Quelle: DLR Pressemitteilung, 24. Oktober 2025

In Zukunft wird ArianeGroup Deutschland das Oberstufentriebwerk der Trägerrakete Ariane 6 – Vinci – in Lampoldshausen fertigen. Am dortigen Standort des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird die Endmontage des Triebwerks, also der Zusammenbau der Einzelteile wie Turbopumpen, Ventile und Schubkammer zum fertigen Triebwerk stattfinden. Im Anschluss führt die DLR-Einrichtung Raumfahrtantriebe die finalen Tests für das Vinci-Triebwerk am Prüfstand P4.1 durch. Es wird auf seine Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit sowie die Einsatzbereitschaft für den Flug geprüft. Das DLR und ArianeGroup haben sich gemeinsam für diesen Schritt eingesetzt und die entsprechende Vereinbarung vorbereitet. Sie wurde am 24. Oktober 2025 von ArianeGroup Deutschland und ArianeGroup Frankreich sowie dem DLR in Lampoldshausen unterschrieben.

Bündelung von Integration und Tests

Damit wird die gesamte Endproduktion und Systemintegration wie auch die Flugabnahmetests des Vinci-Triebwerks von Frankreich (Vernon) nach Deutschland verlagert. Der Einbau des Triebwerks in die Oberstufe der Ariane 6 erfolgt wie bislang in Bremen.

Der DLR-Standort Lampoldshausen ist das europäische Testzentrum für Raumfahrtantriebe – und damit von zentraler Bedeutung für Europas unabhängigen Zugang zum All“, betonte die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla. „Mit unserer einzigartigen Infrastruktur und dem großen Engagement unserer Teams leisten wir hier einen entscheidenden Beitrag zur Zukunft der europäischen Raumfahrt. Die enge Zusammenarbeit von DLR und ArianeGroup in Lampoldshausen zeigt, wie Wissensaustausch, Transfer und industrielle Fertigung ineinandergreifen. Gemeinsam arbeiten wir an der Weiterentwicklung dieses außergewöhnlichen Raumfahrtstandorts – und stärken damit nicht nur Deutschlands, sondern auch Europas Rolle im Weltraum.

„Wir haben allen Grund zur Freude“, sagte Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur DLR. „Diese Vereinbarung ist der Startschuss für Integration und Tests von Vinci aus einem Guss. Es ist kraftvolles Bekenntnis zum Hochtechnologiestandort Deutschland. Wir sichern nicht nur hochqualifizierte Arbeitsplätze, sondern stärken auch unsere technologische Souveränität. Vinci ist ein wichtiger Motor für Europas Zugang zum All und ein Turbo für unsere Innovationskraft.“

Jens Franzeck, Chief Industrial Officer (CIO) von ArianeGroup, sagte: „Das Vinci-Triebwerk ist ein großartiges Beispiel für die deutsch-französische DNA von ArianeGroup. Die Konzeption des Triebwerks und wichtige technologische Bausteine kommen aus Vernon in der Normandie. Die Entwicklung und die Produktion der Schubkammern findet im Kompetenzzentrum Ottobrunn bei München statt. Die Integration der Vinci-Triebwerke in Lampoldshausen ist Ausdruck der guten Zusammenarbeit mit dem DLR und der Europäischen Weltraumorganisation ESA und unterstreicht unser Bekenntnis zu einem souveränen und vereinten Europa in der Raumfahrt.“

Das Oberstufentriebwerk Vinci

Deutschland hat sich an der Entwicklung der Ariane-6-Rakete mit rund 800 Millionen Euro beteiligt. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR koordiniert dieses deutsche ESA-Budget.

Der Vinci-Antrieb ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit der Ariane-6-Oberstufe aus Bremen. Diese zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer, die Möglichkeit, das Triebwerk mehrmals zu zünden und die Verwendung der effizientesten Treibstoffkombination aus flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff aus. Damit kann die Ariane 6 eine Vielzahl unterschiedlicher Missionen fliegen und dabei auch mehrere Nutzlasten in einem Start transportieren.

Kompetenzzentrum für Europas Raumfahrtantriebe

Der DLR-Standort Lampoldshausen ist das europäische Kompetenzzentrum für Raumfahrtantriebe und damit ein Schlüsselstandort für den unabhängigen Zugang Europas zum Weltraum. Seit mehr als sechs Jahrzehnten betreibt die DLR-Einrichtung Raumfahrtantriebe hier einzigartige Prüfstände und Testanlagen für Flüssigkeitsraketentriebwerke – von der Forschung bis zur Flugqualifikation. Ein herausragendes Beispiel für die Leistungsfähigkeit des Standorts ist das Vinci-Oberstufentriebwerk der Ariane 6. Es wurde am Prüfstand P4.1 in Lampoldshausen unter realen Höhenbedingungen für den Erstflug der Ariane 6 qualifiziert – eine in Europa einzigartige Kompetenz. Mit der künftigen Endmontage und den Abnahmetests des Vinci-Triebwerks in Lampoldshausen wird die enge Verzahnung von Entwicklung, Integration und Test weiter gestärkt. Damit festigt der Standort seine Rolle als zentrales Test- und Entwicklungszentrum für Europas Raumfahrtantriebe und als strategischer Baustein der europäischen Raumfahrtinfrastruktur.

Weiterführende Links

• Website der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR zur Ariane-6-Rakete
• Sonderseite zum Ariane-Programm
• DLR-Einrichtung Raumfahrtantriebe
• DLR-Standort Lampoldshausen

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• Ariane 6 / ESA Programmatik

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Quelle: ESA/Enabling&Support/SpaceTransportation/Ariane, 17. Oktober 2025

Die Oberstufe der Ariane 6 wird auf dem Prüfstand P5.2 im DLR-Zentrum für Triebwerks- und Stufentests in Lampoldshausen getestet. Der Prüfstand simuliert die Betriebsbedingungen eines Fluges vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana, mit Ausnahme von Vakuum und Mikrogravitation.
Diese Artikelserie befasst sich mit den Teilen und Komponenten, die für den Bau der Ariane-6-Rakete benötigt werden und von Unternehmen aus den 13 ESA-Mitgliedstaaten geliefert werden, die am Ariane-6-Programm beteiligt sind. Gemeinsam bringen sie ihr gesamtes Know-how ein, um unter der Leitung des Hauptauftragnehmers ArianeGroup, der auch die Ariane-6-Rakete entworfen hat, Europas Schwerlastträger zu bauen.

Ariane 6 ist Europas Flaggschiff unter den Schwerlastraketen. Modular, vielseitig und leistungsstark, wurde sie durch die Zusammenarbeit von Unternehmen, Institutionen und unzähligen Einzelpersonen in ganz Europa ermöglicht, die ihr Fachwissen und ihr Engagement eingebracht haben. Als einer der größten Beitragszahler zum Ariane-6-Programm stellt Deutschland 20,8 % der Finanzierung bereit und liefert mehrere Teile für Europas Schwerlastrakete.

Leichtgewichtige Metalle

MT Aerospace ist für die Herstellung der oberen und mittleren Tankverbindungsstrukturen, der oberen und mittleren Stufentanks, Teile des Vulcain 2.1-Triebwerks sowie der vorderen und hinteren Verkleidungen für die Booster verantwortlich. Zusammen machen diese Komponenten etwa 10 % der Trägerrakete aus.
Die Tanks der oberen und mittleren Stufe sowie die Strukturen zwischen den Tanks bestehen aus Aluminium-Lithium, einer leichten Legierung, die maximale Haltbarkeit bei minimalem Gewicht bietet. MT Aerospace hat außerdem ein innovatives Verfahren zur Formung von Komponenten eingeführt, bei dem künstliche Intelligenz in den „Kugelstrahlprozess” integriert wird, bei dem das Metall durch wiederholtes Beschlagen verbessert wird, um die Leistung zu steigern und die Kosten der neuen Trägerrakete zu senken.

Die Produktionshalle von MT Aerospace in Augsburg, Deutschland, in der Tanks für die europäische Schwerlastrakete Ariane 6 hergestellt werden. Die Tanks der Ober- und Kernstufe sowie die Strukturen zwischen den Tanks bestehen aus Aluminium-Lithium, einer leichten Legierung, die maximale Haltbarkeit bei minimalem Gewicht bietet. MT Aerospace führte außerdem ein innovatives Verfahren zur Formung von Bauteilen ein, bei dem künstliche Intelligenz in den „Kugelstrahlprozess” integriert wird, bei dem das Metall durch wiederholtes Beschlagen verbessert wird, um die Leistung zu steigern und die Kosten der neuen Trägerrakete zu senken. MT Aerospace ist für die Herstellung der oberen und mittleren Tanktrennwände, der Tanks für die obere und mittlere Stufe, Teile des Vulcain-2.1-Triebwerks sowie der vorderen und hinteren Verkleidungen für die Booster verantwortlich. Zusammen machen diese Komponenten etwa 10 % der Trägerrakete aus.

Helium unter Druck

Die Enrichment Technology Company hat die Heliumtanks aus Kohlefaser für Ariane 6 entworfen, entwickelt, qualifiziert und hergestellt. Die Tanks werden in beiden Stufen der Rakete eingesetzt. Mit einer Höhe von etwas mehr als einem Meter und einem Durchmesser von 80 cm fasst jeder Tank 374 Liter Helium und kann bei Drücken betrieben werden, die bis zu 400-mal so hoch sind wie der atmosphärische Druck auf der Erde. Das einzigartige „Typ-IV”-Design besteht aus einer mit Kohlenstoff ummantelten Kunststoffauskleidung und wiegt deutlich weniger als herkömmliche Metalltanks.
Im Gegensatz zu flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff, die als Treibstoff für die Rakete dienen, ist Helium ein nicht reaktives Gas. Es wird verwendet, um die Treibstofftanks unter Druck zu setzen und den flüssigen Sauerstoff und Wasserstoff in die Brennkammer zu drücken. Außerdem wird es in den Kühlsystemen der Ariane 6 eingesetzt.

Die Enrichment Technology Company hat die Heliumtanks aus Kohlefaser für die Ariane 6 entworfen, entwickelt, qualifiziert und hergestellt. Die Tanks werden in beiden Stufen der Rakete eingesetzt. Mit einer Höhe von etwas mehr als einem Meter und einem Durchmesser von 80 cm fasst jeder Tank 374 Liter Helium und kann bei Drücken betrieben werden, die bis zu 400-mal so hoch sind wie der atmosphärische Druck auf der Erde. Das einzigartige „Typ-IV”-Design besteht aus einer mit Kohlenstoff ummantelten Kunststoffauskleidung und wiegt deutlich weniger als herkömmliche Metalltanks.
Im Gegensatz zu flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff, die als Treibstoff für die Rakete dienen, ist Helium ein nicht reaktives Gas. Es wird verwendet, um die Treibstofftanks unter Druck zu setzen und den flüssigen Sauerstoff und Wasserstoff in die Brennkammer zu drücken. Außerdem wird es in den Kühlsystemen der Ariane 6 eingesetzt.

Bereitstellen des Antriebs

Ariane 6 wird unter der Verantwortung der ArianeGroup entwickelt und gebaut, zu der sowohl französische als auch deutsche Tochtergesellschaften gehören. Die deutsche Niederlassung fertigt die Schubkammer für die Triebwerke Vinci und Vulcain 2.1. Die deutsche und die französische Niederlassung der ArianeGroup arbeiten gemeinsam an der Herstellung der Hilfsantriebseinheit, die die Tanks der Oberstufe unter Druck setzt und das Vinci-Triebwerk für die Wiederzündung vorbereitet. Sie kann auch zum Verlassen der Umlaufbahn der Oberstufe am Ende der Mission verwendet werden und unterstützt damit den Zero-Debris-Ansatz der ESA.

Die Schubkammer des Vinci-Triebwerks, entwickelt von EADS Ottobrunn, jetzt ArianeGroup. Das Vinci-Triebwerk ist das 180-kN-Schubtriebwerk für die Oberstufe der Ariane-6-Rakete. Es kann während eines Fluges mehrfach gezündet werden, sodass mehrere Nutzlasten in unterschiedliche Umlaufbahnen gebracht werden können.

Wo alles zusammengefügt wird

Nachdem die zahlreichen Komponenten der Ariane 6 hergestellt wurden, wird die Oberstufe in der Montagehalle der ArianeGroup in Bremen zusammengebaut. In dieser Hightech-Anlage werden die Tanks und Treibstoffleitungen der Oberstufe perfekt vorbereitet. Sauberkeit ist dabei von entscheidender Bedeutung, da bereits ein einziger Fingerabdruck eine katastrophale Reaktion im Flüssigsauerstofftank auslösen könnte.
Zusätzlich zum üblichen Verschrauben und Verbinden der Raketenteile wird am Standort Bremen ein neuartiges Verfahren zum Anbringen der Schaumstoffisolierung an der Oberstufe eingesetzt. Bei diesem Verfahren raut ein Laser, der über 2000 Mal stärker ist als ein Laserpointer, die Metallaußenseite auf, bevor ein Roboterarm die Schaumisolierung gleichmäßig auf die Oberfläche sprüht. Diese Isolierung ist unerlässlich, um den flüssigen Wasserstoff auf –250 °C und den flüssigen Sauerstoff auf –180 °C gekühlt zu halten, selbst wenn die Temperaturen auf der Startrampe in Französisch-Guayana über 30 °C liegen.

Nach der Montage wird die Oberstufe auf einer 8 km langen Strecke zum Bremer Hafen transportiert, wo sie auf das Segelschiff Canopée verladen wird, das nach Französisch-Guayana fährt. Um die Bremer Bürger nicht zu belästigen, wird die 18 Tonnen schwere und 5,4 m breite Oberstufe mitten in der Nacht transportiert. Aber wenn Sie Pech haben, könnten Sie auf dem Heimweg von der Nachtschicht oder aus dem Club hinter einer Rakete im Stau stecken bleiben.

Dieses im Oktober 2020 bei der ArianeGroup in Bremen integrierte „hot-firing model” der kompletten Ariane-6-Oberstufe ist nach umfangreichen Funktionstests voll einsatzfähig. Sein neues wiederzündbares Vinci-Triebwerk ist an zwei Flüssigwasserstoff- und Flüssigsauerstofftanks angeschlossen und mit allen Leitungen, Ventilen sowie elektronischen und hydraulischen Instrumenten und Steuerungssystemen ausgestattet.

Zeitrafferaufnahme der Oberstufe der ersten Ariane-6-Rakete beim Verlassen der Montagehalle der ArianeGroup in Bremen am 31. Januar 2024.
Die Oberstufen für Ariane 6 werden in Bremen montiert, wo die Treibstofftanks, das Vinci-Triebwerk und die einzigartige Hilfsturbine zusammengebaut werden, um Treibstoff, Druck, Strom und Schub für den Transport der Satelliten in ihre erforderliche Umlaufbahn bereitzustellen. Die Ober- und Hauptstufe bilden den zentralen Kern der Ariane 6 und werden per Schiff zum europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana transportiert. Die beiden Stufen werden horizontal miteinander verbunden, bevor sie die letzten Kilometer zum Startplatz transportiert und aufgerichtet werden. Sobald sie aufrecht stehen, werden für den ersten Flug der Ariane 6 zwei Booster hinzugefügt, die sich bereits in Französisch-Guayana befinden. Zuletzt werden die obere Verbundstoffverkleidung – eine Nasenkonus, die sich vertikal in zwei Teile teilt – und die Nutzlasten auf der Startrampe angebracht.
Die Ariane 6 ist eine völlig neue Konstruktion, die als Nachfolgerin der Ariane 5 als europäisches Schwerlast-Trägersystem entwickelt wurde. Mit der Wiederzündungsfähigkeit der Oberstufe der Ariane 6 wird die Startkapazität Europas auf die Anforderungen verschiedener Nutzlastmissionen zugeschnitten, beispielsweise auf die Inbetriebnahme von Satellitenkonstellationen. Diese autonome Fähigkeit, die Erdumlaufbahn und den Weltraum zu erreichen, unterstützt Europas Navigations-, Erdbeobachtungs-, Wissenschafts- und Sicherheitsprogramme. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der europäischen Raumtransportkapazitäten wird durch das anhaltende Engagement Tausender talentierter Menschen in den 22 Mitgliedstaaten der ESA ermöglicht.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: DLR 4. Juli 2024.

4. Juli 2024 – Die neue europäische Trägerrakete Ariane 6 soll am 9. Juli 2024 zum ersten Mal starten. Sie soll den unabhängigen europäischen Zugang zum Weltraum genauso leistungsfähig wie ihre Vorgängerin, die Ariane 5, aber wesentlich günstiger und flexibler für das nächste Jahrzehnt und darüber hinaus sichern. Deutschland ist nach Frankreich zweitgrößter Beitragszahler des Ariane-6-Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Die deutschen ESA-Beiträge werden von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn koordiniert. Das DLR ist zudem über verschiedene Triebwerkstests und insbesondere die Tests der neu entwickelten Oberstufe am DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen maßgeblich an der Entwicklung der Ariane 6 beteiligt.

Vor allem institutionelle Raumfahrtmissionen – insbesondere von der ESA, der Europäischen Union, nationalen Raumfahrtagenturen sowie der Europäischen Organisation für die Nutzung Meteorologischer Satelliten EUMETSAT – sollen mit diesem neuen Träger starten. 30 Flüge sind für Ariane 6 aktuell in Auftrag gegeben – darunter auch die Starts für die Megakonstellation Kuiper des US-Unternehmens Amazon. Bei dem Erstflug werden aber zunächst 17 kleinere Nutzlasten an Bord sein. Ein Wiedereintrittsdemonstrator, ein Deployer zum Aussetzen von Cubesats sowie drei Kleinsatelliten kommen aus Deutschland.

„Ein eigenständiger europäischer Zugang zum All ist sowohl für unser tägliches Leben wie auch für Wirtschaft und Wissenschaft unverzichtbar. Die akute Launcher-Krise in Europa hat uns dies umso mehr bewusst gemacht. Jetzt drücken wir die Daumen für den Erststart nächste Woche und danken dem gesamten Ariane-6-Team und allen Beteiligten für die unglaublichen Anstrengungen der letzten Jahre. Der Start einer neuen Trägerrakete ist immer auch eine Faszination, was die Menschheit mit exzellenter Forschung und Technik erreichen kann und damit eine wichtige Inspiration für unseren europäischen Innovationsstandort“, betont Dr. Anna Christmann, Koordinatorin der Bundesregierung für die deutsche Luft- und Raumfahrt und Bundestagsabgeordnete.

„Die deutsche Forschung und Industrie spielen im Gesamtpaket der neuen europäischen Trägerrakete Ariane 6 eine Hauptrolle. Die Stärken der deutschen Standorte liegen dabei im Flüssigkeitsantrieb, in der Oberstufentechnologie sowie in den Tanks und Strukturen. Dazu gehört auch der Forschungs- und Industriestandort Lampoldshausen – Europas modernstes Test- und Produktionszentrum für diese Flüssigkeitsantriebe. Dieser Standort wird langfristig eine wesentliche Rolle bei der Ariane 6 spielen. Auch viele wichtige Teile des Ariane-6-Startplatzes in Kourou wurden von deutschen Unternehmen gefertigt. Die Ariane 6 ist damit ein Beleg dafür, dass deutsche Technologie und Know-how im Trägersektor unverzichtbar sind“, betont Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Generaldirektor der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

Die Bremer Oberstufe wurde beim DLR in Lampoldshausen auf Herz und Nieren geprüft
Seit dem Eintreffen der ersten Oberstufe der europäischen Trägerrakete Ariane 6 am 14. Februar 2021 am DLR-Standort Lampoldshausen – dem flexibelsten und leistungsfähigsten Testzentrum für Raketenmotoren in Europa –, absolvierte sie mehrere umfangreiche Tests im neuen Prüfstand P5.2. Um die komplette Stufe zu testen, hat das DLR diesen Prüfstand speziell für diese Tests entwickelt und aufgebaut. Da bei der Ariane 6 eine von Grund auf neu entwickelte Oberstufe zum Einsatz kommt, musste sie vor dem Erstflug auf Herz und Nieren durchgetestet werden. Konzipiert und gebaut wurde sie von ArianeGroup in Bremen als Hauptauftragnehmer der ESA.

Die neue Oberstufe hat einen Durchmesser von 5,4 Meter, eine Länge von circa zehn Metern und wiegt rund sieben Tonnen ohne Treibstoff. Betankt bringt sie rund 38 Tonnen auf die Waage. Sie besteht aus zwei Haupttanks, die mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff gefüllt sind, die auf minus 183 beziehungsweise minus 253 Grad Celsius extrem tief heruntergekühlt werden müssen.

Dazu kommt das bis zu viermal wiederzündbare Vinci-Triebwerk und die sogenannte APU (Auxiliary Power Unit, eine innovative Antriebseinheit) – beides mit Kern-Komponenten der ArianeGroup aus Ottobrunn. Die APU erweitert die Einsatzmöglichkeiten der Ariane 6 erheblich: Durch das mehrmals wiederzündbare Vinci-Triebwerk und die APU sind flexiblere Missionsprofile möglich. Zudem ist die Oberstufe so konzipiert, dass sie nach dem Einsatz komplett in der Erdatmosphäre verglüht, also keine Trümmerteile hinterlässt. Das ist eine wichtige Maßnahme, um weiteren Weltraumschrott zu vermeiden. Mit mehreren Zündungen des Vinci-Triebwerks und wiederholten Zündungen der APU wurden bei Heißlauftest in Lampoldshausen sehr komplexe Anforderungsprofile am Prüfstand nachgestellt. Bei einem der Tests ist es zum Beispiel gelungen, ein Szenario nachzustellen, das den Anforderungen des Erstflugs der Ariane 6 entspricht. Durch die gesamten Versuche konnten wichtige Informationen und Daten über die Stufe gesammelt werden, die für einen erfolgreichen Erststart und die Etablierung eines neuen zuverlässigen Trägers unverzichtbar sind.

Innovative Fertigung in Deutschland
In der deutschen Trägerraketen-Industrie arbeiten rund 1.000 Ingenieurinnen und Ingenieure von ArianeGroup an den Hauptstandorten Bremen, Lampoldshausen und Ottobrunn sowie 500 bei MT Aerospace in Augsburg und Bremen. Hinzu kommen mehr als 50 kleine und mittlere Unternehmen (KMU), deren spezielles Know-how einen wichtigen Beitrag zum Ariane-6-Programm liefert. In der Hansestadt werden zum Beispiel alle wiederzündbaren Oberstufen der Ariane 6 gebaut. Hier kommt auch Industrie-4.0-Technologie zum Einsatz. Modernste automatisierte Schweißverfahren und serienmäßiger 3D-Druck in vielen Bauteilen, insbesondere bei den Triebwerken, belegen zudem die Spitzentechnologie aus Europa und aus Deutschland. So kommen in Ottobrunn für die Brennkammerfertigung – das „Herzstück“ eines jeden Triebwerks – innovative Techniken wie 3D-Druck (Additive Layer Manufacturing, ALM) zum Einsatz. Das Verfahren hat große Vorteile gegenüber gegossenen oder geschmiedeten Produkten, denn die hergestellten Teile können nahezu ohne mechanische Nachbearbeitung in hoher Stückzahl auch bei komplexer Struktur hergestellt werden. Die Einsparung verschiedener teurer Fertigungsschritte und die Vereinfachung der Triebwerkstruktur senken die Kosten bei jedem Start erheblich. Die Spezialisten von MT Aerospace stellen unter Verwendung modernster Fertigungsverfahren Tanks und Strukturen für alle Ariane-6-Raketen her. Diese Strukturen halten trotz ihres minimalen Gewichts den enormen Belastungen beim Start einer Ariane stand. Alle diese Neuerungen „made in Germany“ machen die Ariane 6 in der Produktion deutlich günstiger als das Vorläufermodell.

Zudem soll in naher Zukunft eine neue „Kick-Stage“-Lösung aus Bremen, Ottobrunn und Lampoldshausen im Rahmen des so genannten ASTRIS-Programms der ESA die Ariane 6 noch vielseitiger einsetzbar machen. Mit dieser zusätzlichen Oberstufe kann die Trägerrakete mehrere Nutzlasten effizient in unterschiedlichen Orbits absetzen oder Satelliten direkt in deren Zielorbit bringen. Die Kick-Stage wird von dem wiederzündbaren BERTA-Triebwerk angetrieben, dessen Entwicklung von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR gefördert wurde.

Neue Rakete – neuer Startplatz
Die neue europäische Trägerrakete Ariane 6 hat zudem einen neuen Startplatz am europäischen Raumflughafen in Kourou (Französisch-Guyana) bekommen. Ein Firmenkonsortium unter der Leitung des französischen EIFFAGE-Konzerns war für den Bau des „ELA 4“ genannten Areals zuständig. Mit dabei waren auch vier deutsche Unternehmen: Die Hannoveraner Stahltechnologiefirma SEH hat das sogenannte Infrastrukturpaket übernommen. Dazu zählt vor allem die flache Montagehalle BAL (Bátiment Assemblage Lanceur). Hier werden die Haupt- und Oberstufe der Ariane 6 vorbereitet und liegend zum sogenannten Zentralkern – dem „Central Core“ – miteinander verbunden. Auch die rund 100 Meter hohe und 8.000 Tonnen schwere so genannte Mobile Gantry – eine fahrbare Riesengarage auf Schienen – war Teil dieses Pakets. Mit seinen gigantischen Ausmaßen gilt die Mobile Gantry als eines der größten und schwersten beweglichen Gebäude der Welt, das die Rakete auf der Startrampe während ihres finalen Zusammenbaus umgibt. Kurz vor dem Start fährt die riesige Stahlkonstruktion dann in einen sicheren Abstand zurück. Die OHB Digital Connect GmbH aus Mainz war als ein Tochterunternehmen des Bremer Raumfahrtkonzerns OHB für das sogenannte Mechanikpaket verantwortlich. Das Unternehmen hat den 650 Tonnen schweren Starttisch gebaut, auf dem die Rakete errichtet wird, den Startturm, über dessen wichtige Verbindungen die Rakete mit Treibstoff und Strom versorgt wird, sowie weitere mechanische und metallische Elemente. Die Firma RMT aus Kehl am Rhein legte die Stromversorgung und baute die Elektroanlagen auf, während die Actemium Cegelec GmbH aus Mannheim die Gas- und Flüssigkeitsinfrastruktur zur Betankung der Ariane 6 eingerichtet hat.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: DLR 28. März 2024.

28. März 2024 – Ein Raketentriebwerk besteht aus vielen einzelnen Bauteilen, auf die enorme Kräfte wirken. Damit beim Einsatz auch zusammenpasst, was zusammengehört, reicht es nicht aus, die einzelnen Bauteile zu entwickeln und zu überprüfen. Vielmehr braucht es das Verständnis des gesamten Zusammenspiels der Komponenten. Darauf zielt das Projekt LUMEN (Liquid Upper Stage Demonstrator Engine) im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ab. Das DLR-Team hat jetzt den selbst entwickelten LUMEN-Demonstrator – ein pumpengefördertes Flüssigsauerstoff (LOX)- und Methan-Triebwerk – am europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8.3 beim DLR in Lampoldshausen erfolgreich in Betrieb genommen. „LUMEN ermöglicht uns die Validierung von Technologien, die nur in einem kompletten Raketentriebwerk getestet werden können. Das ist in Europa einzigartig und stärkt nicht nur unsere Forschungskompetenz, sondern eröffnet auch Industrieunternehmen und Start-ups weitreichende Anwendungsmöglichkeiten“, erklärt Projektleiter Tobias Traudt vom DLR-Institut für Raumfahrtantriebe.

Erfolgreiche Zündung des kompletten LUMEN-Demonstrators
Die Tests des LUMEN-Demonstrators sind ein wichtiger Meilenstein des umfassenden Entwicklungsprojekts. Im Fokus steht dabei das Zusammenspiel aller Komponenten eines Raketentriebwerks: von der Brennkammer über die Turbopumpen bis hin zu den Ventilen. Neben der Brennkammer gehören Turbopumpen zu den wichtigsten Bauteilen. Sie erzeugen den notwendigen Druck in der Brennkammer und befördern die Treibstoffe in den Einspritzkopf. „Mit dem LUMEN-Demonstrator können wir nun die Interaktion einzelner Triebwerkskomponenten sehr präzise, schnell und kosteneffizient untersuchen“, fasst Tobias Traudt die Erfolge des Projekts zusammen. Darüber hinaus bietet LUMEN als Prüfstand künftig auch Interessenten aus der Wissenschaft und der Raumfahrtindustrie die Gelegenheit, Komponenten oder Technologien in einer realen Umgebung für Raketentriebwerke zu testen, um einen schnellen Transfer in industrielle Anwendungen zu erreichen.

Anwendungsorientierte Forschungsplattform
Mit dem neuen LUMEN-Forschungsaufbau können die umfassenden Entwicklungskompetenzen des DLR über den gesamten Triebwerkszyklus hinweg zukünftig noch effektiver gebündelt werden. Die Bauweise des Demonstrators ist für einen Einsatz am Prüfstand optimiert. Deswegen ist die Messtechnik für die Einzelkomponenten gut zugänglich und leicht zu handhaben. Beim Heißlauf des Triebwerks ermitteln die Forschenden Daten, wie die Temperatur in der Brennkammer oder das Zündverhalten. Der Demonstrator bietet dabei einen wesentlich detaillierteren Einblick in das Betriebsverhalten, als dies an realen Flugtriebwerken möglich ist. Zusätzlich untersuchen DLR-Forschende Methoden zur KI-basierten Triebwerkssteuerung und Zustandsüberwachung der Triebwerke, dem sogenannten Health-Monitoring. So werden Aussagen über die Lebensdauerentwicklung der einzelnen Demonstrator-Komponenten wie beispielsweise der Schubkammer, Turbopumpen und anderer Bauteile ermöglicht. Dies sind notwendige Entwicklungsschritte hin zu wiederverwendbaren Raketentriebwerken.

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• DLR

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Quelle: ArianeGroup 18. Dezember 2023.

Wichtige Meilensteine zum Erstflug:
Auf dem Weg zum Erstflug von Ariane 6 wurden seit der letzten gemeinsamen Aktualisierung zwei weitere Probeläufe durchgeführt:

15. Dezember 2023: Kombinierte Testladung 3 (CTLO3), Kourou, Französisch-Guayana
Am 15. Dezember 2023 führten Teams von ArianeGroup, der französischen Raumfahrtagentur (CNES) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) für die kombinierte Testkampagne mit Erfolg eine weitere Startsequenz von Ariane 6 auf der Startrampe am europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana durch.

Bei der kombinierten Testladung (CTLO3) wurde ein Start-Countdown getestet, um das Launchsystem unter widrigen Bedingungen zu testen, seine Robustheit zu gewährleisten und den Betrieb vorzubereiten. Sie wurde auf die gleiche Weise wie die vorangegangenen Testladungen durchgeführt, mit einer Launchsequenz und einem abschließenden, für einen Start repräsentativen Countdown. Dabei wurden auch das mobile Portal entfernt und es wurden die Ober- und Hauptstufentanks der Trägerrakete mit flüssigem Wasserstoff (-253° Celsius) und flüssigem Sauerstoff (-183° Celsius) gefüllt und entleert. Diese Testsequenz schloss Qualifikationstests mehrerer Funktionen des Startsystems für den Fall eines Startabbruchs und eine Zündung der Schubkammer des Vulcain 2.1-Triebwerks ein.

Dies war seit Juli der fünfte Durchlauf eines Countdowns einschließlich der Betankung mit kryogenen Treibstoffen.

Der Probelauf wurde überaus zufriedenstellend ausgeführt, und der Countdown verlief exakt nach Plan. Der Test war ein voller Erfolg, und die Task Force dankt allen beteiligten Teams.

Die Startoperationen für Ariane 6 sind unter Kontrolle; wir sind bereit zum Start.

7. Dezember 2023: Testzündung der Oberstufe, Lampoldshausen, Deutschland
Die Oberstufe von Ariane 6, die sich nach stringenten Tests unter Routinebedingungen bereits für den Flug qualifiziert hatte, wurde in der vergangenen Woche an die Grenzen ihrer Belastbarkeit gebracht. Ziel des Hot-Fire-Tests (HFT-4) am 7. Dezember auf dem Testgelände des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lampoldshausen war es, einen normalen Start eines Fluges mit dem wiederzündbaren Vinci-Triebwerk und dem Hilfsaggregat (Auxiliary Power Unit, APU) abzubilden und anschließend widrige Bedingungen zu simulieren, um die Stabilität der Stufe und ihr Verhalten unter extremen und unerwarteten Gegebenheiten zu bewerten. 

Zwei Minuten nach dem Zünden des Vinci-Triebwerks und des Hilfsaggregats (APU) wurde der Test automatisch abgebrochen, als die Sensoren feststellten, dass einige Parameter die vorgegebenen Schwellenwerte überschritten hatten. Die Triebwerke wurden in der vorgesehenen Sequenz abgeschaltet, das Oberstufentestmodell und der Prüfstand in einen sicheren Zustand versetzt und die Tanks entleert. 

Dieser HFT-4-Test ging über das normale Flugprofil der Ariane 6 hinaus. Die Stufe wird bei ihrem Erstflug nicht in einer derartigen Testkonfiguration betrieben. Die Teams analysieren die Testhardware und untersuchen mögliche Ursachen des Fehlstarts, wobei die Ergebnisse für Mitte Januar 2024 erwartet werden. Weitere Einzelheiten werden nach der nächsten Sitzung der Task Force bekannt gegeben. Wir sind zuversichtlich, dass diese Untersuchungen keine Auswirkungen auf den Zeitplan für den Erstflug von Ariane 6 haben werden.

Nächste Meilensteine:
Ende Januar 2024: Test der Abkoppelung des Kryo-Verbindungssystems

Ein Test der Abkoppelung der oberen und unteren Betankungsarme, die die Versorgungskabel halten, welche Ariane 6 mit flüssigem Wasser- und Sauerstoff versorgen. Dieselben Versorgungskabel ermöglichen ein sicheres Ablassen des Treibstoffs, falls der Start abgebrochen wird.

Mitte Februar: Ankunft der ersten Flugkomponenten in Französisch-Guayana

Die Stufen für den ersten Flug von Ariane 6 werden mit dem Schiff Canopée in Französisch-Guayana eintreffen.

Zeitfenster für den Erstflug
ESA, CNES und ArianeGroup streben den ersten Launch von Ariane 6 für das Zeitfenster zwischen Mitte Juni und Ende Juli 2024 an.

Über die Ariane 6
Ariane 6 wurde völlig neu konzipiert und wird die Nachfolge von Ariane 5 als europäische Schwerlast-Trägerrakete antreten. Mit der Möglichkeit, die Ariane 6-Oberstufe neu zu starten, wird die europäische Startkapazität auf die Bedürfnisse von Missionen mit diversen Nutzlasten zugeschnitten, etwa zur Beförderung von Satellitenkonstellationen in ihre Umlaufbahn. Diese Fähigkeit, die Erdumlaufbahn und den tieferen Weltraum in Autonomie zu erreichen, unterstützt die europäischen Programme für Navigation, Erdbeobachtung, Wissenschaft und Sicherheit. Die kontinuierliche Entwicklung der europäischen Raumfahrtkapazitäten wird durch das kontinuierliche Engagement tausender talentierter Mitarbeiter in den 22 ESA-Mitgliedstaaten ermöglicht.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: ArianeGroup 19. Oktober 2023.

Wichtige Meilensteine auf dem Weg zum Erstflug:
Auf dem Weg zum Erstflug der Ariane 6 sind bereits zwei wichtige Tests durchgeführt worden. Am 18. Juli war der Heißlauftest der Hauptstufe mit der Zündung des Vulcain 2.1-Triebwerks in Kourou erfolgreich, womit zum ersten Mal die Vorbereitungs- und Countdown-Sequenz der Trägerrakete abgeschlossen wurde. Am 1. September war der Heißlauftest der Oberstufe in Lampoldshausen ebenfalls erfolgreich und stellte die volle Betriebsphase während des ersten Fluges der Ariane 6 dar.

Bei den Vorbereitungsarbeiten für den nächsten Langzeit-Heißlauftest, der ursprünglich am 3. Oktober in Kourou geplant war, wurde eine Anomalie an der Hydraulikgruppe der Hauptstufe festgestellt. Diese von SABCA (Belgien) hergestellte Ausrüstung ist Teil des Schubvektorsteuerungssystems (TVC) der Hauptstufe. Das Thrust Vector Control System hat die Aufgabe, die Fluglage der Trägerrakete stabil zu halten, indem es das Vulcain 2.1-Triebwerk während des Fluges kardanisch lenkt. Die Aktivierung des TVC ist Teil des Langzeit-Heißlauftests.

Eine Expertengruppe wurde damit beauftragt, die Anomalie – ein abweichender Innendruckwert in der Hydraulikgruppe – zu analysieren und Lösungen zu ihrer Behebung vorzuschlagen. Da die Experten eine gewisse Zeit benötigten, um die Komponenten zu zerlegen, das Problem zu untersuchen und die Ursache zu ermitteln, wurde der Zeitplan für die Heißlauftests der Ariane 6 geändert. Um den Zeitplan zu optimieren, wurde die Testreihenfolge umgedreht, sodass die Simulation der Startsequenz unter verschiedenen Umgebungsbedingungen vorweggenommen wurde, gefolgt vom Langzeit-Heißlauftest des Triebwerks der Hauptstufe Vulcain 2.1.

Die Änderung der Testsequenz ermöglicht es den Ariane 6-Teams, weiter schrittweise an der Erreichung der Qualifikationsziele zu arbeiten und die Auswirkungen auf den Zeitplan zu verringern.

Bevorstehende Meilensteine:
Oktober 2023: Kombinierte Tests, Simulation der Startsequenz mit Zündung der Hauptstufe, Kourou, Französisch-Guayana.
Im Rahmen der Neukonfiguration der Testsequenz beschloss die Ariane 6 Task Force, einen Test, der ursprünglich nach dem Heißlauftest geplant war, auf Ende Oktober vorzuverlegen.

Dieser umfassende 36-stündige Test erlaubt es, parallel die Anomalie der Hydraulikgruppe zu lösen. Dabei wird eine vollständige Startchronologie durchgeführt, ergänzt durch Qualifikationstests an mehreren Funktionen des Startsystems, u. a. Belüftung der Hohlräume, Schnittstellen zum Startbereich und Einfluss auf die Umgebung. Diesmal werden die Testabläufe zur kühlsten Tageszeit, in der Morgendämmerung, durchgeführt.

Die Testergebnisse sind Teil der Ariane 6-Qualifikation.

November 2023: Kombinierte Tests, Langzeit-Heißlauftest der Hauptstufe mit Vulcain 2.1-Triebwerk, Kourou, Französisch-Guayana.
Ähnlich wie bei den vorangegangenen Heißlauftests endet dieser Test mit einer vollständigen achtminütigen (470 Sekunden) Zündung des Triebwerks Vulcain 2.1, was der gesamten Flugphase der Hauptstufe entspricht.

Infolge der Anomalie an der Hydraulikgruppe des TVC-Systems kam es zu einer Änderung des Testzeitplans. ArianeGroup als Hauptauftragnehmer und SABCA als Lieferant haben bereits ein Ersatzmodell der Hydraulikgruppe vorbereitet, ohne die Ergebnisse der technischen Untersuchung abzuwarten. Nach Einbau der Ausrüstung in die Ariane 6-Trägerrakete werden die Teams die Vorbereitungen zum Test abschließen, der nun für den 23. November geplant ist.

Nach dem derzeitigen Plan wird die geschätzte Startzeit für den Erstflug der Ariane 6 erst nach Durchführung des kombinierten Langzeit-Heißlauftests und Analyse der Testergebnisse bekanntgegeben.

Dezember 2023: Heißlauftest der Oberstufe, Lampoldshausen, Deutschland.
Dabei ist die Untersuchung des Verhaltens der Stufe bei ungünstigen Bedingungen geplant.

Mit der Anpassung der Testsequenz bleibt die Entwicklung der Ariane 6 auf Kurs für einen Start im Jahr 2024.

Über Ariane 6
Die Ariane 6 ist eine völlig neue Konstruktion und soll die Nachfolge der Ariane 5 als europäische Schwerlastrakete antreten. Dank der Fähigkeit zum Neustart der Ariane 6-Oberstufe können die europäischen Startkapazitäten die Anforderungen von Missionen mit mehreren Nutzlasten erfüllen, z. B. die Einrichtung von Satellitenkonstellationen im Orbit. Diese autonome Fähigkeit, die Erdumlaufbahn und die Tiefen des Weltraums zu erreichen, unterstützt die europäischen Programme für Navigation, Erdbeobachtung, Wissenschaft und Sicherheit. Die laufende Weiterentwicklung der europäischen Raumfahrtkapazitäten wird durch das anhaltende Engagement tausender talentierte Mitarbeiter*innen in den 22 ESA-Mitgliedstaaten ermöglicht.

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• Trägerrakete Ariane 6
• ArianeGroup

Der Beitrag Ariane 6 – Gemeinsamer Update-Bericht, 19. Oktober 2023 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ArianeGroup 1. September 2023.

Am 1. September 2023 haben die Teams von ArianeGroup, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Europäischen Weltraumorganisation ESA auf dem Prüfstand für die Oberstufe der neuen Trägerrakete Ariane 6 in Lampoldshausen erneut mit Erfolg einen Heißlauftest durchgeführt.

Die Testsequenz der Oberstufe bildete die Betriebsphase der Stufe beim Erstflug von Ariane 6 ab. Sie umfasste einen mehr als elfminütigen Betrieb (680 Sekunden) des wiederzündbaren Vinci-Triebwerks in zwei Zündungen inklusive zwei parallel zum Vinci-Triebwerk laufenden Betrieben des APU-Hilfsaggregats (Auxiliary Power Unit). Geprüft wurden auch das Druck-Management und die Temperatur der Treibstoffe in den Tanks während der orbitalen Phase ohne Antrieb. Das APU-Aggregat wurde für eine Gesamtdauer von nahezu 30 Minuten betrieben.

„Dieser Erfolg für die Ariane-6-Teams bringt uns der endgültigen Qualifikation der Oberstufe näher. Dieser entscheidende Test hat den perfekt gleichzeitigen Betrieb des wiederzündbaren Vinci-Triebwerks und der APU bewiesen, zwei Schlüsseltechnologien für die Vielseitigkeit unserer neuen europäischen Trägerrakete, die es ihr ermöglichen, höchst unterschiedliche Missionen durchzuführen“, erklärte Martin Sion, CEO der ArianeGroup. „Ich möchte die hervorragende Zusammenarbeit zwischen unseren deutsch-französischen Teams und unseren Partnern DLR und ESA loben, die erneut ihre Entschlossenheit unter Beweis gestellt haben, die Ariane 6 in Richtung ihres Erstfluges zu bringen und gleichzeitig die Qualität und Zuverlässigkeit von Europas neuer Trägerrakete zu sichern.“

„Ich freue mich sehr über den erfolgreichen Test und beglückwünsche das Team von ArianeGroup, ESA und DLR zu der erfolgreichen Zusammenarbeit. Dieser Test ist ein zentraler Meilenstein und elementar für die Qualifikation der Oberstufe für ihren Erststart“, erklärte Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Das DLR ist für seine einzigartige Testinfrastruktur weltweit bekannt und setzt mit dem Prüfstand P5.2 neue Maßstäbe in Europa. Bei der Ministerratskonferenz im November 2022 in Paris haben sich die ESA-Mitgliedsstaaten auch darauf verständigt, dass Lampoldshausen als Standort für Triebwerks- und Stufentests Teil der strategischen ESA-Infrastruktur ist.“ Der ESA-Direktor für Raumtransport, Toni Tolker-Nielsen, bedankte sich bei den Partnern des DLR und dem Ariane 6-Hauptauftragnehmer ArianeGroup, die die Tests in Lampoldshausen durchführen: „Die Ariane 6 steigert unsere Fähigkeiten beim Raumtransport dramatisch und die Oberstufe mit ihrem wiederzündbaren Vinci-Triebwerk wird einen erheblichen Wandel bewirken. Die Ergebnisse dieser Tests geben uns großes Vertrauen, dass wir mit der Flexibilität dieses Startsystems allen Missionsanforderungen gerecht werden können. Gemeinsam mit unseren Partnern machen wir enorme Fortschritte und ich freue mich auf die nächsten Etappen unserer Ariane-6-Reise.“

Die am ArianeGroup-Standort Bremen montierte Ariane-6-Oberstufe umfasst einige der wichtigsten Neuerungen der Trägerrakete, mit denen ein möglichst breites Einsatzspektrum abgedeckt werden kann. Dazu gehören komplexe Missionen wie der Launch großer Satellitenkonstellationen in niedrige Umlaufbahnen (LEO) oder das aufeinanderfolgende Aussetzen von Nutzlasten in verschiedenen Umlaufbahnen. Die Stufe besteht vor allem aus den beiden Haupttanks für die kryogenen Treibstoffe (flüssiger Wasserstoff und Sauerstoff), die das bis zu viermal wiederzündbare Vinci-Triebwerk sowie das innovative APU-Hilfsaggregat versorgen.

Parallel zu den Oberstufentests in Deutschland werden in Kourou die integrierten Tests des kompletten Launchsystems einschließlich der allerersten Ariane 6-Rakete (bekannt als CTM – Combined Test Model) und der neuen Startrampe fortgesetzt. Diese Testrakete ist mit einer Oberstufe ausgestattet, die vor allem für die Erprobung der Elektrik- und Flüssigkeitssysteme eingesetzt wird, was die Abläufe bei der Füllung und Entleerung der Tanks mit kryogenen Treibstoffen sowie die Funktion der Tankarme unter Echtzeitbedingungen und zusammen mit der Startrampe einschließt.

Ariane 6 ist ein Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA und wird von ihr finanziert. Als Hauptauftragnehmer und in Zusammenarbeit mit ihren Industriepartnern ist ArianeGroup für die Entwicklung und den Bau der gesamten Trägerrakete sowie, über ihr Tochterunternehmen Arianespace, für die Vermarktung des Trägersystems verantwortlich. Der CNES und ihren Vertragspartnern obliegt der Bau des Startplatzes in Kourou in Französisch-Guayana.

Über ArianeGroup
ArianeGroup ist Hauptauftragnehmer für zivile und militärische Trägerraketen-Systeme, verantwortlich für die Entwicklung und den gesamten Produktionsablauf der europäischen Trägerraketen Ariane 5 und Ariane 6, die von ihrer Tochtergesellschaft Arianespace vermarktet und betrieben werden. Außerdem ist sie für die Entwicklung, den Bau, die Integration und die Wartung der Raketen der französischen See-Streitkräfte zur nuklearen Abschreckung zuständig. Als weltweit anerkannter Spezialist für innovative und wettbewerbsfähige Lösungen beherrscht ArianeGroup die ganze Palette der fortschrittlichsten Antriebstechnologien und Anwendungen in der Raumfahrt. Über ihre Tochtergesellschaften stellt sie anderen Industriezweigen ihre Fachkompetenz in Ausrüstung, Service, Weltraumüberwachung und sicherheitsrelevanten Infrastrukturen zur Verfügung. Die Unternehmensgruppe wird zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehalten und beschäftigt mehr als 8000 hochqualifizierte Mitarbeiter in Frankreich und Deutschland. Der konsolidierte Umsatz der Gruppe belief sich in 2022 auf 2,4 Milliarden Euro.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Überblick
Das DLR ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Wir betreiben Forschung und Entwicklung in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR ist im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zwei DLR Projektträger betreuen Förderprogramme und unterstützen den Wissenstransfer.

Global wandeln sich Klima, Mobilität und Technologie. Das DLR nutzt das Know-how seiner 55 Institute und Einrichtungen, um Lösungen für diese Herausforderungen zu entwickeln. Unsere 10.000 Mitarbeitenden haben eine gemeinsame Mission: Wir erforschen Erde und Weltall. Wir entwickeln Technologien für eine nachhaltige Zukunft und tragen durch den Technologietransfer dazu bei, den Wissens- und Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.

Über die ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist Europas Tor zum Weltraum.

Die ESA ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe es ist, an der Entwicklung der Raumfahrtkapazitäten Europas zu arbeiten und sicherzustellen, dass die Investitionen in den Raumfahrtsektor den Bürgern Europas und der ganzen Welt zugute kommen.
Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn, das Vereinigte Königreich und die Türkei. Lettland, Litauen, die Slowakei und Slowenien haben den Status eines assoziierten Mitglieds.

Die ESA hat eine offizielle Zusammenarbeit mit vier weiteren EU-Mitgliedstaaten etabliert. Darüber hinaus nimmt Kanada im Rahmen eines Kooperationsabkommens an einigen Programmen der ESA teil. Durch die Koordinierung der finanziellen und intellektuellen Ressourcen ihrer Mitglieder kann die ESA Programme und Aktivitäten durchführen, die weit über das hinausgehen, was jedes dieser Länder allein erreichen könnte. Insbesondere arbeitet sie mit der EU bei der Umsetzung der Programme Galileo und Copernicus sowie mit EUMETSAT bei der Entwicklung von meteorologischen Missionen zusammen.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: DLR 1. September 2023.

1. September 2023 – Die neu konzipierte Oberstufe der europäischen Trägerrakete Ariane 6 muss vor ihrem ersten Einsatz im Weltall intensive Funktions-Checks bestehen. Dazu hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit ArianeGroup in Lampoldshausen am 1. September 2023 einen weiteren Heißlauftest durchgeführt. Das Besondere: Die Testanforderungen entsprachen dem Flugszenario beim Erststart.

„Ich freue mich sehr über den gelungenen Test und beglückwünsche die Teams von ArianeGroup, ESA und DLR zu der erfolgreichen Zusammenarbeit. Dieser Test ist ein zentraler Meilenstein und elementar für die Qualifikation der Oberstufe für ihren Erststart“, erklärte Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Das DLR ist für seine einzigartige Testinfrastruktur weltweit bekannt und setzt mit dem Prüfstand P5.2 neue Maßstäbe in Europa. Bei der Ministerratskonferenz im November 2022 in Paris haben sich die ESA-Mitgliedsstaaten auch darauf verständigt, dass Lampoldshausen als Standort für Triebwerks- und Stufentests Teil der strategischen ESA-Infrastruktur ist“, so DLR-Vorstand Walther Pelzer weiter.

Komplexes Anforderungsprofil und wichtige Funktions-Checks erfüllt
Bei der Ariane-6-Oberstufe handelt es sich um eine von Grund auf neu entwickelte Raketenstufe. Konzipiert und gebaut hat sie das Unternehmen ArianeGroup als Hauptauftragnehmer im Namen der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Sie besteht aus zwei Haupttanks, die mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff gefüllt sind. Dazu kommt das bis zu viermal wiederzündbare Vinci-Triebwerk und die APU (Auxiliary Power Unit), eine innovative Antriebseinheit. Die APU erweitert die Einsatzmöglichkeiten der Ariane 6: Mit zwei Zündungen des Vinci-Triebwerks und zwei Zündungen der APU wurde bei diesem Heißlauftest ein sehr komplexes Anforderungsprofil am Prüfstand nachgestellt. „Bei den bisherigen Arbeiten und Tests haben wir wichtige Informationen und Daten über die Stufe erhalten. Beim aktuellen Test haben wir einen weiteren wichtigen Schritt geschafft: Es ist uns gelungen, auf dem Prüfstand ein Szenario nachzustellen, das den Anforderungen des Erstflugs der Ariane 6 entspricht“, verdeutlichte Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe. „Das Ergebnis ist eine umfassende Datenbasis, die nun von ArianeGroup detailliert analysiert und ausgewertet wird.“

Ariane-6-Oberstufe: konzipiert für flexiblere Raumfahrtmissionen
„Dieser erneute erfolgreiche Test stellt einen sehr wichtigen Meilenstein auf dem Weg zum Erstflug der Ariane 6 dar. Dieser Erfolg ist das Ergebnis einer seit vielen Jahrzehnten erfolgreichen, engen und vertrauensvollen Zusammenarbeit zwischen der ArianeGroup und dem DLR am Standort Lampoldshausen. Bei diesen sogenannten ‚Hot Firing Tests‘ wird die am Standort Bremen gefertigte Ariane-6-Oberstufe – und die dazugehörige Triebwerkstechnologie aus Ottobrunn – auf Herz und Nieren geprüft. Anschließend wird sie dann in einem zweiten Schritt gemeinsam mit der in Frankreich gefertigten Hauptstufe getestet. Ich möchte an dieser Stelle meinen Dank an die beteiligten Teams an allen Standorten aussprechen und mich auch für die sehr gute Zusammenarbeit mit dem DLR bedanken“, so Pierre Godart, CEO ArianeGroup GmbH.

Der ESA-Direktor für Raumtransport, Toni Tolker Nielsen, dankte den Partnern DLR und ArianeGroup, dem Hauptauftragnehmer der Ariane 6, für die Durchführung der Tests in Lampoldshausen: „Die Ariane 6 steigert unsere Fähigkeiten beim Raumtransport dramatisch und die Oberstufe mit ihrem wiederzündbaren Vinci-Triebwerk wird einen erheblichen Wandel bewirken. Die Ergebnisse dieser Tests geben uns großes Vertrauen, dass wir mit der Flexibilität dieses Startsystems allen Missionsanforderungen gerecht werden können. Gemeinsam mit unseren Partnern machen wir enorme Fortschritte und ich freue mich auf die nächsten Etappen unserer Ariane-6-Reise.“

Bei der Oberstufe der Ariane 6 spielen viele neue Technologien zusammen: Durch das mehrmals wiederzündbare Vinci-Triebwerk und die APU sind flexiblere Missionsprofile möglich. Zudem ist die Oberstufe so konzipiert, dass sie nach dem Einsatz komplett in der Erdatmosphäre verglüht, also keine Trümmerteile hinterlässt. Das ist eine wichtige Maßnahme, um keinen weiteren Weltraumschrott zu verursachen.

Das DLR am Standort Lampoldshausen ist mit seinem Portfolio an Prüfständen für Tests von zukunftsweisenden Raumtransport-Systemen optimal aufgestellt. Mit dieser einmaligen Forschungsinfrastruktur und seiner umfassenden Expertise unterstützt das DLR die deutsche und europäische Raumfahrtindustrie dabei, neuartige Antriebssysteme zu entwickeln.

Anspruchsvolle Tests für den Einsatz im Weltall
Ein Testtag mit der Ariane-6-Oberstufe nimmt rund 22 Stunden in Anspruch und erfordert mehrere Wochen intensiver Vorbereitung. Beim Test werden Vorgänge simuliert, wie sie auch bei einem echten Startvorgang stattfinden. Dazu zählt das Betanken der Oberstufe mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff sowie das Entleeren der Tanks nach Ende des Tests. DLR und ArianeGroup sammeln während der Versuche eine große Menge an relevanten Daten: Dazu gehören auch Daten, die zum Beispiel Einblicke in die ballistischen Phasen – wenn die Oberstufe ohne Schub fliegt – geben und für die Auswertung wichtig sind.

Die deutsche Beteiligung am Ariane-Programm
Deutschland trägt aktuell mit 44 Millionen Euro in den nächsten drei Jahren über seinen ESA-Beitrag zur Sicherung des Zentrums für Triebwerkstests in Lampoldshausen bei. Die deutsche Raumfahrtagentur im DLR steuert im Auftrag der Bundesregierung die deutschen ESA-Beiträge. Bei der Ministerratskonferenz im November 2022 in Paris zeichnete Deutschland knapp 490 Millionen Euro für Aktivitäten im Trägerraketen-Bereich und ist nach Frankreich zweitstärkster Ariane-6-Partner. Deutschland ist mit rund 23 Prozent am Ariane-6-Entwicklungsprogramm beteiligt. Die Oberstufe der Trägerrakete wird am Standort Bremen der ArianeGroup integriert.

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: DLR 27. Juli 2023.

27. Juli 2023 – Weltweit wird an umweltfreundlichen Alternativen zum Hydrazin (N₂H₄) geforscht, das als Treibstoff für Satellitentriebwerke in der Raumfahrt eingesetzt wird. Zwei vielversprechende Produkte aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sollen nun in den Weltraum und gleichzeitig auf den Markt gebracht werden. Dr. Lukas Werling und Felix Lauck aus dem DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen gründen dazu das Start-up InSpacePropulsion Technologies.

Die beiden Wissenschaftler forschen seit vielen Jahren im DLR an fortschrittlichen Raketentreibstoffen. „Dabei wurde der Bedarf des Raumfahrtmarktes an kostengünstigen und trotzdem zuverlässigen Antriebslösungen immer offensichtlicher. Das gilt gerade auch für den New-Space-Bereich, in dem der Einsatz des teuren und giftigen Hydrazins oft gar nicht denkbar ist“, sagt Felix Lauck, einer der beiden Gründer der InSpacePropulsion Technologies GmbH i.G. (in Gründung). „New Space“ bezeichnet die Kommerzialisierung der Raumfahrt und ihre enge Verbindung mit der Wirtschaft.

HyNOx, eine der beiden entwickelten Antriebstechnologien, hat eine vergleichsweise hohe Leistung, ist sicher in der Handhabung und kostengünstig. Bei der zweiten Technologie handelt es sich um eine selbstzündende Treibstoffkombination mit dem Namen HIP_11, die vom DLR patentiert wurde. Beide Entwicklungen ergänzen sich: „HyNOx eignet sich für kleine und leichte Satelliten oder Raumfahrzeuge. HIP_11 hingegen bietet Vorteile bei größeren und schwereren Raumfahrzeugen“, erklärt InSpacePropulsion-Technologies-Gründer Dr. Lukas Werling.

Triebwerke für HyNOx-Treibstoffe aus dem 3D-Drucker
HyNOx ist ein Zweikomponententreibstoff und besteht aus Lachgas (N₂O) und Ethan (C₂H₆). Die Komponenten sind weltweit gut verfügbar. Zusätzlich werden die passenden Triebwerke im 3D-Druck Verfahren hergestellt, was Kosten reduziert und kurze Herstellungszeiten ermöglicht. HyNOx Treibstoffe wurden beim DLR sowohl als vorgemischter Einkomponenten-Treibstoff, als auch als klassischer Zweikomponententreibstoff erprobt. „In inzwischen mehreren tausend Heißläufen am Prüfstandskomplex M11 in Lampoldshausen zeigte sich das Potenzial des Treibstoffs. Die Ausgründung fokussiert sich dabei auf die Anwendung von HyNOx als Zweikomponententreibstoff“, sagt Lukas Werling. Die Basis für die Entwicklungen bilden zahlreiche DLR-interne sowie von der ESA geförderte Projekte.

In den letzten Monaten haben die Forschenden HyNOx-Triebwerke mit unterschiedlichen Schubklassen getestet. Ihr Start-up treibt nun die Weiterentwicklung und die anschließende Demonstration der Technologie im All voran.

HIP_11 – selbstzündend und leistungsstark
Den Treibstoff „HIP_11“ (Hypergolic Ionic Propellant developed at M11) hat Felix Lauck im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelt. Versuche verliefen erfolgreich, zusätzlich wurde der Treibstoff patentiert. „Eine Komponente von HIP_11 ist konzentriertes Wasserstoffperoxid, ein leistungsstarker und gut zu handhabender Oxidator. Bei der zweiten Komponente handelt es sich um ein Salz, das eine sehr geringe Schmelztemperatur aufweist und damit bei Raumtemperatur flüssig ist. Sobald dieses Salz mit Wasserstoffperoxid in Kontakt ist, reagieren die Stoffe miteinander und es kommt zur Zündung“, erklärt Felix Lauck. Diese selbstzündende Eigenschaft heißt „hypergol“. Die hypergole Zündung ist sehr zuverlässig. Selbstzündende Treibstoffe auf Hydrazin-Basis werden für viele Raumfahrt-Antriebe eingesetzt. „Bei HIP_11 handelt es sich nun um einen alternativen Treibstoff, der eine vergleichbare Leistung wie konventionelle Treibstoffe bietet. Er ist jedoch viel einfacher zu handhaben. Auch das reduziert die Kosten von HIP_11-Antrieben gegenüber konventionellen Technologien deutlich“, ergänzt Felix Lauck.

Der Weg zur Ausgründung
Die beiden InSpacePropulsion-Technologies-Gründer möchten mit ihren im DLR entwickelten Technologien eine kostengünstige und nachhaltige Raumfahrt voranbringen. Bereits kurz nach dem Start ihres Ausgründungsprojekts erhielten Felix Lauck und Lukas Werling die ersten Absichtserklärungen (sogenannte Letters of Intent) der Industrie. „Die Technologien stoßen auf großes Interesse“, sagt Lukas Werling. Auch mit dem DLR wird eine starke und langfristige Kooperation angestrebt. Schon im kommenden Jahr sollen die Triebwerke und Systeme im All erprobt werden.

Während der Gründungsphase werden die beiden Wissenschaftler vom DLR-Technologietransfer und von der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt. „Diese Ausgründung ist ein Beispiel dafür, wie wichtig und am Ende eben auch erfolgreich die professionelle und systematische Unterstützung von Ausgründungen im DLR ist. Wir begleiten die Gründungen von der ersten Idee, über die Marktsondierung, die Entwicklung von Produkt-Prototypen, Schulungen in Marketing und Vertrieb, Finanzierungsberatung und vielem mehr und machen sie so für den Markt fit. So bringen wir Forschungsergebnisse in die Anwendung, erzeugen Wertschöpfung und schaffen hochkarätige Arbeitsplätze“, erklärt Prof. Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstands und verantwortlich für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen.

Die Forschung geht weiter
Das DLR-Institut für Raumfahrtantriebe, an dem die Gründer angestellt sind, forscht weiter an fortschrittlichen Treibstoffen. In der Abteilung Satelliten- und Orbitalantriebe arbeiten die Forschenden insbesondere an neuen Treibstoffmischungen und darauf abgestimmten Antriebssystemen. Auch ihr Ziel ist es, die Luft- und Raumfahrt nachhaltiger, einfacher, günstiger und sicherer zu machen.

Satelliten spielen im Alltag eine wichtige Rolle: Sie sind unter anderem Grundlage für die Erforschung und Überwachung des Klimawandels, aber auch für Anwendungen in der modernen Landwirtschaft sowie im Katastrophenschutz und in der Kommunikation und Navigation.

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• InSpacePropulsion Technologies

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Quelle: DLR 14. April 2023.

14. April 2023 – Nach drei Jahren intensiver Vorbereitungen sollen am 17. und 22. April 2023 die zwei baugleichen Experimentalraketen N2ORTH vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Schweden in den Himmel über dem Nordpolarkreis starten. Das HyEnD-Team von Studierenden der Universität Stuttgart hat die beiden beim Start rund 200 Kilogramm schweren Raketen im Rahmen des STERN-Programms (Studentische Experimental-Raketen) der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR selbst entwickelt, gebaut und getestet. Das Programm ermöglicht den Teilnehmenden bereits während des Studiums erste Erfahrungen mit einem „echten“ Raumfahrtprojekt zu sammeln. Angetrieben werden die beiden rund acht Meter langen Experimentalraketen bei ihrem Flug mit einer Kombination aus flüssigem Lachgas und einem Festbrennstoff und erreichen dabei mehrfache Schallgeschwindigkeit.

Mit Leichtbauweise zu maximaler Flughöhe
Damit die rund 200 Kilogramm schweren Raketen eine möglichst große Höhe erreichen, hat das HyEnD-Team die entscheidenden Komponenten in Leichtbauweise aus Kohlefaserverbundwerkstoffen hergestellt. „Eine besondere Herausforderung war die Konstruktion des rund drei Meter langen Lachgastanks“, erklärt Karsten Lappöhn, STERN-Programmleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur. „Er besitzt eine Außenhülle aus Kohlefaser sowie eine Innenbeschichtung aus Teflon-ähnlichem Material. Hierdurch verringert sich das Leergewicht der Rakete im Vergleich zur sonst üblichen Aluminium-Innenbeschichtung um rund sieben Kilogramm.“

300 Grad Celsius an der Außenhaut der Rakete
Während des Fluges entsteht durch die Luftreibung an der Außenhaut der Rakete eine Temperatur von circa 300 Grad Celsius. Um die empfindlichere Raketenstruktur vor diesen Temperaturen zu schützen, ist die Raketenhülle mit einer zusätzlichen Schicht aus Kork und Kunstharz umgeben. Die Wirksamkeit dieses Schutzes wurde durch Tests im Heißluft-Windkanal des DLR in Lampoldshausen von den Studierenden nachgewiesen. Auch der von den Studierenden entwickelte Raketenmotor wurde am DLR-Testzentrum für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen geprüft und ist der bisher leistungsfähigste seiner Art innerhalb des STERN-Programms. Bis zur Fertigstellung durchlief allein das Triebwerk 60 Heißläufe.

Am Fallschirmsystem sicher zu Boden
Das Bergungssystem von N2ORTH ist sehr komplex, denn es besitzt neben dem Hauptfallschirm noch einen Überschallfallschirm, der die Rakete beim Eintritt in die dichteren Luftschichten zusätzlich abbremst. Der von den Studenten selbst genähte Fallschirm muss dabei die hohen Temperaturen und mehrfache Schallgeschwindigkeit überstehen, bevor sich in drei Kilometern Höhe der größere Hauptfallschirm öffnet. „Wir haben sowohl das Öffnungs- und Bremsverhalten des Schirms, als auch das Leinen- und Befestigungssystem auf Herz und Nieren getestet“, erläutert Florian Merz vom HyEnD-Team. „Für die Erprobung des Gesamtsystems haben wir dann einen mit Messelektronik bestückten rund 80 Kilogramm schweren Testkörper aus einem Flugzeug über dem Truppenübungsplatz Heuberg abgeworfen.“

Nach dem Start der ersten N2ORTH-Rakete werden die Flugdaten ausgewertet und mit den Ergebnissen aus vorherigen Computersimulationen verglichen. Dies dient auch zur Vorbereitung des zweiten Fluges. Zu diesem Zweck werden die wichtigsten Daten per Funk zur Bodenstation übertragen und die Datenträger an Bord der Rakete nach erfolgreicher Landung und Bergung ausgelesen. Mit den so gewonnenen Messdaten ist eine deutlich genauere Flugbahnvorhersage für den zweiten Start möglich.

Das STERN-Programm
Am STERN-Programm haben bisher fünfzehn Hochschulen mit weit über 600 Studierende teilgenommen. In vier Kampagnen wurden dabei neun Raketenstarts durchgeführt. Im Jahr 2016 konnten Studierende der Universität Stuttgart mit 32,3 Kilometern einen europäischen Höhenrekord für Experimentalraketen und den Weltrekord für eine Hybrid-Studentenrakete aufstellen.

Ziel des Programms ist es, den Teilnehmenden bereits während des Studiums erste Erfahrungen mit einem „echten“ Raumfahrtprojekt zu ermöglichen. Innerhalb von drei Jahren entwerfen, bauen und starten die Studierenden eine eigene Rakete und führen sämtliche Tests durch. Begleitet werden sie dabei von den Experten der Mobilen Raketenbasis des DLR (MORABA) und vom Institut für Raumfahrtantriebe am DLR-Standort in Lampoldshausen. Technische Mindestanforderungen sind, dass die Rakete eine Flughöhe von mindestens drei Kilometern sowie Schallgeschwindigkeit erreicht und über ein Bergungs- und ein Telemetriesystem verfügt. Neben dem Ingenieurswissen und dem technischen Verständnis ist vor allem auch der Erfahrungsaustausch zwischen den Teams wichtig. Das Programm wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) umgesetzt.

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• Studentische Experimental Raketen (STERN)

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Quelle: Rocket Factory Augsburg 16. November 2022.

Bremen – 16. November 2022 – Rocket Factory Augsburg (RFA) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben auf der SPACE TECH EXPO EUROPE in Bremen bekannt gegeben, dass RFA einen eigenen Prüfstand auf dem DLR-Gelände in Lampoldshausen bauen und betreiben wird. Dort wird RFA ab Mitte 2023 ihr Helix-Triebwerk testen, um das erste gestufte Verbrennungstriebwerk der Europäischen Union zur Serienreife zu entwickeln.

Laut dem Vertrag wird RFA das Testgelände P2.4 mieten und nutzen. Während das DLR die Basisinfrastruktur zur Verfügung stellt und der Testbetrieb im Rahmen der Standortregularien stattfindet, baut RFA einen eigenen Teststand und unterstützende Infrastruktur. Insgesamt sind Investitionen im einstelligen Millionenbereich geplant. Damit kann RFA erstmals sein Helix-Triebwerk in Deutschland testen. Bislang wurden die Prüfstände in Lampoldshausen nur vom DLR, der ESA und der ArianeGroup genutzt. RFA ist damit eines der ersten NewSpace-Unternehmen, das diese Möglichkeit erhält. Bisher wurden die Tests des Helix-Triebwerks in Esrange, Schweden, bei der Swedish Space Cooperation (SSC) durchgeführt. Der Betrieb an diesem Standort wird fortgesetzt.

„Weniger als eine Woche vor der ESA-Ministerratskonferenz ist diese Zusammenarbeit ein klares Bekenntnis von RFA zum Standort Deutschland und ein starkes Signal an die Politik und die Industrie“, sagte Jörn Spurmann, Chief Commercial Officer von RFA. „Die mit dem DLR geschaffene Struktur ist kommerziell weltweit äußerst wettbewerbsfähig und der richtige Weg, um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Raumfahrtindustrie in Europa und der Welt sicherzustellen. Wir sind sehr stolz darauf, unser Helix-Triebwerk mit gestufter Verbrennung – das erste in der Europäischen Union – beim DLR in Lampoldshausen testen zu können und fühlen uns durch das in uns als New Space Unternehmen gesetzte Vertrauen geehrt.“

Die Möglichkeit, in Deutschland zu testen, vereinfacht nicht nur die Logistik, sondern auch den bürokratischen Aufwand, da die Genehmigungsverfahren bekannt sind und der Aufwand für die Aus- und Einfuhr entfällt. Sie vertieft auch die Zusammenarbeit zwischen DLR und RFA und ermöglicht Synergien und einen Erfahrungsaustausch, von dem beide Seiten profitieren.

„Start-ups werden zu einem zunehmend wichtigen Faktor auch in der Raumfahrt. Deshalb freuen wir uns über das Vertrauen der Rocket Factory Augsburg, das Sie uns als New Space-Unternehmen entgegenbringen. Diese Zusammenarbeit sehen wir auch als Anerkennung der Leistungsfähigkeit der vorhandenen Testinfrastruktur und als Investition in die Zukunft an“, sagte Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR, anlässlich der Vertragsunterzeichnung und ergänzte: „Durch die Validierung fortschrittlicher und vielversprechender Triebwerkskonzepte, schaffen wir gemeinsam die Grundlage für einen kommerziellen und kostengünstigen Zugang Europas zum All.“

Mitte 2022 zündete RFA ihr Helix-Triebwerk zum ersten Mal für eine Gesamtdauer von 74 Sekunden. Auf einen kurzen Einstiegstest von vier Sekunden folgten zwei Langzeittests mit 30 und 40 Sekunden. Dasselbe Helix-Triebwerk wurde dabei dreimal gezündet und abgeschaltet, ohne dass Komponenten ausgetauscht werden mussten. Damit ist der Weg frei für den Integrierten Systemtest (IST), bei dem ein kompletter Oberstufentank mit einem Helix-Triebwerk als geschlossenes System für die Dauer des Fluges getestet wird.

Über das DLR Lampoldshausen
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verfügt am Standort Lampoldshausen in Europa auf dem Gebiet der Entwicklung und des Betriebes von Raketentriebwerksprüfständen über einmalige Kompetenzen. In den vergangenen 60 Jahren hat sich das Institut für Raumfahrtantriebe am Standort Lampoldshausen, an dem heute rund 340 Mitarbeitende tätig sind, zu einem wichtigen Partner der europäischen Raumfahrt entwickelt.

Über Rocket Factory
Rocket Factory Augsburg wurde 2018 mit der Vision gegründet, datengenerierende Geschäftsmodelle im Weltraum zu ermöglichen, um unseren Planeten Erde besser zu verstehen, zu schützen und zu vernetzen. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel des Unternehmens, wöchentlich Starts von bis zu 1.300 kg in niedrige Erdumlaufbahnen und darüber hinaus zu sehr wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten. Auf diese Weise will RFA den Zugang zum Weltraum demokratisieren und die Startkosten in der Raumfahrtindustrie senken. Die Rakete RFA ONE kombiniert drei wichtige Wettbewerbsvorteile: Ein kundenorientierter Service mit präziser Aussetzung im Orbit und einem hohen Maß an Missionsflexibilität durch seine Orbitalstufe; zu einem äußerst wettbewerbsfähigen Preis; ermöglicht durch eine überlegene gestufte Verbrennungstechnologie, kostengünstige Strukturen und die Verwendung von Industriekomponenten.

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• Rocket Factory Augsburg (RFA)

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Quelle: OHB SE Bremen 3. November 2022.

Bremen, 3. November 2022. Die MT Aerospace AG hat mit der ArianeGroup GmbH einen Vertrag mit einem Volumen von 35 Millionen Euro zur Weiterentwicklung von Demonstratoren für CFK-Oberstufen von europäischen Trägerraketen abgeschlossen. ArianeGroup mit MT Aerospace erhielten den Zuschlag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), um die Entwicklung des Projekts PHOEBUS (Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage) fortzusetzen. Mithilfe des Technologie-Demonstrators PHOEBUS soll eine Oberstufe* aus leichten Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern für die neuen europäischen Trägerraketen entwickelt werden. In der Technologieentwicklung PHOEBUS setzt MT Aerospace auf vollständige CFK-Lösungen: Die Verwendung des smarten Werkstoffes Kohlefaser ermöglicht weitgehend auf metallische Komponenten der Oberstufentanks und -strukturen zu verzichten. Das spart Masse, erhöht die Nutzlastkapazität der Trägerraketen, reduziert den Ressourceneinsatz und verbessert damit entscheidend die Wettbewerbsfähigkeit zukünftiger Trägerraketen. MT Aerospace und ArianeGroup werden PHOEBUS in zwei Phasen bis Mitte 2023 und in 2025 testen und validieren. Mit dem aktuellen Vertrag wird die langjährige und erfolgreiche Zusammenarbeit von MT Aerospace mit ArianeGroup fortgeführt. Er folgt auf Verträge, die 2019 und 2021 abgeschlossen wurden.

Die ‚schwarzen Oberstufe‘ für die nächste Generation europäischer Trägerraketen wird aus ultraleichten Verbundwerkstoffen bestehen. Die Kohlefaser-Technologie ist wegweisend für künftige Raumtransportkonzepte. „MT Aerospace erreicht damit Technologieführerschaft in Europa und wird daraus neue Produkte entwickeln. Dies eröffnet neue und globale Wachstumschancen für den Standort Augsburg und ist ein wichtiger Meilenstein für unsere Unternehmensentwicklung“, erläutert Ulrich Scheib, Vorstand Programme bei MT Aerospace.

Masse einsparen, Nutzlastkapazität erhöhen und Raumfahrt nachhaltiger machen
Mit der Verwendung von Kohlefasern wird das Gewicht der Oberstufe nachhaltig reduziert werden. PHOEBUS* ist ein Schlüsselelement für die Entwicklung von ICARUS (Innovative Carbon ARiane Upper Stage). PHOEBUS besteht aus Verbundwerkstoffen auf Basis von Kohlefasern, nicht wie bisher aus Metall, was Gewicht einspart und sich positiv auf die Kosten jedes Raketenstarts auswirkt. Dies ermöglicht es, mehr Nutzlastkapazität (z.B. Satelliten) in den Weltraum zu transportieren: Jede mit einer schwarzen (so genannt wegen des dunklen Werkstoffs CFK) Oberstufe ICARUS ausgerüstete Rakete wird zusätzlich bis zu zwei Tonnen Nutzlast an Bord nehmen können. Dies trägt zu einer nachhaltigeren Nutzung der Ressourcen bei.

„Die Entwicklung der neuen Oberstufe wird auch Wegbereiter sein für Zukunftstechnologien im Bereich kryogene Anwendungen und für Einsatzmöglichkeiten von Flüssigwasserstoff in der Luftfahrt und in anderen Sektoren“, erklärt Hans Steininger, der Vorstandsvorsitzende der MT Aerospace AG. „Unsere erfolgreiche Zusammenarbeit mit ArianeGroup beweist immer wieder, dass wir wettbewerbsfähig sind und europäische Trägerraketen zu nachhaltigen Weltraum-Champions machen können. Es erfüllt uns mit Stolz, dass wir als größter Systempartner für das Ariane-Programm federführend Konzepte für zukunftsfähige Raumfahrtanwendungen entwickeln und dazu beitragen die Nachhaltigkeit der Raumfahrt zu sichern.“

Potential des smarten Werkstoffs CFK ausschöpfen
Über fünf Jahrzehnte hinweg konnte die MT Aerospace AG dank verschiedener Entwicklungsaufträge von europäischen Trägerraketen und der beauftragten Serienproduktion ein wertvoller Erfahrungsschatz aufgebaut werden. CFK eröffnet auch im Fertigungsprozess neue Möglichkeiten: Die Verwendung von CFK lässt beispielsweise ein integriertes Design zu, das heißt, es gibt weniger einzelne Komponenten als bei einem metallischen Pendant, dessen einzelne Komponenten sich nicht in einem Fertigungsprozess herstellen lassen, sondern im Nachgang miteinander verschweißt oder montiert werden müssen. Dies wirkt sich weiter positiv auf die Produktkosten aus.

Damit Leichtbau auch leicht geht: Der Automated-Fibre-Placement-Prozess als Kerntechnologie
Die MT Aerospace AG zählt zu den führenden Unternehmen im Leichtbau aus Metallen und Verbundwerkstoffen und ist seit Jahrzehnten in der Luft- und Raumfahrt tätig. Hier kommt es oft auf jedes Gramm an, außerdem auf höchste Präzision und Verlässlichkeit, auf Reproduzierbarkeit und die Einhaltung internationaler Standards. Der Übergang von metallischen auf Verbundwerkstoffe stellt einen Paradigmenwechsel bei Oberstufendesign und -produktion dar. Mit der neuen AFP-Anlage (Automated Fibre Placement) legt MT Aerospace einen wichtigen Industrialisierungsbaustein für die optimierte Oberstufe von Trägersystemen. Der AFP-Prozess stellt dabei die Kerntechnologie für die zukünftigen Composite-Produkte dar, die für die schwarze Oberstufe in Form von Tanks und Strukturen benötigt werden.

PHOEBUS-Projekt profitiert von Expertise im Bereich Tanksysteme für die Raumfahrt
MT Aerospace hat eng mit ArianeGroup zusammengearbeitet, um Technologien zur Planung und zum Bau von Kryo-Tanks und der dazugehörigen Kohlefaser-Konstruktionen zu entwickeln. Das Unternehmen verfügt über das Know-How, Konstruktionen aus Kohlefasern und Tanks mit einem Durchmesser von bis zu 3,5 Metern herzustellen. „Nachdem wir die Eigenschaften und die Zuverlässigkeit unserer kryogenen Treibstofftanks aus CFK auf der kleinsten Skalierungsebene nachweisen konnten, treten wir jetzt in eine neue Phase ein und weisen die Performance in zwei Schritten bis auf Full-Scale Ebene nach. Damit legen wir den Grundstein für eine nachfolgende Produktentwicklung der ‚schwarzen Oberstufe‘“, fasst Thomas Schnaufer, Head of Launcher Composites & Composite Technologies, die Vorteile zusammen.

Quality first – entwickeln, testen und evaluieren
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird in seinem Testzentrum in Lampoldshausen in Deutschland die Leistung des PHOEBUS-Demonstrators mit kryogenem Wasserstoff und Sauerstoff evaluieren. Das PHOEBUS-Projekt ist Teil des „Future Launchers Preparatory Programmes“ des ESA-Direktorats für Weltraumtransport. ArianeGroup wird zusammen mit MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen in zwei Phasen entwickeln, bauen und testen. Das Projekt wird zunächst bis Mitte 2023 mit dem Bau und den Tests des „Technology Control Vehicle“, einer verkleinerten Version mit einem Durchmesser von zwei Metern, voranschreiten, um die Fertigungsprozesse zu demonstrieren. In der Folge wird ArianeGroup mit Komponenten von MT Aerospace den PHOEBUS-Demonstrator zusammenfügen und testen; der Demonstrator besteht aus einem Tank für flüssigen Wasserstoff, der auf einem Tank für flüssigen Sauerstoff montiert ist, und hat ähnliche Abmessungen wie Teile der zukünftigen Kohlefaser-Oberstufe. Die abschließenden Tests, die den Füll- und Betankungszyklus, den Druckaufbau und die Entleerung der Tanks umfassen, werden gegen Ende 2025 im Testzentrum des DLR in Lampoldshausen in Süddeutschland durchgeführt. Dies wird der bislang weltweit größte Demonstrator eines Kohlefaser-Kryo-Tanks sein.

*) PHOEBUS steht für „Prototype for a Highly OptimizEd Black Upper Stage“ und ist das Hauptelement für die Entwicklung von ICARUS („Innovative Carbon ARiane Upper Stage”).

*) Raketenoberstufe: Bei der Entwicklung der künftigen „Black Upper Stage“ wurde die MT Aerospace mit den Tanks für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff inklusive der zugehörigen Strukturen vorgesehen. Im Zusammenspiel mit den von ArianeGroup gelieferten Komponenten, wie dem mehrfach zündbaren Vinci-Triebwerk und den verschiedenen fluidischen, hydraulischen und elektronischen Kontroll- und Steuerungssystemen bildet dieses ebenfalls von ArianeGroup integrierte System die Reiseplattform für die Satelliten ins All, bevor sie von der Oberstufe separiert werden und mit eigener Kraft an ihren Zielposition gelangen müssen.

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• OHB-System

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Quelle: DLR 6. Oktober 2022.

6. Oktober 2022 – Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lampoldshausen hat am 5. Oktober 2022 erstmals erfolgreich die Oberstufe der Ariane 6 getestet. Ein Heißlauftest ist ein höchst anspruchsvoller Versuch: Ziel ist es, auf dem Prüfstand flugähnliche Bedingungen nachzubilden. So soll das Zusammenspiel aller Komponenten für die Startvorbereitung und den Flug nachgewiesen, als auch die Belastungen simuliert werden, denen eine Raketenstufe auf dem Weg ins All standhalten muss. Die Oberstufe ist der Teil einer mehrstufigen Rakete, der am längsten unterwegs ist. Sie transportiert die Nutzlast und setzt sie an der gewünschten Position mit der korrekten Geschwindigkeit aus. Mit diesem Test ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zum Erstflug der neuen europäischen Trägerrakete Ariane 6 erreicht. Bei der Oberstufe handelt es sich um eine von Grund auf neu entwickelte Raketenstufe. Konzipiert und gebaut hat sie das Unternehmen ArianeGroup.

Anspruchsvolle Tests für den Einsatz im Weltall
Die Stufe besteht aus zwei Haupttanks, die mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff gefüllt sind, dem neuen, bis zu viermal wiederzündbaren Vinci-Triebwerk sowie der APU (Auxiliary Power Unit), einer innovativen Antriebseinheit. Sie macht die Einsatzmöglichkeiten der Ariane 6 noch vielseitiger. Im Fokus bei diesem ersten Heißlauftest stand das Befüllen der Stufe mit kryogenen Treibstoffen sowie ein Test des wiederzündbaren Vinci-Triebwerks. Das Team des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe prüfte außerdem alle zur Oberstufe dazugehörigen Systeme wie die Flugsoftware. „Dieser erste erfolgreiche Testlauf hat uns gezeigt, dass die über Jahrzehnte in Lampoldshausen erworbenen Kompetenzen beim Test von Raumfahrtantrieben ein entscheidender Garant für den Erfolg der europäischen Ariane-Familie ist“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, DLR-Vorstandsvorsitzende. „Ich bedanke mich bei dem Team, das diesen ersten Test der kompletten Ariane-6-Oberstufe zum Erfolg geführt hat.“

„Mit der Ariane 6 wird Europa über einen Träger verfügen, der für viele Jahre den Grundpfeiler der europäischen Raumfahrtaktivitäten bilden wird. Sie ist die ideale Rakete, um unsere institutionellen Missionen zu starten und damit den Zugang für alle europäischen Raumfahrtnutzenden zu garantieren – eine Fähigkeit, die im heutigen geopolitischen Umfeld unverzichtbar geworden ist“, betont Dr.-Ing. Walther Pelzer, DLR-Vorstand und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Daher freut es mich besonders, dass wir diesen essenziellen Meilenstein in der Entwicklung der Ariane 6 erreicht haben. Es ist ein großartiger Erfolg der Zusammenarbeit zwischen dem DLR, der ESA und der deutschen und europäischen Raumfahrtindustrie.“

„Im 21. Jahrhundert sind die Europäer für ihre Sicherheit und ihren Wohlstand zweifellos auf Daten aus dem Weltraum angewiesen. Europa muss auf eine vollständige Autonomie beim Zugang zum Weltraum und dessen Nutzung hinarbeiten. Die Ariane 6 ist der Schlüssel dazu und wir freuen uns darauf, sie vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, starten zu sehen“, sagt Daniel Neuenschwander, ESA-Direktor für Trägersysteme.

„Der erfolgreiche Heißlauftest ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Qualifikation der Ariane 6 und zu einem erfolgreichen Erstflug. Die in Deutschland entwickelte, produzierte, montierte und getestete Oberstufe der Ariane 6 stellt das Know-how der ArianeGroup, seiner Industriepartner und des DLR unter Beweis“, erklärt Pierre Godart, Geschäftsführer (CEO) der ArianeGroup GmbH. „Die Heißlauftests der Oberstufe werden parallel zu den sogenannten kombinierten Tests der Trägerrakete und des Startplatzes in Kourou durchgeführt. Mit den vereinten Kräften in Lampoldshausen, Kourou und weiteren Standorten und dank der hervorragenden Teams aller Beteiligten werden wir technische Spitzenleistungen erzielen. Auf diese Weise wird mit der Ariane 6 die Erfolgsgeschichte der europäischen Trägerrakete fortgeschrieben. Wir arbeiten unermüdlich für den erfolgreichen Erstflug und die Serienproduktion der Ariane 6 und wollen so die Erwartungen der Kunden von Arianespace wie geplant erfüllen.“

Heißlauftests: Königsdisziplin am Prüfstand
Insgesamt sind mit der Oberstufe beim DLR Lampoldshausen bis zu drei Heißlauftests geplant. In der Regel nehmen sie – nach mehreren Wochen intensiver Vorbereitung – jeweils rund 17 Stunden in Anspruch. Es werden alle Aspekte simuliert, einschließlich der Vor- und Nachbereitung der Stufe. Dazu zählt das Betanken mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff sowie das Entleeren der Tanks nach Ende des Tests. Das Team des Prüfstands sammelt während der Versuche eine große Menge an wichtigen Daten: zum Beispiel über die ballistischen Phasen, in denen die Oberstufe ohne Schub fliegt, die sogenannte Coast Phase, über den Druckaufbau in den Tanks vor der Triebwerkszündung, über das Wiederzünden des Triebwerks und über die Funktion der Düsen, die der Lageregelung dienen.

„Heißlauftests sind die Königsdisziplin am Prüfstand. Sie stellen höchste Anforderungen an die Technik und sind deshalb eine besondere Herausforderung für Team und Infrastruktur“, beschreibt Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe. „Außerdem testen wir zum ersten Mal in der langen Geschichte des Ariane-Programms in Europa eine kryogene Oberstufe an einem neu entwickelten Prüfstand – also eine doppelte Premiere“, ergänzt Schlechtriem. Die Erkenntnisse aus diesen Tests sind elementar, um die Ariane 6 zu finalisieren und startklar für den Weltraum zu machen. Entsprechend gründlich hat das Team um Anja Frank, Leiterin für die Versuchsanlagen im Institut für Raumfahrtantriebe, die Tests vorbereitet. In den letzten Monaten war höchste Konzentration gefordert, um sämtliche Vorbereitungen an der sieben Tonnen schweren Oberstufe mit einem Durchmesser von 5,4 Metern und einer Höhe von 11,6 Metern zu absolvieren. Genauso galt es, komplexe Softwareprogramme zu entwickeln und zu schreiben, um alle Abläufe während der Tests genaustens steuern und überwachen zu können.

Nicht nur technologisch läutet der erste Heißlauftest der Raketenoberstufe – die deshalb auch als „Hot Firing Model“ (HFM) bezeichnet wird – eine wichtige Phase der gesamten Ariane-6-Trägerentwicklung ein: „Für alle Beteiligten ist das auch ein sehr emotionaler und spannender Moment, wenn die neu entwickelte Oberstufe erstmals auf dem Prüfstand gezündet wird“, betont Schlechtriem.

Im Zentrum der Aufmerksamkeit: wiederzündbares Vinci-Triebwerk mit kryogenen Treibstoffen
Die Oberstufe der Ariane 6 ist mit einem wiederzündbaren Triebwerk namens Vinci ausgestattet. Es lässt sich bis zu viermal wiederzünden und kann von wenigen Sekunden bis zu mehr als 14 Minuten brennen. Damit ist die Ariane 6 sehr flexibel, kann ein breites Spektrum an Einsätzen abdecken und mit jeweils unterschiedlicher Missionsdauer mehrere Zielorbits ansteuern. Sie eignet sich besonders für den Transport von Satellitenkonstellationen, bei denen die einzelnen Satelliten in unterschiedlichen Umlaufbahnen ausgesetzt werden. Das Vinci-Triebwerk liefert mit der Treibstoffkombination aus kryogenem, also tiefkaltem flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff den notwendigen Schub, um die Nutzlasten genau an der gewünschten Position und mit der korrekten Geschwindigkeit im jeweiligen Orbit zu platzieren.

Der Oberstufenprüfstand P5.2
Die Tests mit der kompletten Oberstufe finden auf dem speziell für diesen Zweck entwickelten ESA-Prüfstand P5.2 statt – einer in Europa einmaligen Infrastruktur. Die hochkomplexe und extrem leistungsfähige Anlage wurde im Rahmen der Entwicklung der zukünftigen europäischen Trägerrakete Ariane 6 im Direktauftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt und gebaut. Sowohl der Prüfstand als auch wesentliche Teile der getesteten Stufe werden aus den deutschen ESA-Beiträgen zum Ariane-6-Entwicklungsprogramm finanziert. Für die Bereitstellung und Koordination dieser Mittel ist die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag der Bundesregierung verantwortlich.

Über das Ariane-6-Programm
Die Oberstufe ist Teil des Ariane-6-Programms der ESA, dessen deutsche Beteiligung durch die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR in Bonn gesteuert wird. ArianeGroup als Hauptauftragnehmer ist verantwortlich für Entwicklung und Bau der gesamten Trägerrakete. Diese erfolgen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Die Vermarktung des Trägersystems übernimmt das Tochterunternehmen Arianespace. Die französische Raumfahrtagentur CNES ist verantwortlich für den Bau des Startplatzes in Kourou sowie für die dort stattfindenden Tests.

Vi­deo: Er­folg­rei­cher Test der Aria­ne-6-Ober­stu­fe am ESA-Prüf­stand P5.2

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• Trägerrakete Ariane 6

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Quelle: DLR.

19. November 2021 – Einmalige Prüfstände, umfassendes Know-how und jahrzehntelange Erfahrung – der Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist spezialisiert auf das Entwickeln und Testen von Antrieben für die Raumfahrt. Ob für die großen Trägerraketen der Ariane-Familie oder den wachsenden Markt an Start-ups für kleinere Raketen, sogenannte Micro-Launcher: Das DLR-Institut für Raumfahrtantriebe testet und qualifiziert Technologie-Demonstratoren ebenso wie ganze Triebwerksstufen für den Start ins All. Im November 2021 hat ein Team des DLR im Auftrag des spanischen Start-ups Pangea Aerospace ein ganz besonderes Triebwerk untersucht: Am Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 führten sie erfolgreich Heißlauftests des weltweit ersten additiv gefertigten MethaLox-Aerospike-Antriebs durch. Heißlauftests sind umfassende Funktionstests – sie sind ein wichtiger Schritt bei der Vorbereitung auf einen Erstflug.

Aerospike-Technologie: großes Potenzial, erstmals im Praxis-Test
Die Aerospike-Technologie ermöglicht ein zukunftsweisendes Design von Triebwerken. Die Düse hat die Form eines Stachels – Englisch „spike“. Sie kann sich dadurch wesentlich flexibler an unterschiedliche Flughöhen anpassen. Die Technologie verspricht einen um 15 Prozent höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu konventionellen Ansätzen. Das bedeutet auch: 15 Prozent weniger Treibstoff ist notwendig, um die gleiche Masse in die Umlaufbahn zu befördern. Seit Jahrzehnten gilt die Aerospike-Technologie als sehr vielversprechende Lösung. Allerdings ist es erst heute möglich, sie umzusetzen – dank neuer Materialien, die höhere Temperaturen aushalten, und größerer Freiheiten bei der Konstruktion durch additive Fertigungsverfahren. So konnte Pangea Aerospace beispielsweise ein neues regeneratives Kühlsystem entwickeln, das flüssigen Sauerstoff und flüssiges Methan verwendet. Beide Gase liegen kryogen, das heißt in tiefkaltem Zustand, vor. Sie durchlaufen die Kühlkanäle, bevor sie in der Brennkammer des Triebwerks gezündet werden. So kühlt das Triebwerk ab und schmilzt nicht.

Die insgesamt vier Testläufe gaben einen ersten Einblick, wie die Aerospike-Technologie in der Praxis funktioniert. Dabei brannte das Triebwerk jeweils für rund 60 Sekunden. Mit seinen europaweit einmaligen Testmöglichkeiten unterstützt das DLR maßgeblich die erfolgreiche Entwicklung zukunftsfähiger und effizienter Raumfahrtantriebe. Ziel ist es, einen möglichst wettbewerbsfähigen Raumtransport zu gewährleisten und so weiterhin den Zugang ins All für europäische Unternehmen und Forschungseinrichtungen sicherzustellen.

Die nächste Triebwerksgenerationen im Blick
„Der Prüfstand P8 ist eine in Europa einmalige Infrastruktur, um solche Technologien für wettbewerbsfähige Trägerraketen vorzubereiten. Mit ihm leistet das DLR einen signifikanten Beitrag, um innovative Triebwerkskonzepte in Europa zu entwickeln“, betont Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe. Bei Tests am Prüfstand P8 können Daten von mehr als 200 Parametern erfasst werden. Alle im realen Einsatz denkbaren Betriebszustände und Fluglasten lassen sich unter nahezu realistischen Bedingungen nachstellen.

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• Pangea Aerospace

Der Beitrag Aerospike-Triebwerk von Pangea Aerospace im Test auf DLR-Prüfstand erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

10. September 2021 – „Mit dem Test eines neuen Raumfahrtantriebes im Auftrag des spanischen Start-ups Pangea Aerospace begleitet und unterstützt das DLR mit seinen Kompetenzen am Standort Lampoldshausen die Entwicklung zukünftiger Trägersysteme aus Europa“, erläutert Prof. Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstandes für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen. „Die Kooperation mit Pangea Aerospace ist für uns eine Premiere auf europäischer Ebene, über die ich mich besonders freue.“

Gemeinsames Ziel ist die Erprobung mehrerer Aerospike-Triebwerke. Das ist ein innovatives Triebwerkskonzept, das die Effizienz von Raketenantrieben um 15 Prozent verbessern kann. Dazu sollen ab Oktober 2021 Heißlauftests mit mehreren von Pangea Aerospace entwickelten und auf dem Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 installierten Technologiedemonstratoren erfolgen. Heißlauftests sind umfassende Funktionstests – sie sind ein wichtiger Schritt bei der Vorbereitung auf einen Erstflug. Der Prüfstand P8 zählt zu den Großforschungsanlagen im DLR und ist europaweit einzigartig. Mit dem Prüfstand ist es unter anderem möglich, Entwicklungstests mit kleineren Triebwerken oder Triebwerkskomponenten durchzuführen.

Wegweisend für neue Ansätze im Triebwerksdesign

„Durch die Zusammenarbeit mit Start-ups können wir die nächste Generation von Raketen effizienter und wettbewerbsfähiger gestalten. Besonders interessant ist dabei vor allem das Segment der Mikro-Launcher. Das sind Kleinträger, die Nutzlasten von einigen hundert Kilogramm in eine erdnahe Umlaufbahn bringen. Hierbei kommen häufig innovative Antriebstechnologien zum Einsatz. Diese zu testen, dafür sind wir am DLR in Lampoldshausen optimal aufgestellt“, sagt Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe.

Die Raumfahrtindustrie befindet sich im Umbruch. Sie sucht nach neuen Möglichkeiten, um wettbewerbsfähiger zu werden. Der Aerospike-Antrieb gilt seit Jahrzehnten als eine sehr vielversprechende Lösung für den Raketenantrieb. Aber erst heute ist es möglich, diese Technologien zu entwickeln und zu bauen – dank neuer Materialien und dank größerer Freiheiten bei der Konstruktion, die additive Fertigungsprozesse erlauben.

„Es ist großartig, mit dem DLR zusammenzuarbeiten und den weltweit ersten additiv gefertigten Aerospike-Antrieb zünden zu können“, sagt Adrià Argemi, Geschäftsführer von Pangea Aerospace. Die zweistufige „MESO“-Rakete, die bis zu 150 Kilogramm Nutzlast in eine erdnahe Umlaufbahn bringen soll, verfügt über ein solches Aerospike-Triebwerk mit einer Düse in Form eines Stachels. Sie kann sich dadurch wesentlich flexibler an unterschiedliche Flughöhen anpassen. Dieses Triebwerksdesign kann Raumfahrtantriebe dank höherer Effizienz, seiner Wiederverwendbarkeit sowie der sehr kostengünstigen und raschen Fertigung maßgeblich verändern. Dazu setzt das Start-up auf hochmoderne 3-D-Metalldrucktechniken und -materialien. Sie arbeiten mit einem Material namens GRCop42, eine Kupferlegierung in Pulverform, die von der NASA für die additive Fertigung von Brennkammern für Raketentriebwerke optimiert wurde. Als Treibstoff kommen flüssiger Sauerstoff und flüssiges Methan zum Einsatz.

DLR-Kompetenz: Know-how und flexible Testanlagen für wettbewerbsfähige Trägerraketen

Der globale Raumfahrtmarkt ist dynamischer und vielfältiger denn je. Neben der europäischen Trägerrakete Ariane ergänzen vermehrt Mikro-Launcher das Angebot an Startmöglichkeiten für Lasten unterschiedlichen Gewichts. Mikro-Launcher stammen oft von noch jungen Unternehmen und haben eine wesentlich kürzere Entwicklungszeit. Mit umfangreichem Know-how und einer flexiblen Testinfrastruktur steht das DLR bereit, diese Prozesse zu unterstützen. Als europäisches Forschungs- und Testzentrum für Flüssigantriebe verfügt es über ideale Rahmenbedingungen und flexible Anlagen. „Unsere Testanlagen decken bereits heute das gesamte Portfolio für Triebwerktests aller Art und Größe ab. Sie stehen auch kleinen und mittelständischen Unternehmen sowie Start-ups zur Verfügung“, sagt Schlechtriem und ergänzt: „Mit jedem Test an einem unserer Prüfstände gewinnen wir gemeinsam wertvolle neue Erkenntnisse. Diese fließen wiederum in die Entwicklung neuer Triebwerke ein. Damit sind wir ein einmaliger und wertvoller Partner für die institutionelle und private Raumfahrt.“

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• Pangea Aerospace

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