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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Ein Beitrag von Andreas Weise. Quelle: Flugreise/Recherche.

Erst vor Kurzem weihte die ESA zusammen mit dem DLR den neuen Prüfstand P5.2 am DLR-Standort Lampoldshausen ein. Ein Meilenstein für das DLR und für das Ariane-6-Programm. Die langfristigen Auswirkungen auf den Triebwerkstestbetrieb, auf Wirtschaft, Forschung und Entwicklung in der betreffenden Region sind dabei noch gar nicht abzusehen. Raumfahrer.Net jedenfalls veröffentlichte dazu eine Pressemitteilung des DLR.

Nun verdichten sich unbestätigte Gerüchte, dass die ESA die Entwicklung von Raketen einer neuen Generation verstärkt voran treiben will. Dazu soll ein Testareal mit einem entsprechend nutzbaren Prüfstand für Feststofftriebwerke in Betrieb genommen werden. Wie bekannt, sah das ursprüngliche Konzept der Ariane 6 eine Anzahl von Feststoffstufen vor. Der Technologievorsprung amerikanischer Firmen, die Erfahrungen mit entsprechenden Boostern beim Space-Shuttle-Programm gesammelt hatten, und diese nun konsequent für das SLS weiter entwickeln, soll aufgeholt werden. Bislang scheitere dieses Vorhaben nicht nur am politischen Willen der beteiligten Länder, sondern auch schlicht an der nicht erfolgten Bereitstellung entsprechender Prüf- und Testkapazitäten. Das soll nun anders werden.

Von der Öffentlichkeit unbemerkt, so lässt sich vermuten, soll eine entsprechende Testanlage im südlichen Teil des Bundeslandes Brandenburg, direkt an der Grenze zu Sachsen, entstehen. Umfangreiche Erschließungsarbeiten sind bereits zu erkennen. So ist der Abgastrichter mit einer Länge von circa 3.500 Meter fast fertig gestellt. Ein solcher ist auch notwendig, um die enormen Kräfte des Abgasstrahls unterhalb der allgemeinen Erdoberkante zu halten, damit die Belastung für die Umwelt durch Feuer, Abgas und Lärm in vernünftigen Grenzen einschränkbar bleibt. Zum Vergleich: Der Abgaskanal am Startplatz 1 in Baikonur ist rund 250 Meter lang. Luftbilder von April 2018 zeigen den eigentlichen Testplatz mit der in einem schluchtenartigen Graben angelegten Zufahrt sowie in unmittelbarer Nähe liegende Kraftwerksanlagen zur Energieversorgung und Produktionsstätten.

Ein Standortvorteil könnte sich daraus ergeben, dass sich in unmittelbarer Nähe nicht nur eine Eisenbahntrasse mit Regionalzuganbindung befindet. Es existiert auch eine 2.500 Meter lange Flugplatzlandebahn in unmittelbarer Nähe zum mutmaßlichen Prüfstand. Damit könnten große Transportflugzeuge, wie solche vom Typ AN-124, zum Transport großer Booster zum Einsatz kommen. Die betroffene angrenzende Gemeinde mit rund 22.400 Einwohnern rundet den Standort durch eine entsprechende soziale Infrastruktur ab.

Dass die Wahl ausgerechnet auf das südliche Brandenburg gefallen seien soll, ist dabei erstaunlich. Schließlich hätte Sachsens Ministerpräsident Kretschmer, hier im Gespräch mit ESA-Chef Wörner, es bestimmt gerne gesehen, wenn DLR und ESA in Sachsen noch mehr investieren würden. Man erinnere sich, dass in Großenhain nördlich von Dresden der Prototyp eines innovativen Flüssigkeitstriebwerkes auf Alkoholbasis erprobt wurde.

Natürlich ist die Errichtung solch eines Standortes in Brandenburg nicht unumstritten. Insofern ist es verständlich, dass das DLR, bzw. die ESA sich hierbei bedeckt hält, wenn diese Gerüchte, denn offizielle Informationen gibt es dazu nicht, stimmen sollten. Zu den mutmaßlichen Plänen haben wir natürlich beim DLR nachgefragt. Der Pressesprecher des DLR Andreas Schütz teilte uns dazu mit:

„… Davon weiß ich nichts, nie gehört. Es kann jedoch zu einer Vermengung von Informationen gekommen sein, die diesen Eindruck entstehen lassen können. Das DLR plant den Aufbau eines Institutes für CO2-arme Industrieprozesse. Dazu gehört eine Testanlage für Kraftwerkstechnologien. Insofern ist die Information eine Testanlage betreffend richtig, jedoch nicht für Raketenantriebe, sondern für Kraftwerksanlagen. …“
Es bleibt also erst einmal abzuwarten, was wirklich geschieht und in wie weit neue Informationen zugänglich werden. Man darf weiter neugierig bleiben…. bzw. sich selbst ein Bild machen: Die Koordinaten dazu sind: 51°35’26.1″N 14°14’05.7″O.

Update:
Die Bewohner im Raum Welzow-Schwarze Pumpe-Spremberg mögen verzeihen, dass wir hier etwas sehr weit in den 1. April geträumt haben. Ein großer Prüfstand für Feststofftreibwerke der ESA und des DLR in Brandenburg geisterte nur in unserer Ersten-April-Träumerei herum.

Aber der Flugplatz Welzow, der Tagebau Welzow, das Kraftwerk Schwarze Pumpe, und die Stadt Spremberg sind sehr real. Richtig ist auch, dass an der TU-Dresden an einem Flüssigkeitstriebwerk auf Alkoholbasis im Rahmen einer studentischen Arbeit gearbeitet wurde. Entsprechende Tests sind auf dem Flugplatz Großenhein gelaufen. Dann wurde es sehr still. Leider ist uns der weitere Werdegang nicht bekannt. Dazu hatten wir allerdings das Institut für Luft- und Raumfahrttechnik an der TU Dresden auch nicht angefragt. Wen wir aber angefragt hatten, das war das DLR. Und somit ist das Zitat von DLR-Pressesprecher Andreas Schütz korrekt wiedergegeben.

Der 1. April 2019 ist vorbei. Nun folgen wieder ernst gemeinte Beiträge an dieser Stelle…. Bis zum nächsten 1. April in einem Jahr.

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Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Aerojet Rocketdyne, NASA.

E2063 wurde während des Tests auf Schubniveaus zwischen 80 und 109 Prozent des Nominalschubs betrieben. Zusammen rund 350 Sekunden lief das Triebwerk mit rund 109 Prozent, nach der Zündung kurze acht Sekunden mit rund 100 Prozent, und 78 Sekunden mit rund 80 Prozent.

Bei NASAs Exploration Mission Nr. 2 (EM-2) wird E2063 eines der vier Haupttriebwerke der Zentralstufe des Space Launch System (SLS) sein. E2063 ist nach E2059 der zweite Motor für EM-2, der von seinem Erbauer, der Aerojet Rocketdyne, und der US-amerikanischen Raumfahrtagentur (NASA) getestet wurde. Beim angetriebenen Flug der SLS-Zentralstufe für EM-2 soll auch E2063 rund achteinhalb Minuten kontinuierlich arbeiten.

Nach derzeitigem Stand wird EM-2 die erste bemannte Mission im Rahmen des US-amerikanischen Raumflugprogramms zur bemannten Erkundung des Sonnensystems unter dem Titel Exploration sein, und die erste, bei der eine neue Oberstufe mit der Bezeichnung Exploration Upper Stage (EUS) zum Einsatz kommt.

EM-1 wird davor als Testmission unbemannt ablaufen. Die Arbeit an den vier RS-25-Hauptriebwerken für EM-1 (laut Plan E2045, E2056, E2058 und E2060) hat Aerojet Rocketdyne eigenen Angaben zufolge im Oktober 2017 abgeschlossen. Bei Bedarf könnte E2063 als Ersatz für EM-1 verwendet werden.

E2063 für EM-2 hatte Aerojet Rocketdyne in Stennis im Gebäude 9101 im Jahr 2015 zusammengesetzt, und während der rund drei Monate dauernden Arbeiten Material aus dem Inventar des Space-Shuttle-Programms verwendet. Das Triebwerk ist aktuell das jüngste der 16 flugtauglichen Triebwerke aus dem im Raumflugzentrum Stennis deponierten Inventar von Aerojet Rocketdyne. Am 27. September 2017 ist das Triebwerk zum Teststand A-1 gebracht worden, wo man sogleich mit dem Einbau des Triebwerks begonnen hat.

Aerojet Rocketdyne liefert neben den Haupttriebwerken für die Zentralstufe des SLS auch die Haupttriebwerke für die Oberstufe EUS. Jede EUS wird mit vier Triebwerken vom Typ RL10 ausgerüstet. Die Entwicklungsgeschichte der RL10-Triebwerke reicht noch weiter zurück als die der RS-25-Triebwerke, die als Haupttriebwerke des Space Shuttle das Licht der Welt erblickten. RL10-Agregate werden seit Jahrzehnten in Centaur-Oberstufen auf Atlas-Raketen eingesetzt. In einem Cluster von sechs Triebwerken fand sie Verwendung in der zweiten S-IV genannten Stufe der Saturn I mit Flügen von 1963 bis 1965.

Der Test vom 19. Oktober 2017 wurden nach Angaben der NASA von über 1.500 Besuchern in Stennis im Rahmen eines Tages der offenen Tür vor Ort beobachtet.

Video bei YouTube:

• Video des Tests am 19. Oktober 2017

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• EM-2 Mission Orion auf SLS
• Space Launch System (SLS) – Planung und Processing

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Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: KCNA Watch.

Vor dem Test sei Kim Jong Un, der gleichzeitig Vorsitzender der Arbeiterpartei Nordkoreas, Oberbefehlshaber der Streitkräfte des Landes und Vorsitzender der Kommission für Staatsangelegenheiten ist, über den Bau des neuartigen, schubstarken Triebwerks informiert worden.

Anschließend habe er das Satellitenstartzentrum Sohae besucht, wo man ihn mit den technischen Details des Triebwerks und den Vorbereitungen des Tests bekannt gemacht habe. Den Beginn des anschließenden Testlaufs soll Kim Jong Un von einem Beobachtungsstand aus befohlen haben.

Aufgabe des Tests sei es gewesen, die dem Triebwerk zugeschriebenen Parameter im Betrieb nachzuweisen. Unter anderem sei es darum gegangen, den in der Brennkammer des Triebwerks erzeugten Schub zu ermitteln, Bewegungen der Turbine zur Förderung von Treibstoff zu untersuchen, das Funktionieren des Kontrollsystems und seiner Ventile sowie Zuverlässigkeit und strukturelle Integrität des Gesamtsystems zu prüfen.

Der Test am 18. März 2017 soll bestätigt haben, dass beispielsweise die Prozesse zum Starten des in Nordkorea entworfenen Triebwerks und zu seiner Abschaltung die gewünschten Ergebnisse hatten. Während des Testlaufs soll das Triebwerk akkurat die vorher festgelegten Betriebsparameter erreicht haben.

Kim Jong Un habe sich nach dem Test erfreut über ein Ereignis von angeblich historischer Bedeutung gezeigt. Der erfolgreiche Test stehe laut Kim Jong Un für die Wiedergeburt der Raketenindustrie, die der Juche-Ideologie folgt. Dem Namen nach und ganz praktisch sei eine entwicklungs- und produktionsorientierte Raketenindustrie entstanden, nachdem man vollständig mit Dogmatismus, Konservatismus und Formalismen gebrochen habe, und nicht mehr abhängig von Technologien anderer Staaten sei.

Die Welt werde, so Kim Jong Un angeblich, in Kürze sehen, welcher große Sieg von herausragender Bedeutung erreicht worden sei. Entwicklung und Fertigstellung des neuartigen schubstarken Triebwerks sichere die technischen und wissenschaftlichen Grundlagen zur Schaffung einer Satellitentransportkapazität auf Weltniveau.

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• Raumfahrt Nordkorea

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, NSF.

Seit ein paar Monaten führt die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA auf dem Gelände des Stennis Space Centers im US-Bundesstaat Mississippi wieder regelmäßig Testzündungen eines RS-25 Triebwerks durch. Bei dem RS-25 handelte es sich um das leistungsfähige Haupttriebwerk des Space Shuttles. Durch die Verbrennung von flüssigem Wasserstoff (LH2) und flüssigem Sauerstoff (LOX) erzeugte es genügend Schub, um sich bei 134 Flügen in den Weltraum zu bewähren. Nach dem Ende des Space Shuttle-Programms 2011 war der Verwendungszweck der verbliebenen Triebwerke ungewiss, gab es doch zunächst kein Nachfolgeprogramm. Doch dann konnte die Agentur im September 2011 ihre neue, große Rakete vorstellen: Das Space Launch System (SLS). Diese Rakete soll dafür sorgen, dass nach langer Zeit Menschen wieder zu Zielen jenseits des niedrigen Erdorbits und schließlich zum Mars aufbrechen. Und auch das SLS setzt auf vier RS-25 Triebwerke, um ins All zu starten.

Zu diesem Zweck musste jedoch das RS-25 modifiziert werden. Die fast 20 Jahre alte Kontrolleinheit, quasi das Computergehirn des Triebwerks, wurde durch eine modernere Version ersetzt, die auf dem Controller des J-2X basiert, die Isolierung wurde verstärkt. Außerdem werden die Triebwerke beim Einsatz an dem SLS mit höheren Treibstoffdrücken und niedrigeren Treibstofftemperaturen konfrontiert werden. Diese Modifikationen und veränderte Einsatzbedingungen müssen vor dem Flug auf dem Boden getestet werden. Zu diesem Zweck werden Testzündungen eines RS-25 auf dem Teststand A-1 des Stennis Space Centers im US-Bundesstaat Mississippi durchgeführt. Dabei wird ein einzelnes Triebwerk die gesamte geplante Einsatzdauer lang gezündet, wobei währenddessen Daten über das Verhalten des Triebwerks gesammelt werden.

Inzwischen wurde die erste Reihe dieser Tests abgeschlossen. Die erste Testzündung fand am 9. Januar statt, danach stand jedoch eine Reparatur des Hochdruck-Wassersystems des Testgeländes an, das die Triebwerke während der Zündung kühlen soll. Die nächste Testzündung folgte dann Ende Mai, die nächste wurde am 11. Juni über 500 Sekunden durchgeführt. Die bisher längste Testzündung über 650 Sekunden fand am 25. Juni statt. Nach einem fünften Test am 17. Juli folgte der vorletzte Test am 13. August, bei dem auch zahlreiche Social-Media Vertreter anwesend waren. Am 27. August stieg dann das große Finale: Das letzte Mal in dieser Testreihe wurde das RS-25 535 Sekunden lang gezündet.

Diese Testzündungen hatten es zum Ziel, die Entwicklung der Modifikationen voranzubringen. Eingesetzt wurde das Triebwerk mit der Nummer 0525, ein Entwicklungsmuster, das noch nie in den Weltraum geflogen ist und auch nie an dem SLS fliegen wird. Als nächstes steht das sogenannte „flight-acceptance testing“ an. Die NASA verfügt mittlerweile über einen Bestand von 16 RS-25 Triebwerken, die sich zum großen Teil bei Space Shuttle-Missionen bewährt haben. Zwei Triebwerke sind jedoch noch nie ins All geflogen: 2062 und 2063. Bevor sie für das SLS eingesetzt werden können, müssen sie als Qualifikation deshalb vorher am Boden testgezündet werden. Zu diesem Zweck wird bald 0525 gegen das Triebwerk 2059 ausgetauscht, einen Veteranen, der schon fünf Flüge hinter sich hat. Dieses Triebwerk soll im November testgezündet werden, um die Messinstrumente des Teststands zu kalibrieren, weil die Leistungsdaten dieses Triebwerks schon bekannt sind. Nach der Kalibrierung wird im Februar 2016 das Triebwerk Nummer 2063 getestet, gefolgt von einer zweiten Testreihe des anderen Entwicklungsmusters neben 0525. Diese Testreihe soll insgesamt 10 Testzündungen beinhalten und die Modifikationen an dem RS-25 zertifizieren. Triebwerk 2062 soll sein flight acceptance testing dann im November 2016 absolvieren.

Damit aber nicht genug: Nicht nur ein einzelnes RS-25 Triebwerk soll in Stennis getestet werden, sondern auch die gesamte Hauptstufe des SLS. Diese Hauptstufe soll nicht nur vor dem Flug am Boden zu Testzwecken betankt werden, sondern auch zweimal ihre insgesamt vier RS-25 Triebwerke zünden. Für diese Tests wird ein anderer Teststand benötigt, der die Bezeichnung B-2 trägt. Dieser wird momentan modernisiert und umgebaut. Kein Bereich bleibt unberührt, von der Struktur über die Mechanik bis zur Elektrik wird der gesamte Teststand generalüberholt, der noch aus den 1960ern stammt. Ein wichtiger Schritt bei diesen Arbeiten wurde vor Kurzem abgeschlossen: Die Installation einer etwa 33 Meter hohen Stahlstruktur. Diese mehrere hundert Tonnen schwere Struktur verlängert einen bereits existierenden Stahlturm. Die Verlängerung ist notwendig, um die Höhe und das Gewicht der gewaltigen Hauptstufe zu kontrollieren und den Arbeitern Zugang zur Stufe zu gewähren. Anfang 2017 soll es dann soweit sein: Die Hauptstufe wird von der Michoud Assembly Facility nahe New Orleans, wo sie hergestellt wurde, zum Stennis Space Center transportiert. Nach den Tests wird sie dann zum Kennedy Space Center in Florida weiterbefördert, wo die Hauptstufe dann auf den Flug vorbereitet und mit dem restlichen SLS verbunden wird.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IB wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird ebenfalls die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug des SLS ist nicht später als im November 2018 mit der Mission EM-1 (Exploration Mission 1) geplant, bei der das neue NASA-Raumschiff Orion noch unbemannt zum Mond fliegen wird. Weitere SLS-Missionen sollen bemannte Marsflüge in den 2030ern vorbereiten, jedoch hat der US-Kongress immer noch keine dieser Missionen bewilligt, obwohl er als Unterstützer des SLS gilt.

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• Space Launch System – Planung und Processing
• Space Launch System (SLS) – Kosten/Nutzen/Meinungen/künftige Entwicklung

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA, UK Space Agency, Reaction Engines, Raumfahrer.net. Vertont von Peter Rittinger.

Weltraumflugzeuge sind trotz mehrerer konzeptioneller Anläufe immer noch Science Fiction. Skylon ist eine solche Idee. Die Planungen sehen ein 84 Meter langes und automatisch gesteuertes Weltraumflugzeug vor, dass wie normale Passagiermaschinen gewöhnliche Start- und Landebahnen benutzen kann. Die Nutzlast soll bis zu 15 Tonnen betragen. Eine niedrige Erdumlaufbahn (LEO) soll mit einem Fünfzigstel der Kosten herkömmlicher Raketenstarts erreicht werden.

Erste Hürde im Rahmen des Projektes ist die Entwicklung eines Triebwerks, das sowohl in der Atmosphäre als auch unter Weltraumbedingungen funktioniert. Dafür sind aktuell rund vier Jahre Entwicklungszeit vorgesehen. Das Triebwerk soll das Flugzeug in der unteren Atmosphäre mit der einströmenden Luft auf Mach 5 beschleunigen. Dann wird auf eine Versorgung durch mitgeführten flüssigen Sauerstoff für den Flug im luftleeren Raum umgeschaltet.

Leisten soll dies die Synergistic Air-Breathing Rocket Engine (SABRE) von Reaction Engines Ltd. Mit der Entwicklung scheint man ein gutes Stück weiter gekommen zu sein. Tests unter Regie der ESA sind im November 2012 zufriedenstellend verlaufen. Getestet wurde seinerzeit die von Reaction Engines entwickelte Vorkühlereinheit. Ihr kommt entscheidende Bedeutung zu, denn sie kühlt die in das Triebwerk im Hyperschallflug einströmende Luft innerhalb von Sekundenbruchteilen von über 1.000 Grad Celsius auf minus 150 Grad Celsius herunter. Derartiges ist in der Industrie zwar nichts Neues, aber leicht und kompakt für ein Fluggerät gab es das laut Mark Ford, Leiter des Bereichs Triebwerke der ESA, bisher noch nicht. Er sieht hier eine europäische Technologieführerschaft.

Die britische Regierung hat nun 60 Mio. Pfund oder umgerechnet 68 Mio. EUR für die Entwicklung und Konstruktion eines Triebwerk-Prototyps freigegeben. Die ESA wird die SABRE- und Skylon-Entwicklung im Auftrag der britischen Weltraumbehörde (UK Space Agency) weiterhin begleiten – beratend und finanziell. Rund 8 Mio. EUR (7 Mio. Pfund) wurden laut Space.com Anfang des Jahres von der ESA für Verbesserungen der Kühleinheit genehmigt. Insgesamt wird die Triebwerksentwicklung mit 140 Mio. Pfund veranschlagt. Um den kompletten Triebwerksprototypen bis 2017 zu bauen und am Boden zu testen, werden auch private Investoren gesucht. Ab 2020 sehen die Planungen erste Flugtests des Triebwerks vor.

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• Skylon

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Waco Tribune, NASASpaceFlight. Vertont von Peter Rittinger.

Die Erststufe der Falcon 9 wurde in einigen wesentlichen Punkten verändert. So werden hier schubstärkere Triebwerke des Typs Merlin 1D verwendet und dies obendrein in leicht veränderter Anordnung. Die 9 Triebwerke bilden nun kein 3-mal-3-Quadrat mehr, sondern die 8 äußeren Triebwerke sind am Rand der zylindrischen Stufenhülle in achteckiger Anordnung montiert. Zudem wurden Stufe und Tanks verlängert, so dass die Stufe mehr Treibstoff verbrennt und dies auch über eine längere Zeit, was die Nutzlast erheblich vergrößert.

Tests der Triebwerke fanden seit 2010 statt und konnten im März dieses Jahres abgeschlossen werden. Erprobungen der gesamten ersten Stufe fanden in unterschiedlicher Länge seit dem 31. Mai statt. Bei den ersten 4 Tests schaltete ein Computer allerdings immer die Triebwerke vor Ablauf der gesamten Brenndauer einer Erststufe ab. Über den fünften Test liegen nun kaum Angaben vor, offizielle im Prinzip gar nicht. Bestätigt wurde, dass ein fünfter Test stattgefunden hat und dass mit dessen Abschluss die Testziele erreicht wurden.

Die benutzten Triebwerke werden nun ausgebaut und überprüft. Sie werden zudem durch die für den ersten Einsatz der Rakete vorgesehenen ersetzt und die Stufe zum vorgesehenen Startplatz Vandenberg transportiert. Hier wird die erste Stufe wie auch zuvor die anderen Muster der Falcon 9 kurz getestet und anschließend Zweitstufe und Nutzlast aufgesetzt. Dann soll die Rakete den kanadischen Forschungs- und Kommunikationssatelliten Cassiope 1 sowie eine Gruppe von Cubesats in eine Erdumlaufbahn bringen. Dies könnte frühestens im August geschehen.

Space Exploration Technologies, kurz SpaceX, hat vor allem aufgrund eines niedrigen Startpreises gut gefüllte Auftragsbücher. Bisher konnten bis auf 3 erfolgreiche Flüge von Dragon-Raumschiffen zur Internationalen Raumstation allerdings kaum Nutzlasten in Orbits transportiert werden, da man des Öfteren umdisponierte. Zunächst musste man mit der Falcon 1 einige empfindliche Rückschläge einstecken, danach wurde die Falcon 9 größeren Veränderungen unterzogen. Diese bewirken allerdings eine größere Nutzlastkapazität und die Möglichkeit einer Wiederverwendung der ersten Stufe. Dies würde bei Erfolg die Preise für Weltraumstarts deutlich senken und gilt als innovativ. Kunden warten derweil allerdings darauf, dass endlich ihre Satelliten in die entsprechenden Bahnen transportiert werden.

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• SpaceX-Thema ab Juni 2013
• Falcon-9-Jungfernflug mit Cassiope
• Falcon 9

Der Beitrag Erststufe der Falcon 9R gilt als qualifiziert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: erewise.com, indiadefender.com, ISRO, sawfnews.com, The Hindu.

Der Test fand in der erst jüngst fertiggestellten Testanlage zur Simulation großer Höhen (high altitude test facility, HAT) im ISRO-Zentrum für Flüssigkeitsraketenantriebe (Liquid Propulsion Systems Centre, LPSC) in Mahendragiri im Distrikt Kanyakumari des indischen Bundesstaats Tamil Nadu statt. Die Anlage war nach dem Versagen des in Indien konstruierten Triebwerks beim Flug einer indischen Rakete für den Transport von Satelliten auf geosynchrone Umlaufbahnen (GSLV) am 15. April 2010 in einem Zeitraum von rund einem Jahr gebaut worden.

Die Zündung des indischen Triebwerks vom Typ CE-7.5 im Teststand am 24. März 2013 erfolgte auf die vorgesehene Weise, dabei gemessene Daten bewegten sich im Rahmen des Erwarteten. Die positiven Ergebnisse sollten es ermöglichen, das Triebwerk nun in die kryogene Oberstufe für die Rakete GSLV-D5 zu integrieren und die Stufe möglichst bald zum Startgelände auf der Insel Sriharikota zu liefern. Nach dem Triebwerkstest ging der Direktor des LPSC, M. Chandra Dathan, davon aus, dass ein Start der GSLV-D5 im Monat Juli 2013 erfolgen könnte. Die Rakete soll den indischen Kommunikationssatelliten GSAT 14 in den Weltraum transportieren.

In der Oberstufe namens CUS einer GSLV eingesetzt, wird ein CE-7.5-Triebwerk nominal rund 720 Sekunden arbeiten. Der Vakuumschub des regenerativ gekühlten Triebwerks liegt dabei nach leicht differierenden Angaben zwischen 69,5 und 73,55 Kilonewton (etwa 7,5 Tonnen). Für den spezifischen Impuls des Motors mit gestufter Verbrennung werden 452 bis 454 Sekunden genannt.

Die Versorgung des Triebwerks mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff besorgen zwei sogenannte Booster-Pumpen und ein Turbinensatz zum Antrieb. Letzter erreicht eine Drehzahl zwischen 39.000 und 42.000 Umdrehungen pro Minute und stellt die Versorgung der Hauptkammer des Triebwerks mit 16,6 Kilogramm Treibstoff pro Sekunde sicher. Das Antriebsgas für den Turbinensatz wird durch einen Vorbrenner erzeugt. Für Veränderungen des Schubs und die Beeinflussung des Mischungsverhältnisses der Treibstoffkomponenten gibt es getrennte Regulatoren. Die Zündung der Verbrennung des flüssigen Wasserstoffs mit flüssigem Sauerstoff erfolgt in allen Triebwerkskomponenten pyrotechnisch.

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• GSLV-D5 mit GSAT 14

Der Beitrag Indien testete kryogenes Oberstufentriebwerk CE-7.5 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceX, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Demnach wurde das Triebwerk im Rahmen von 28 Einzeltests insgesamt 1.920 Sekunden lang betrieben. Dies entspricht etwa der zehnfachen Dauer eines normalen Einsatzes. Bei 4 Tests wurde mit einem Schub von mindestens 670 kN gearbeitet, was dem nominellen Wert des Triebwerks am Boden entspricht. Insgesamt hat man hinsichtlich Betriebsdauer und Wiederzündung eine Sicherheitsmarge von 4:1 eingehalten. Allgemein üblich ist in der Industrie ein Verhältnis von 2:1.

„Das Merlin 1D absolvierte jeden Test dieses extrem gründlichen Qualifikationsprogramms erfolgreich“, sagte Elon Musk, CEO und Chefdesigner von SpaceX. „Nachdem die Qualifikation nun abgeschlossen ist, schauen wir nach vorn auf den ersten Einsatz der Merlin 1D beim sechsten Flug einer Falcon 9 noch in diesem Jahr.“

Zusätzlich zum vergrößerten Schub der Triebwerke gegenüber den Vorgängern Merlin 1C wurden auch Verbesserungen und Effizienzerhöhungen bei der Herstellung realisiert. Mittlerweile ist man bei der Herstellung der Triebwerke und aller anderen Teile der Trägerraketen so weit, dass jeden Monat eine komplette Falcon 9 die Werkshallen verlassen kann.

Der erste Start einer Falcon 9 mit den stärkeren Triebwerken, verlängertem Rumpf und veränderter Triebwerksanordnung ist für Juni dieses Jahres geplant.

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• SpaceX-Thema ab 18. März 2013
• Falcon 9 v1.1 Jungfernflug mit CASSIOPE

Der Beitrag SpaceX: Merlin 1D ist qualifiziert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Orbital Sciences Corporation, NASA.

Die beiden Triebwerke vom Typ Aerojet 26 liefen dabei etwa 29 Sekunden lang, während die Rakete von starken Bolzen auf dem Boden gehalten wurde. Nach Angaben von Orbital verlief der Test normal. Dazu gehörten auch Bodenprozeduren wie die Überprüfung der Betankungsanlage. Damit wurde nicht nur die Rakete einem ersten heißen Test unterzogen sondern auch die neu gebauten Startanlagen auf dem Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS) auf dem Gelände der Wallops Flight Facility der NASA. Vor einigen Tagen war ein geplanter Test 1,5 Sekunden vor der Zündung abgebrochen worden.

Die Trägerrakete ist mit modifizierten Triebwerken ausgerüstet, die in den 1960er Jahren ursprünglich für die sowjetische Mondrakete N1 entwickelt und Anfang der 1970er gebaut worden waren. Nachdem man das bemannte Mondprogramm aufgegeben hatte, wurden die NK 33 eingelagert und mittlerweile „reaktiviert“. Die Triebwerke gelten aber auch heute noch als sehr fortschrittlich und effizient. Sie arbeiten im Hauptstromverfahren mit sehr hohem Brennkammerdruck sowie regenerativer Kühlung. Zusätzlich werden die Turbinen zur Treibstoffförderung durch ein in der Vorbrennkammer erzeugtes Arbeitsgas angetrieben. Dadurch entsteht ein mehrstufiger Verbrennungszyklus.

Einige der Triebwerke wurden von einer US-Firma erworben und von Aerojet modifiziert. Sie verwenden nun Ethanol als Treibstoff, sind teilweise schwenkbar und wurden mit moderner Steuerelektronik ausgerüstet.

Die Antares-Trägerrakete soll bei ihrem Jungfernflug in wenigen Wochen eine Attrappe des Frachtraumschiffes Cygnus in eine Erdumlaufbahn bringen. Bei erfolgreicher Mission könnte noch in diesem Jahr der erste Frachtflug zur Internationalen Raumstation erfolgen, bei dem zunächst aber eine ganze Reihe von Sicherheitsmanövern auszuführen wäre.

Die Orbital Sciences Corporation (OSC) hat neben SpaceX eine Ausschreibung der NASA zum Transport von Versorgungsgütern und Experimenten zur ISS gewonnen. Ursprünglich war der Erstflug für 2012 geplant, aufgrund von Problemen mit Rakete und Startanlage aber mehrfach verschoben worden. SpaceX hat bereits zwei seiner Dragon genannten Frachtraumschiffe zur ISS gebracht. Für den kommenden Montag steht auch hier ein Triebwerkstest an, bevor die dritte Dragon am 1. März zur Internationalen Raumstation aufbrechen soll.

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• Antares (vormals Taurus II) – Jungfernflug

Der Beitrag Erfolgreicher Triebwerkstest einer Antares erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Blue Origin, NASA.

Dieses ist im Unterschied zu allen bisher eingesetzten Varianten nicht über der Kapsel angebracht sondern darunter. Damit schiebt es die Kapsel im Notfall aus dem Gefahrenbereich, wodurch der Antriebsstrahl senkrecht austreten und so der volle Schub genutzt werden kann.

Beim Test am Freitag startete die Kapsel von einem Gestell, welches die Verbindung zu einer Trägerrakete simulieren sollte. Sie stieg rasch auf etwa 700 Meter Höhe, worauf drei Fallschirme ausgestoßen wurden, die sich nach und nach zu voller Größe entfalteten. Die Kapsel landete nach 61 Sekunden knapp 500 Meter vom Startort entfernt.

„Der erste Test unserer suborbitalen bemannten Kapsel ist ein großer Schritt auf dem Weg zu sicheren und erschwinglichen Weltraumreisen“, sagte Jeff Bezos, Gründer der Firma Blue Origin. „Dies wäre nicht ohne die Hilfe der NASA möglich gewesen, und das Team von Blue Origin hat hart daran gearbeitet, dieses System zu entwickeln, zu bauen und den Test vorzubereiten.“

Der Test war ein vereinbarter Meilenstein im Rahmen des Commercial Crew Development Program (CCDev) der NASA. In den zurückliegenden Monaten hatte Blue Origin ebenso eine Überprüfung der Systemanforderungen ihrer Kapsel sowie einen Triebwerkstest erfolgreich über die Bühne bekommen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA, Space News, Raumfahrer.net.

Informationen aus den Vereinigten Staaten von Amerika legen nahe, dass die ESA in Betracht zieht, eine millionenschwere Reparatur des Teststands B-2 der von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) betriebenen Spacecraft Propulsion Research Facility in der Nähe von Sandusky im Bundesstaat Ohio zu finanzieren, damit dort künftig in Europa konstruierte Raketenoberstufen getestet werden können.

Der Teststand ist Teil der sogenannten Station Plum Brook (PBS) und liegt rund 80 Kilometer westlich vom Hauptquartier des NASA-Forschungszentrums Glenn in Cleveland. Dort könnten Tests der Oberstufe für eine weiterentwickelte Ariane-5-Rakete namens Ariane 5ME stattfinden – ME steht für Midlife Evolution und soll zum Ausdruck bringen, dass die Ariane-5-Rakete nach einer gewissen Einsatzzeit nun weitere Verbesserungen erfährt.

Zentral für die Ariane 5ME alias Ariane 5 ECB ist die Verwendung einer neuen Oberstufe mit der Bezeichnung ESC-B (bzw. H24,1), für die jetzt Testmöglichkeiten gesucht werden. Um sie im Teststand B-2 von Plum Brook tatsächlich mit gezündeten Triebwerken bei simulierter Flughöhe betreiben zu können, ist eine leistungsfähige Abgasanlage erforderlich, in der dampfbetriebene Ejektorstufen die Absaugung der Abgase und damit die Aufrechterhaltung des annähernden Vakuums besorgen (eingespritzter Dampf reißt dabei die Triebwerksabgase mit sich). Eine solche Abgasanlage ist zwar vorhanden, aber seit geraumer Zeit nicht benutzbar, da die nötigen umfassenden Reparaturarbeiten bisher nicht vorgenommen wurden.

Laut Jim Free, stellvertretender Direktor des Forschungszentrum Glenn, müssen die Dampfeinspeiser überarbeitet werden. Dort falle der hauptsächliche Reparaturaufwand an, und es sei an der ESA, zusätzlich zu den reinen Testkosten auch die Wartungskosten zu tragen.

Auf einen exakten Betrag für die nötigen Arbeiten wollte sich Free nicht festlegen, meinte aber, es werden wohl einige Millionen Dollar aufzuwenden sein. Der NASA-Sprecher Michael Braukus teilte mit, für 2012 stünden der Station Plum Brook 11,2 Millionen US-Dollar aus dem NASA-Budget zur Verfügung, die laufenden Wartungskosten der Einrichtung betrügen rund 5 Millionen US-Dollar pro Jahr. Weil es nach den von der ESA benötigten Testläufen keinen anderen Kunden gebe, sei die Finanzierung der Ertüchtigung der Anlage keine Angelegenheit der NASA, sondern müsse durch die ESA erfolgen, zeigte sich Braukus überzeugt.

Dem Branchendienst Space News berichtete Braukus am 3. April 2012, man habe der ESA einen Vorschlag über eine Vereinbarung übermittelt, in dem eine Anzahl von Bedingungen aufgeführt seien. Über endgültige Vertragsbedingungen verhandle man weiter, erwarte eine endgültige Entscheidung der ESA aber spätestens im Herbst 2012. Die Kostenschätzungen hinsichtlich einer Überarbeitung des Teststands B-2 habe die NASA laut Braukus bereits abgeschlossen. Eine offizielle Begutachtung sei für den 11. April 2012 geplant. Ergebnisse werde man der ESA anschließend übermitteln.

Der ESA-Sprecher Pal Hvistendahl bestätigte in Paris das Interesse der Nutzung des Teststands B-2 für Tests einer vollständig integrierten Oberstufe für die Ariane 5ME, sofern sich bei der ESA ein Konsens zur Wahl dieses Weges einstellt. Allerdings habe man primär das Interesse, in Lampoldshausen in Deutschland einen geeigneten Teststand einzurichten. Die Nutzung eines Teststands der Station Plum Brook stelle eine mögliche Alternative oder Ergänzung dar, so Hvistendahl weiter.

Zur Zeit werden bei der ESA zwei Entwicklungsrichtungen für neue, leistungsfähige Trägerraketen verfolgt: Eine dieser Linien stellt die stufenweise Leistungssteigerung der Ariane 5 dar, wobei die Ariane 5ME mit einem kryogenen wiederzündbaren Vinci-Triebwerk in der Oberstufe mit einem Schub von rund 180 Kilonewton rund 20% mehr Nutzlast als bisherige Ariane-5-Raketen schultern können soll (bis zu 12 Tonnen für den Geostationären Orbit).

Die andere Linie sieht eine völlig neue Rakete namens Ariane 6 vor, der von einigen Seiten größerer kommerzieller Nutzen unterstellt wird, da sie als die kleinere, in ihrer Konfiguration jedoch mutmaßlich anpassbarere Rakete im Gegensatz zur Ariane 5 jeweils immer (nur) einen großen Satelliten transportieren können wird. Möglicherweise im November 2012 könnten sich die Vertreter der 19 Mitgliedsstaaten der ESA anlässlich der nächsten Ministerratssitzung auf eine der oder beide neuen Raketen festlegen.

Die NASA bewirbt den Teststand B-2 als den größten seiner Art. Die ESA hat ihn bereits benutzt. Der Abwurf der Nutzlastverkleidung der Ariane 5 wurde dort 1996 untersucht. Für die Untersuchung von Raketenantrieben benutzte die NASA den Teststand zuletzt 1998, als man dort mit einer Delta-III-Oberstufe arbeitete. Laut NASA sind im Teststand Versuchsläufe von bis zu 14 Minuten bei einem Schub von bis zu 1,8 Meganewton möglich, nicht jedoch ohne funktionierende Abgasanlage.

Als Vakuumkammer, in der zu einem gewissen Teil Weltraumbedingungen simuliert werden, taugt der Teststand auch ohne die Abgasanlage. Die NASA, die sich angesichts knapper Kassen einem gewissen Druck, Dritten die Nutzung eigener Einrichtung zu ermöglichen, ausgesetzt sieht, hat dort nach eigenen Angaben beispielsweise Nutzlasten für Höhenballons getestet.

In Lampoldshausen sind Tests mit laufenden Triebwerken unter annähernden Vakuumbedingungen bisher nur für einzelne Triebwerke, nicht jedoch für vollständige Raketenstufen möglich. Wirklich aussagekräftige Tests einer Raketenstufe, die für den Einsatz in großen Flughöhen oder im Weltraum gedacht ist, sind nur zu erhalten, wenn man die vollständig integrierte Stufe unter simulierten Weltraumbedingungen und Verwendung der stufeneigenen Treibstoffe und Energieversorgungssysteme betreibt.

Ein Neubau ist also von Nöten, will man in der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen Einrichtung in Lampoldshausen künftig komplette Oberstufen in Betrieb untersuchen. Das Vinci-Triebwerk für die Ariane 5ME als solches absolvierte bereits eine Anzahl erfolgreicher Brennversuche in Lampoldshausen auf dem Teststand P4.1.

Raumcon:

• Ariane V – Technik und Zukunft
• ESA-Ministerratstagung 2012

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Masten Space Systems.

Dabei wird Masten Space Systems mit 400.000 US-Dollar und zusätzlichen Dienstleistungen gefördert. Gegenstand des Vertrages sind mehrere Demonstrationsflüge eines weiterentwickelten und wiederverwendbaren vertikalen Start- und Landesystems für suborbitale Flüge, genutzt werden soll der Startkomplex 36. Hierbei erforderliche Umbauten werden ebenfalls von Space Florida, einer Vermarktungsfirma zur Festigung des Raumfahrtstandortes Florida, unterstützt.

Masten Space Systems hatte im Herbst 2009 Level 2 der Northrop Grumman Lunar Lander Challenge am besten bewältigt und dafür 1 Million US-Dollar Siegprämie eingestrichen. Seit Mai 2010 besteht zudem eine Partnerschaft mit XCOR Aerospace, die ihr Flüssigsauerstoff-Mathan-Antriebssystem und passende Verbundstofftanks beisteuern.

Ende Mai letzten Jahres schaffte Masten erstmals die Wiederzündung des Triebwerks im Flug, woraufhin im August bereits ein Vertrag mit der NASA im Rahmen des Commercial Reusable Suborbital Research Program (CRuSR) geschlossen wurde. Ziel ist es, minutenlange Schwerelosigkeit für wissenschaftliche Experimente und die Erprobung neuer techischer Geräte einfach, zuverlässig und kostengünstig zur Verfügung zu haben.

Masten Space Systems hat bis Ende 2010 bereits mehr als 70 erfolgreiche Flüge seines Vertical Liftoff Vertical Landing Systems mit dem Namen Xombie durchgeführt und das Nachfolgemodell Xaero fertiggestellt. Mit diesem System sollen die Demoflüge noch 2011 absolviert werden.

Raumcon:

• Northrop Grumman Lunar Lander Challenge 2009

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittimger.

Jeder, der sich schon einmal ausführlicher mit Raketenstarts auseinandergesetzt hat, kennt diese Szene: Techniker, welche in unförmige Schutzanzüge gehüllt sind, betanken kurz vor der Verbindung eines Satelliten mit der Trägerrakete den Raumflugkörper mit Treibstoff für die Lageregelungs- und Bahnkorrekturtriebwerke.

Bei dem dabei verwendeten Treibstoff handelt es sich fast ausschließlich um Hydrazin, eine hochgiftige und krebserregende Stickstoffverbindung, welche bereits durch den bloßen Hautkontakt in den menschlichen Körper gelangen kann. Die aufgrund dieser Eigenschaften erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen verteuern die geplanten Weltraummissionen und verlängern zudem deren Vorbereitungszeitraum. Neben dem Schutz der Menschen muss dabei auch immer eine Kontamination der Umwelt vermieden werden.

Trotz all dieser Nachteile und Gefahren findet Hydrazin bisher eine verbreitete Anwendung als Raketentreibstoff, da die Vorteile immer noch die Nachteile überwiegen. Aufgrund seiner hochreaktiven Eigenschaften entwickelt dieser Treibstoff eine hohe Leistung. Zudem kann Hydrazin über einen relativ langen Zeitraum gelagert werden. Ein weiterer Vorteil ist die hypergolische Eigenschaft des Hydrazins. Dies bedeutet, dass der Treibstoff sich beim Zusammentreffen mit einem Oxidator – im Fall von Hydrazin wird Salpetersäure oder Distickstofftetroxid verwendet – oder einem geeigneten Katalysator, zum Beispiel Aluminiumoxid, spontan entzündet.

Diese Eigenschaft vereinfacht die Konstruktion der Raketentriebwerke, da keine aufwändigen und fehleranfälligen Zündsysteme verwendet werden müssen. Bei Lageregelungsantrieben für Satelliten werden gegenwärtig überwiegend Systeme mit einem Katalysator zum Einsatz gebracht. In diesem Fall spricht man von Einstofftriebwerken, da ausschließlich das Hydrazin und kein zusätzlicher Oxidator benötigt wird. Somit spart man Platz und Masse an Bord und vermindert zugleich die Wahrscheinlichkeit eines auftretenden technischen Defektes.

Ein neu entwickelter Treibstoff könnte den Füllvorgang der Trägerraketen künftig jedoch vereinfachen und deren Einsatz zugleich sicherer machen. Nach Ansicht der beteiligten Ingenieure wäre der Betankungsvorgang demzufolge nicht gefährlicher als bei einem Auto. Dazu forscht die ESA bereits seit dem Jahr 1997 gemeinsam mit der Swedish Space Corporation (SSC) an neuartigen Treibstoffen, welche sowohl ungiftig und zugleich lagerfähig sowie hypergol sind. Mittlerweile wurden die Triebwerks- und Treibstoffforschungen der SSC in einem hundertprozentigen Tochterunternehmen, der ECAPS (Ecological Advanced Propulsion Systems), gebündelt. Von dort konnte jetzt ein erster Erfolg gemeldet werden.

Der neu entwickelte Treibstoff trägt den Namen LMP-103S C. Hierbei handelt es sich um eine Mischung aus Ammoniumdinitramid (ADN), Methanol, Wasser und Ammoniak. Der „grüne“ Treibstoff wird von ECAPS auch als High Performance Green Propellant (HPGP) bezeichnet.

„Der Treibstoff auf Basis von ADN hat eine um 30 Prozent höhere Performance als Hydrazin und ist wesentlich weniger giftig“, so Mark Ford, der Leiter des Bereichs Antriebstechnik der ESA. „Anders als Hydrazin kann es sicher mit einem Flugzeug transportiert werden und es sind keine unbequemen Schutzanzüge beim Betanken nötig.“

Für den neuen Treibstoff wurde bei ECAPS ein entsprechendes Triebwerk mit einem Schub von einem Newton entwickelt, welches derzeit bei der schwedischen PRISMA-Mission zusammen mit dem neuen Treibstoff getestet wird. Triebwerk und Treibstoff sollen jetzt auf den Space Innovation Days, welche am 17. und 18. Februar 2011 am ESTEC in Noordwijk/Niederlande stattfinden, der Fachwelt präsentiert werden. Die ESA hat die Entwicklung im Rahmen ihres General Support Technology Program (GSTP) unterstützt. Ziel des GSTP ist es, vielversprechende Prototypen aus dem Labor zu einer flugfähigen Hardware zu qualifizieren. Das neue Antriebssystem soll auch bei der ESA-Testmission Proba 3 zum Einsatz kommen.

Bei der Mission PRISMA handelt es sich um eine schwedische Technologie-Mission, welche der Erprobung der autonomen Steuerung von zwei Kleinsatelliten namens Tango und Mango im Formationsflug dient. An ihr sind auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), dessen Deutsches Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) im Frühjahr 2011 den operationellen Betrieb bis zum Missionsende übernehmen wird, die französische Raumfahrtagentur CNES und die Dänische Technische Universität (DTU) Kopenhagen beteiligt.

PRISMA wurde am 15. Juni 2010 zusammen mit dem französischen Sonnenforschungssatelliten PICARD gestartet. Nach ausführlichen Überprüfungen aller Systeme erfolgte am 12. August 2010 die Trennung von Tango und Mango, sodass die eigentliche Mission zur Erprobung verschiedener Verfahren des autonomen Formationsflugs und des Rendezvous von Satelliten beginnen konnte.
Dabei stellt Mango mit einer Masse von 140 Kilogramm den schwereren Hauptsatelliten dar, welcher in allen drei Achsen steuerbar ist und auch mit dem neuen Treibstoff betankt wurde. Der zweite Satellit, Tango, wiegt dagegen lediglich etwa 40 Kilogramm. Zu den bei dieser Mission verwendeten Sensoren gehören neuartige, am DLR-Standort Oberpfaffenhofen entwickelte und lediglich scheckkartengroße GPS-Empfänger, welche für die autonomen Formationsflüge eingesetzt werden.
Die ersten Flugmanöver und Versuchsreihen mit dem neuen Treibstoff verliefen laut der ESA sehr erfolgreich und sollen noch bis mindestens zum Mai 2011 fortgeführt werden.

Raumcon-Forum:

• Dnepr mit PRISMA & PICARD

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: SpaceX.

Der erste Test der Falcon 9 auf dem Startkomplex LC 40 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) um 15:30 Uhr MEZ musste abgebrochen werden, da es wieder Probleme mit Triebwerk 6 gab, das schon gestern Schwierigkeiten bereitet hatte. Ein dritter Test wurde für 16:30 Uhr MEZ angesetzt, man verlegte ihn aber 16:50 Uhr. Dieses Mal schließlich lief alles rund und die Triebwerke feuerten für zwei Sekunden, ehe sie wieder heruntergefahren wurden. Laut SpaceX war der Test ein „voller Erfolg“.

Der eigentliche Start soll nach dem derzeitigen Stand der Planungen am 7. Dezember 2010 um 15:03 Uhr MEZ stattfinden. Die Nutzlast ist bei diesem Flug die erste voll funktionsfähige Dragon-Kapsel, die, wie die Rakete auch, von SpaceX gebaut wird. Mit diesem Flug will man demonstrieren, dass man mit Dragon die Internationale Raumstation ISS versorgen kann.

Raumcon:

• Falcon 9/Dragon – COTS 1 ab 4. Dezember

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