insgesamt rechnet die ESA für Vega mit drei bis fünf Missionen pro Jahr, die unterschieden werden in Einzelstarts für Mini- und Kleinsatelliten und Mehrfachstarts für einen Mini- sowie bis zu sechs Kleinst-Satelliten.

Die dritte Oberstufe der „Vega“
(Bild: ESA)

Der Ursprung der Trägerrakete liegt bereits in den 90er Jahren, als Studien verschiedener europäischer Länder die Möglichkeit der Vervollständigung des Leistungsspektrums der Ariane-Familie mit einem Startsystem für kleinere Nutzlasten ausloten sollten. Die italienische Raumfahrtagentur ASI entwickelte daraufhin in Zusammenarbeit mit der heimischen Industrie Konzepte auf Basis ihrer Erfahrungen im Bereich der Feststoffantriebe. Im Juni 1998 wurde Vega, benannt nach dem zweithellsten Stern in der nördlichen Hemisphäre, offizielles ESA-Programm, und damit weiterverfolgt als gemeinschaftliches Projekt mit weiteren sechs Mitgliedstaaten.

Das heutige Vega-Programm besteht aus drei Teilbereichen: der Startrakete, dem P80-Motor der ersten Stufe und dem Bodensegment. Für jeden dieser Bereiche hat ein Hauptauftragsnehmer verantwortlich gezeichnet. Um die Rakete selbst kümmert sich ELV (ein italienisches Gemeinschafts-Unternehmen der Raumfahrtagentur ASI und dem Konzern Avio), den Antrieb der ersten Stufe liefert Avio, unter anderem mit Hilfe von französischen Unterauftragnehmern, und Vitrociset (ebenfalls Italien) sorgt für die Startvorrichtung. Diese wird auf dem ehemaligen Startgelände der Ariane 1 installiert.

Das Obermodul AVUM
(Bild: ESA)

Im Gegensatz zur Tradition der Ariane-Familie verfügt Vega nicht über externe Booster. Drei Haupteinheiten bilden das Gefährt: die untere Einheit (bestehend aus drei Feststoffstufen), das wiederzündbare Obermodul AVUM (Altitude and Vernier Upper Module, setzt sich zusammen aus einem Antriebs- und einem Avionikmodul) und die Nutzlasteinheit (bestehend aus der Verkleidung und der Verbindungsstruktur zwischen Modul und Nutzlast). Die erste Stufe der unteren Einheit, der P80-FW-Motor verfügt über 88t Treibstoff. Er ist zugeschnitten auf Vega, aber seine Maße sind auch repräsentativ, um Technologien zu überprüfen, die in einer späteren Phase für neue Ariane-5-Booster anwendbar sein können. Erste Tests mit einem Demonstrationsmodell sollen im August 2006 in Französisch Guayana stattfinden, der erste zum Einbau vorgesehene Antrieb wird voraussichtlich ein Jahr später geliefert. Die zweite Stufe, Zefiro23 genannt, besitzt 23 Tonnen Treibstoff, gefolgt vom dritten Feststoffantrieb (Zefiro9) mit 10 Tonnen. Dieser wurde jüngst erfolgreich auf Sardinien getestet. Zefiro9 wird 217 Sekunden nach dem Start von Vega, die sich dann bereits in 145 Kilometer Höhe befindet, gezündet, und beschleunigt den Träger auf Mach 13. Auf Flüssigtreibstoff hingegen greift das Obermodul zurück. Je nach Mission bis zu 500 Kilogramm werden in zwei Titan-Tanks aufbewahrt.

Auch hinter einer vergleichsweise kleinen Rakete verbirgt sich also jede Menge Hightech, und dass man Vega nicht unterschätzen sollte, meint auch Paolo Bellomi von ELV: „Vegas Bordcomputer ist 10-mal schneller als derjenige der Ariane 5, und das, obwohl er viel kleiner ist.“