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Die Liberty

Liberty

ATK, an der Ares I durch den SRB beteiligt, präsentierte ein Jahr nach Einstellung von Constellation als preiswerten Ersatz der Ares I die Liberty, welche anstatt der noch zu entwickelnden zweiten Stufe eine Ariane 5 EPC einsetzt. Die Struktur der EPC müsste verstärkt werden, geprüft müsste auch werden, ob das Vulcain im Flug gezündet werden kann, doch dies sei nach EADS Angaben möglich. ATK bewarb sich bei den kommerziellen Crewtransporten der NASA und konnte im September 2011 einen weiteren Test eines 5-Segment SRM (noch finanziert durch das Ares I Programm) und im Januar 2012 das Erreichen von vorgegebenen Milestones der NASA vorweisen. Nach einjähriger Prüfung kündigte ATK am 9.5.2012 an, die Liberty privat zu entwickeln. Die Liberty könnte durch die schon existierenden Stufen schon 2014 ihren Jungfernflug absolvieren und 2015 Astronauten zur ISS bringen. Ebenfalls werde eine eigene Kapsel entwickelt werden für kommerzielle Crewtransporte wie auch Weltraumtourismus. Diese solle von Lockheed stammen und auf der Orion basieren. Sie solle jedoch mehr auf schon existierende Werkstoffe und Komponenten zurückgreifen und dadurch preiswerter sein und schneller fertiggestellt werden.

Ein Start solle nur 180 Millionen Dollar kosten, und bis zu 22 t in den Orbit befördern. Die hohe Nutzlast soll den Transport von sieben Personen plus Fracht zulassen, eine Fähigkeit, die derzeit kein anderes Versorgungssystem hat. Die Kosten pro „Sitz“, also befördertem Astronauten sollen signifikant niedriger als die derzeitige Lösung sein: Die NASA zahlt 63 Millionen Dollar für jeden gestarteten Astronauten an die russische Weltraumagentur Roskosmos. Das bedeutet, dass die ATK-Lösung bei sieben Astronauten weniger als 441 Millionen Dollar pro Flug kostet. Die Kapsel, die im Meer niedergehen soll, wäre bis zu zehnmal wiederverwendbar. Ihr LOC-Risiko (LOX: Lost of Crew, also Tod der Besatzung bei einem Unfall) soll bei 1:1.200 liegen, verglichen mit 1:200 mit dem Space Shuttle vor dem Ausmustern. Das klingt hoch (Gemini hatte ebenfalls 1:200 und Apollo 1:1000 als Designvorgabe), ist aber geringer als die Forderung der NASA an die Orion/Ares I die 1:2000 hatte. Die Ares I wurde damals auch bevorzugt weil "man rated" Delta und Atlas Varianten nur auf 1:750 bis 1:1000 gekommen wären. allerdings war die Ares I nicht finanzierbar und so gibt es nun eben Abstriche an der Sicherheit. Wie bei anderen Größen muss man man sagen, dass dies aber ein rechnerisch ermitteltes Risiko ist. Wie zuverlässig die Liberty ist zeigen erst einige Jahre des Einsatzes.

Hervorgehoben wird die hohe Zuverlässigkeit durch schon erprobte Komponenten und eingespielte industrielle Teams sowie einen sehr einfachen Aufbau der Rakete. Anders als bei der Ares I wird bei der Liberty ohne Zündung der Kapsel ein stabiler Orbit erreicht, da die EPC eine 85 s längere Brenndauer aufweist.

Liberty

Ob sich dieses Konzept gegen andere, die für den kommerziellen Crewtransport eingereicht wurden, durchsetzen kann, wird die Zukunft zeigen. Die NASA will zwei Entwicklungsaufträge vergeben und hier favorisieren unabhängige Beobachter eher andere Firmen, die schon mit der Entwicklung begonnen haben oder über mehr Erfahrung bei bemannten Raumfahrzeugen aufweisen. Eventuell wird durch das sinkende NASA-Budget nur ein Kandidat ausgewählt. ATK, das erst sehr spät mit der Entwicklung der Liberty beginnt, werden hier nur geringe Chancen eingeräumt.

Da von der Liberty bislang nur die Höhe und Nutzlast bekannt sind, wurde das Datenblatt aus den Angaben für die 5-Segment Booster der Ares I und die Ariane 5 ECA EPC erstellt. Zumindest bei Letzterer ist es sehr wahrscheinlich, dass der hohe Schub des SRB das Trockengewicht ansteigen lässt. Zudem fehlt noch eine Steuerung. Auch diese könnte von der Ariane 5 stammen. Die VEB wiegt weitere 950 bis 1.900 kg (je nach Schwere der Nutzlast, hier wohl eher 1.900 kg) und übernimmt zudem die Rollachsenkontrolle für die EPC.

Die Liberty ist nur ungefähr 3-4 m kürzer als die Ares I, was die Zugänge für die Kapsel angeht. Berücksichtigt man die VEB, so schmilzt die Differenz auf 2 m zusammen. Das bedeutet dass sie wahrscheinlich kompatibel mit dem Startturm der Ares I sein könnte, falls dieser fertiggestellt wird. Damit wäre wohl eines der beiden Space Shuttle Pads der ideale Startort für die neue Trägerrakete.

Ob die Liberty erfolgreich sein wird, muss sich noch zeigen. Neben technischen Fragen stellt sich auch die Frage der Wirtschaftlichkeit - um die Transportflüge zur ISS bewerben sich mehrere Unternehmen. Selbst wenn ATK einen Auftrag erhält dann wird sicherlich auch noch ein anderes Unternehmen zum Zuge kommen. Diese setzten aber nicht nur auf eigens dafür entwickelte Träger, sondern nutzen schon existierende wie die Atlas V (Dream Chaser, CST-100) oder Falcon 9 (Dragon). Sicher wäre es möglich die Liberty um eine Oberstufe zu erweitern, z.B. die Delta IV DSCC und dann auch Transporte in den geostationären Orbit durchzuführen (sie läge dann zwischen der höchsten Ausbaustufe der Atlas V und Delta Heavy), aber Pläne dafür gibt es nicht und ob einige wenige Mannschaftstransporte pro Jahr auseichend für eine Produktion sind, ist zweifelhaft.

 

Datenblatt Liberty

Einsatzzeitraum:

Starts:

Zuverlässigkeit:

Abmessungen:


Startgewicht:

Nutzlast:

Ab 2014

-

-

91,44 m Höhe
5,40 m Durchmesser

921.673 kg

22.000 kg in einen niedrigen Erdorbit
20.140 kg in einen ISS Transferorbit, 51,6° Neigung

 

5 Segment SRB

EPC

Länge:

53,00 m

30,40 m

Durchmesser:

3,71 m

5,40 m

Startgewicht:

733.073 kg

188.600 kg

Trockengewicht:

85.420 kg ohne Bergungssystem

14.100 kg

maximaler Schub:

15.577 kN

960 kN

Schub Vakuum:

12.864 kN

1.390 kN

Triebwerke:

1 × RSRMV

1 × Vulcain 2

Spezifischer Impuls (Meereshöhe):

2375 m/s

3040 m/s

Spezifischer Impuls (Vakuum):

2753 m/s

4248 m/s

Brenndauer:

126 s

535 s

Treibstoff:

PBAN / Aluminium / Ammoniumperchlorat

LOX / LH2


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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