Quelle: ArianeGroup.

Die Qualifizierungs-Test-Kampagnen für Vinci und Vulcain 2.1 fanden bereits 2018 bzw. 2019 statt. Die Triebwerke Vulcain 2.1 und Vinci, die der ersten Ariane 6 neben dem P120C-Triebwerk den nötigen Schub geben, stehen nun für die Integration an der Hauptstufe in Les Mureaux und der Oberstufe in Bremen bereit.

Bei der zukünftigen europäischen Trägerrakete Ariane 6 kommen drei Triebwerksarten mit zwei unterschiedlichen Antriebstechniken zum Einsatz:

• das Vulcain-2.1-Triebwerk für die Hauptstufe, mit Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff betrieben
• das wiederzündbare Vinci-Triebwerk für die Oberstufe, ebenfalls mit Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff betrieben
• das P120C-Feststofftriebwerk für die Booster, mit deren Hilfe die Ariane 6 die Schwerkraft auf der Erde überwindet

Mit der erfolgreichen abschließenden Qualifizierung des P120C am 7. Oktober 2020 auf dem Europäischen Weltraumbahnhof (CSG) in Kourou sind die Qualifikationsmodelle von drei Triebwerken für die Ariane 6 nun alle erfolgreich getestet worden.

„Dies ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der neuen europäischen Trägerrakete. Die Triebwerke zählen seit jeher zu den besonders komplexen und strategischen Komponenten jedes Raumfahrtprojekts. Der Erfolg des P120C-Triebwerks in der Ariane-6-Konfiguration ist auch der erste „Systemtest“ für die Ariane 6, die damit eine der kritischsten Phasen ihrer Entwicklung gemeistert hat. Gleichzeitig sind die für den Erstflug vorgesehenen Triebwerke Vulcain 2.1 und Vinci bereits an unseren Standorten Bremen und Les Mureaux eingetroffen, wo die Integration in die entsprechenden Stufen erfolgt. Ich möchte mich bei allen Teams der ArianeGroup und unserer Industriepartner ganz herzlich für diesen großen Erfolg des „Europäischen Raumfahrtteams“ in diesen für uns alle schwierigen Zeiten bedanken“, gratulierte André Hubert Roussel, CEO von ArianeGroup.

Das P120C-Feststofftriebwerk ist für den Antrieb der Ariane 62 (Ariane-6-Konfiguration mit 2 Boostern) und der Ariane 64 (mit 4 Boostern), sowie der ersten Stufe der Vega-C bestimmt. Der nun erfolgreich abgeschlossene dritte und letzte Test ebnet den Weg für die endgültige Qualifikation des P120C-Triebwerks durch die Europäische Weltraumorganisation.

Darüber hinaus ist der Test gleichzeitig der erste „Systemtest“ für den Booster der neuen europäischen Trägerrakete: Besonders sind die Düsensteuerung mit neuen elektrischen Stellantrieben, die über Thermobatterien gesteuert werden – eine Weltneuheit im Bereich der Zündung durch Laser- und Glasfasertechnologie – sowie die Interaktion zwischen „Boden“-Ausrüstung und „Bord“-Geräten mit Hilfe eines neuartigen Kommunikationsbus-Systems.

Das mit Flüssigsauerstoff-Flüssigwasserstoff betriebene Vulcain 2.1-Triebwerk der Ariane 6-Hauptstufe mit einem Schub von 140 Tonnen (1.370 kN) wurde im Juli 2019 qualifiziert. Das wiederzündbare Vinci-Triebwerk für die Oberstufe mit einem Schub von 18 Tonnen (180 kN) hat seine Qualifikationstests bereits im Oktober 2018 erfolgreich abgeschlossen.

Ariane 6 ist ein Programm der Europäischen Weltraumorganisation, bei dem ArianeGroup als Konstruktionsverantwortlicher und Hauptauftragnehmer fungiert. ArianeGroup ist verantwortlich für Entwicklung und Bau der Trägerrakete in Zusammenarbeit mit Industriepartnern, die Vermarktung erfolgt über das Tochterunternehmen Arianespace. Die CNES ist verantwortlich für den Bau des Startplatzes in Kourou, Französisch-Guayana.

ArianeGroup steht an der Spitze eines Industrienetzwerks, das mehr als 600 Unternehmen (darunter 350 kleine und mittelständische Unternehmen) in 13 europäischen Ländern umfasst.

Über ArianeGroup
ArianeGroup entwickelt und liefert innovative und wettbewerbsfähige Lösungen für zivile und militärische Trägerraketen mit den modernsten Antriebstechnologien. Der Konzern ist als Hauptauftragnehmer der europäischen Trägerraketenfamilien Ariane 5 und Ariane 6 für die gesamte Produktionskette der Träger verantwortlich – vom Entwurf über die gesamte Produktionskette bis hin zur Vermarktung über sein Tochterunternehmen Arianespace.

Zudem ist ArianeGroup Hauptauftragnehmer für die ballistischen Trägerraketen der französischen Marine. ArianeGroup und die Tochterunternehmen sind weltweit anerkannte Spezialisten für Raumfahrtausrüstungen und -antriebe, ihr Know-how findet auch in anderen Industriezweigen Anwendung.

ArianeGroup ist ein zu gleichen Teilen von Airbus und Safran gehaltenes Joint Venture. Mit circa 9.000 hochqualifizierten Mitarbeitern in Frankreich und Deutschland erzielte der Konzern 2019 einen Umsatz von 3,1 Milliarden Euro.

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Quelle: ESA.

Der Vulcain 2.1 genannte, mit flüssigen Treibstoffen zu betreibende Raketenmotor ist mit dem Abschluss der Qualifikationstests nun bereit für Tests mit weiteren für die Ariane 6 vorgesehenen Systemen und Baugruppen.

Als Antrieb für die Zentralstufe der Ariane 6 soll das Vulcain 2.1 rund 135 Tonnen Schub erzeugen und neben den im Flugverlauf abzuwerfenden Feststoffboostern einen erheblich Beitrag dazu liefern, die Rakete innerhalb von etwa acht Minuten Flug auf eine Höhe von rund 200 Kilometern zu bringen.

Eine Überprüfung des Erreichten in der zweite Septemberhälfte 2019 war Höhepunkt einer über 15 Monate laufenden Kampagne, in deren Rahmen auch zwei statische Prüfstandversuche beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lampoldshausen stattfanden.

Beim letzten statischen Prüfstandversuch im Juli 2019 lief das Vulcain 2.1 rund 11 Minuten (bzw. 655 Sekunden). Der Versuch brachte die kumulierte Testzeit für einen kontrollierten Triebwerksbetrieb mit Nutzung der für die Ariane 6 vorgesehenen Stellantriebe zur Auslenkung des Triebwerks für die Lenkung der Rakete auf fast vier Stunden (bzw. 13.798 Sekunden).

Guy Pilchen, Ariane 6 launcher project manager der ESA, kommentierte: „Das sind sehr gute Ergebnisse, die Funktion und mechanische Verhalten des Vulcain 2.1 betreffen. In den kommenden kombinierten Tests erfolgt die Qualifikation auf Stufen- und Komplettträger-Ebene.“

Das Vulcain 2.1 wird überholt werden, bevor es bei dynamischen und Vibrations-Tests wieder verwendet wird. In einer hinsichtlich der Serienversion repräsentativen Zentralstufe wird es sich bei den kombinierten Tests in Französisch-Guayana weiter bewähren müssen. Die kommenden Tests haben zum Ziel, die Zentralstufe der Ariane 6 als flugtauglich zu qualifizieren.

Qualifikationstests des Haupttriebwerks für die Oberstufe der Ariane 6, einem Raketenmotor mit der Bezeichnung Vinci, wurden bereits im Oktober 2018 abgeschlossen. Der abschließende Test fand am 12. Oktober 2018 auf dem Teststand PF52 der ArianeGroup im französischen Vernon statt. Das wiederzündbare Triebwerk wird nach Integration in eine vollständige Oberstufe in Lampoldshausen weitere Tests erleben.

Ein ausstehender Feststoffbooster-Test in Französisch-Guayana soll unter anderem der Überprüfung des Beschleunigungsprofils der neuen Rakete dienen. Durch ihren maßgeblichen Anteil an der Erzeugung von Vortrieb beeinflusst der Schubverlauf der Booster vom Typ P120C deutlich die Trajektorie der Rakete. Für die Planung und Vorbereitung künftiger Flüge der Ariane 6 werden deshalb exakte Daten benötigt.

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