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• Ariane 1

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Ein Beitrag von Daniel Maurat.

Die Ariane 1 entstand aus der Asche der gescheiterten Europa und wurde zum Grundstein der europäischen Raumfahrt. Sie war die Urmutter der später oft benutzen Ariane 4 und bereitete den Erfolg der ESA vor. Mit ihr wurde zudem eine der ersten europäischen Raumsonden, die Kometensonde Giotto, gestartet.

Entwicklung

Das Debakel der Europa führte dazu, dass sich Frankreich und Deutschland 1972 entschlossen, einen gemeinsamen Träger zu entwickeln, den sie zunächst L3S nannten. Frankreich übernahm schnell die Führung, was zu einem großen Vorteil dieses Programms im Gegensatz zur Europa wurde. Bei diesem Projekt gab es ein klar definiertes Management mit einem Hauptauftraggeber, der französischen Raumfahrtagentur CNES. Diese benannte das Projekt schließlich in Ariane um, da dieser Name in allen beteiligten Ländern (die späteren ESA-Staaten) gut ausgesprochen werden konnte und dies der Vorliebe der Franzosen, Raketen weibliche Vornamen zu geben, entsprach.

Als Startrampe wählte man die alte Europa-Rampe im Centre Spacial Guyanaise, die für die Ariane umgerüstet wurde. Man änderte aber den Plan für die Ariane, da Deutschland keine große kryogene Oberstufe entwickeln wollte. Dafür verkleinerte man die kryogene Stufe und nahm noch eine weitere Stufe als Zweitstufe hinzu, die von ihrem Aufbau der ersten ähnelte.

Eines der heikelsten Themen war der Treibstoff: man plante, dafür UDMH zu nehmen, da schon für die Europa UDMH genutzt wurde, doch reichten die Vorräte nicht aus und der Treibstoff wurde in Europa so gut wie nicht produziert. Da die USA eine Lieferung verweigerten, um so ihr Monopol für kommerzielle Raketenstarts zu wahren, kaufte man den Treibstoff in der UdSSR ein, und das während des Kalten Krieges.

Technik

Die Ariane 1 besteht aus drei Stufen:

• Die erste Stufe, auch L-140 (Liquid 140, Flüssigtreibstoff und 140 t Kapazität) genannt, war 18 m lang, hatte einen Durchmesser von 3,8 m und wog voll betankt 160 t. Sie bestand aus Edelstahl und wurde von der französischen Firma Aerospacial gebaut. Als Treibwerke verfügte sie über vier Viking 2 mit je 611,6 kN Schub auf Meereshöhe. Die Stufe hatte eine Betriebsdauer von 145 Sekunden und benutzte als Treibstoff UDMH und N₂O₄. zudem wurde ein Wassertank mitgenommen, der mit dem Treibstoff verdampft wurde und zum Betrieb des Gasgenerators benutzt wurde. Dieses System ist einmalig in der Geschichte der Raumfahrt und wurde seitdem nur noch in den Nachfolgermodellen Ariane 2-4 benutzt. An der Basis gab es kleine Flügel, die Fins. Sie dienten dazu, die Rakete in der Zeit kurz nach dem Start stabil zu halten.
• Die zweite Stufe, auch L-33 genannt, war 11,5 m lang, hatte einen Durchmesser von 2,6 m und wog voll betankt 37,13 t. Gebaut wurde sie bei MBB-ERNO in Bremen aus Edelstahl und besaß ein einzelnes Viking-4-Triebwerk, das ein an den Vakuumbetrieb angepasstes Viking-2-Triebwerk der Erststufe ist. Die Anpassungen waren vor allem eine längere Düse. Wie die Erststufe wurde sie mit UDMH und N₂O₄ betrieben und besaß einen Wassertank für den Gasgenerator. Das Triebwerk wurde kardanisch aufgehängt und konnte somit in der Gier- und Nickachse bewegt werden. Zur Rollstabilisiering hatte es zwei 50 N starke Triebwerke.
• Die dritte Stufe, die H-8, war das Glanzstück der Ariane. Sie war 10,2 m lang, hatte einen Durchmesser von 2,7 m und wog voll betankt 9,7 t. Sie bestand aus Edelstahl und wurde von Aerospacial gebaut. Als Treibstoff benutze man die hochenergetische Kombination LH₂/LOX (flüssiger Wasserstoff/flüssiger Sauerstoff), welche bisher nur in der Atlas Centaur und der Saturn der NASA benutzt wurden. Das Triebwerk HM-7 wurde von Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) in Deutschland gebaut und war erst das dritte Triebwerk, dass diese Treibstoffkombination benutzte. Es hatte einen Schub von 31,7 kN und brannte 563 Sekunden lang. Es war kardanisch aufgehängt und somit über zwei Achsen schwenkbar. Die Rollsteuerung übernahmen zwei Düsen, die verdampften Wasserstoff ausstießen.

Eine der Besonderheiten der Ariane 1 war ihre Doppelstartvorrichtung, die Sylda genannt wurde. Sie wurde in der Nutzlastverkleidung untergebracht und hatte an der Spitze einen zweiten Nutzlastadapter, mit dem ein zweiter Satellit transportiert werden konnte. So konnten z. B. zwei Intelsat-IV-Satelliten auf einmal gestartet werden. Die amerikanische Konkurrenz, die Atlas SLV-3D Centaur D1A, schaffte dagegen nur einen pro Start. Dies brachte einen gewaltigen Vorteil für die Vermarktung, da somit der Start für den einzelnen Kunden billiger wurde.

Technischen Daten

Starts

Der erste Start der Ariane 1 fand am Heiligabend 1979 statt und machte Westeuropa zum 7. „Staat“, der über eigene Orbitalkapazitäten verfügte (davor die UdSSR, die USA, Frankreich, Japan, China und Großbritannien, wobei Frankreich und Großbritannien an der Entwicklung der Ariane beteiligt waren). Doch schon der zweite Start war ein Fehlschlag, da die Rakete kurz nach dem Start explodierte. Schuld daran war ein Triebwerk der ersten Stufe, dass eine Verbrennungsinstabilität zeigte und die Rakete gesprengt werden musste. Auch der fünfte Start war ein Fehlschlag, da die H-8-Drittstufe versagte (auch später ein Grund für Versagen der Ariane 2-4).

Die ersten acht Starts wurden noch mit L (engl. Launch für Start) bezeichnet, z. B. war L1 der Erststart an Heiligabend 1979. Dies war so, da noch die ESA die Starts vorbereitete, diese Aufgabe später dann Arianespace übergeben wurde. Arianspace war eine Vermarktungsfirma mit Sitz in der Nähe von Paris, von der die meisten Firmen, welche die Ariane gebaut haben, Anteile besaßen. Diese kennzeichnete die Starts von nun an mit V (franz. Vol für Flug), so war V9 der neunte Start einer Ariane, hier die Ariane 1 mit dem Satelliten Spacenet 1 als Nutzlast. Aber die Ariane 1 startete nicht nur Kommunikatinssatelliten, sondern auch eine Raumsonde, nämlich die westeuropäische Sonde Giotto, die Bilder vom Kern des Halleyischen Kometen machte. Gestartet wurde sie bei V14 am 2. Juli 1985. Insgesamt startet die Ariane 1 elf Mal, wobei die letzen zwei Male nach den Erstflügen der Ariane 3 und der letzte Flug nach dem Erstflug der Ariane 2 stattfanden.

Diskussion zu diesem Artikel

• Ariane 1

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Ein Beitrag von Ingo Froeschmann und Axel Orth. Quelle: ESA. Vertont von Dominik Mayer.

Das Abenteuer begann mit dem Start von Giotto mit einer Ariane-1-Trägerrakete (Flug V14) am 2. Juli 1985. Nach drei Umrundungen der Erde wurde das Triebwerk an Bord gezündet, um die Raumsonde in eine interplanetare Flugbahn zu befördern. Acht Monate und nahezu 150 Millionen Kilometer dauerte die Reise, bis die Instrumente der Raumsonde am 12. März 1986 erstmals die Wasserstoffionen des Halleyschen Kometen erkannten, der sich in 7,8 Mio. km Entfernung befand.

Giottos Rendezvous mit Halley fand ungefähr einen Tag danach statt, als die Sonde den Bugschock des Sonnenwindes passierte (die Region, in der eine Schockwelle entsteht, wenn die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Solarpartikel auf Unterschallgeschwindigkeit verlangsamen). Mit dem Eintritt in den dichtesten Teil der Nebelhülle des Kometen begann die Kamera, das hellste Objekt (den Kern) in ihrem Sichtfeld zu verfolgen.

Die Aufregung im Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt wuchs, als die ersten, unscharfen Bilder und Daten eintrafen. Die zehn Experimententeams prüften die neuesten Informationen auf Mark und Bein und setzten alles daran, eine vorläufige Analyse bekannt geben zu können.

Und die Aufregung wuchs nicht nur in Darmstadt, sondern in ganz (Fernseh-)Deutschland: Ältere Raumfahrtinteressierte werden sich sicher noch an „Die Nacht des Kometen“ erinnern, wie die damalige stundenlange Liveübertragung im ZDF mit Joachim Bublath betitelt war. Die Spannung dieser Nacht hielt locker jedem Vergleich mit heutigen Raumfahrt-Großereignissen wie der Huygens-Landung auf Titan und mit Deep Impact stand. Apropos Deep Impact: Europa kann heute noch stolz darauf sein, mit Giotto ausnahmsweise mal den Amerikanern um fast 20 Jahre voraus gewesen zu sein, als diese Mitte 2005 ihre nationale „Night of the Comet“ erlebten – wie das Ereignis in den USA tatsächlich genannt wurde.

Der erste von 12.000 Staubaufschlägen wurde 122 Minuten vor der größten Annäherung verzeichnet. Als Giotto sich bis auf rund 2.000 km annäherte und einen vom Kometenkern wegströmenden Materialstrahl durchquerte, bei dem sich die Häufigkeit der Staubaufschläge stark erhöhte, wurden weitere Bilder zur Erde übertragen.

Dabei bewegte sich die Raumsonde mit einer Geschwindigkeit von 68 km pro Sekunde in Relation zum Kometen fort. 7,6 Sekunden vor Erreichen des geringsten Abstands geriet Giotto durch den Aufprall eines ‚großen‘ (ein Gramm) Teilchens ins Trudeln. Der Kontakt zur Erde ging kurzzeitig verloren und die Bildschirme im ESOC blieben leer. Das Fernsehpublikum und besorgte Giotto-Teammitglieder rechneten mit dem Schlimmsten, aber zum allseitigen Erstaunen trafen plötzlich wieder Bruchstücke von Informationen ein. Giotto hatte überlebt.

Innerhalb von 32 Minuten stabilisierten die Triebwerke der standhaften Raumsonde ihre Bewegung, und der Kontakt wurde wiederhergestellt. In der Zwischenzeit hatte sich Giotto dem Kometenkern bis auf 596 km angenähert und befand sich bereits wieder auf dem Weg in den interplanetaren Raum.

Der erstaunlich robuste, kleine Raumflugkörper lieferte für weitere 24 Stunden wissenschaftliche Daten von seiner Reise. Der letzte Staubaufschlag wurde 49 Minuten nach der größten Annäherung erfasst. Diese historische Begegnung endete am 15. März, als die Experimente an Bord von Giotto abgeschaltet wurden.

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