Breeze-M-Versagen – auf der Startrampe war es zu warm

Wir erinnern uns, ungewöhnlich kalte Temperaturen ließen 1986 die Dichtungsringe in den Challenger-Boostern spröde werden – eine Katastrophe. Beim Versagen einer Breeze-M-Oberstufe im letzten Dezember war es nun umgekehrt. Der Treibstoff war schon beim Start zu warm, Ursache für ein zum Glück gerade noch beherrschbares Missgeschick.

Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ILS.

Es ist immer wieder erstaunlich, an welchen einfachen Fehlern Raketenmissionen fast oder ganz scheitern. Der Start des Gasprom-Kommunikationssatelliten Yamal 402 auf einer Proton-Rakete am 8. Dezember 2012 im kasachischen Baikonur lief bekanntlich bis zum vierten Zünden der Oberstufe Breeze-M reibungslos. Dann kam es zu einem vorzeitigen Abbruch des Brennvorganges. Der Satellit konnte zwar mit seinem Bordtriebwerk auf die vorgesehene Umlaufbahn gehoben werden, wird dort aber wegen des nun geringeren Treibstoffvorrates voraussichtlich nur 11 statt der vorgesehenen 15 Jahre Dienst tun können.

ILS
Proton mit Yamal 402 auf der Startrampe – noch ahnt keiner das Problem mit dem zu warmen Treibstoff
(Bild: ILS)

International Launch Services (ILS) als „Transportdienstleister“ hat nun den Abschlussbericht zum Versagen der Breeze-M-Stufe veröffentlicht. Bereits kurz nach dem Beinahe-Desaster wurde ein möglicher Lagerschaden in der Turbopumpe der Oxidator-Zuleitung zur Brennkammer des Triebwerks als naheliegendste Ursache genannt. Aber wie kam es zu diesem Lagerschaden? Die russische Untersuchungskommission FROB (ILS Failure Review Oversight Board) ist vorsichtig und argumentiert mit Annahmen von hoher Wahrscheinlichkeit. Demnach war unter anderem der Oxidator (Distickstofftetroxid) zu warm.

Nun ist bekannt, dass es im Innern eines Triebwerks in der Regel heiß her geht, aber hier war es diesmal offensichtlich doch zu heiß. Laut FROB lag eine unglückliche Kombination einer bereits auf der Startrampe über der Normtemperatur liegenden Treibstofftemperatur und eines ungewöhnlich starken Hitzerückstaus im Triebwerk vor. Folge war, dass die Oxidator-Zuführungsleitung bereits vor der dritten Zündung überhitzt gewesen sein soll. Der normalerweise flüssige Oxidator in der Zuleitung verdampfte. Dafür reichen bereits +21 Grad Celsius aus. Das Gas entsprach nicht mehr den Spezifikationen des Triebwerks. Nach der dritten Zündung kam es deswegen zu einer Drehzahlüberschreitung der Turbopumpe. Gleichzeitig entfielen die Kühleigenschaften eines flüssigen Oxidators. Beides führte zum oben genannten Lagerschaden, der wiederum das vorzeitige Abschalten des vierten Brennvorganges verursachte.

Laut ILS reicht es aus, künftig bei den thermischen Parametern höhere Sicherheitsmargen vorzusehen. Modifikationen an der Breeze-M-Technik seien nicht erforderlich. Der nächste Start einer von ILS beauftragten Proton ist am 27. März 2013 vorgesehen mit Satmex 8 der Satellites Mexikanos S.A. de C.V. als Nutzlast an Bord.

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