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Die Taurus-Trägerrakete

Aufbau der TaurusTaurus

Die Taurus ist die folgerichtige Weiterentwicklung der Pegasus von OSC. Um auch im Nutzlastbereich von 1.000 kg mitzuspielen, wurde zuerst erwogen, die Pegasus mit einem Turbojet bis in Höhen von 30 km und Mach 4 zu beschleunigen. So hätte die Pegasus bei 31 t Startmasse etwa 1 t Nutzlast erreicht. Von dieser Weiterentwicklung ist nun aber nicht mehr die Rede, wahrscheinlich ist mit der Taurus eine preiswertere Lösung gefunden worden.

Die Taurus besteht aus einer Standard-Pegasus ohne die Flügel, die auf einen Castor 120-Booster gesetzt wurde. Daran erinnert auch die Stufennummerierung, der Castor 120 wird einfach als Stufe 0 bezeichnet und nicht als Stufe 1. Der Castor 120 basiert auf der ersten Stufe der MX Peacekeeper-ICBM. Im Vergleich zu dieser ist die Stufe etwas schwerer (53 anstatt 49 t) und verfügt über eine längere Brenndauer bei kleinerem Startschub. Der Castor 120 wird auch in zwei anderen Raketenprogrammen verwendet, bei der Athena und der Astria. Die MX ist die größte Interkontinentalrakete nach Ausmustern der Titan und durch die Abrüstungsverhandlungen (START-2) musste auch sie bis zum Jahre 2003 ausgemustert werden. Daher dürfte es eine ganze Menge Stufen von ihr geben, die man so zweckentfremdet als Erststufe nutzen kann. OSC bietet auch umgerüstete MX Peacekeeper-Raketen als Minotaur IV an. Diese stehen jedoch nur für US-Regierungsaufträge zur Verfügung.

Die erste Stufe verfügt über eine Schubvektorsteuerung durch Einspritzung von Kaltgas. Sie hat eine Länge von 12,8 m (mit Adapter zur zweiten Stufe) bei einem Durchmesser von 2,34 m. Der Treibstoff HTPB (hydroxiterminiertes Polybutadien) brennt innerhalb von 82,5 Sekunden ab und erzeugt einen Schub von 1.615 kN im Vakuum. Die erste Stufe wird von der zweiten heiß getrennt, d.h. diese zündet vor Ausbrennen der ersten Stufe. Lediglich die erste eingesetzte Taurus verwandte einen Peacekeeper MX-Erststufenmotor. Diese Taurus 2110 hat eine etwas höhere Nutzlast, die um etwa 250 kg höher als bei der Taurus 2210 mit dem Castor 120-Antrieb liegt.

Die zweite Stufe Orion 50S stammt von der Pegasus, sie verzichtet nur auf die Flügel und Finnen. Diese sind nicht nötig, weil die Rakete schon von der ersten Stufe auf Geschwindigkeit gebracht wird und dadurch außerhalb der Atmosphäre arbeitet. Ein Stufenadapter verbindet beide Stufen. Er bildet den Übergang von 2,34 auf 1,3 m Durchmesser und besteht aus einer leichtgewichtigen Aluminiumstruktur mit Längsversteifungen.

Die zweite Stufe hat eine Länge von 8,6 m bei 1,3 m Durchmesser. Ihr Orion 50G-Antrieb brennt 72,4 Sekunden und liefert 471 kN Schub. Unverändert übernommen werden die beiden folgenden Stufen Orion 50 S und Orion 38 von der Pegasus. Diese beiden Stufen sind lenkbar durch schwenkbare Düsen. Anstatt der Orion 38 ist es möglich, die aus dem Fleetsatcom bekannte Star 37FM-Stufe einzusetzen. Diese rotiert und stabilisiert so die Nutzlast zusätzlich.

Für Nutzlasten gibt es zwei Verkleidungen von 63 und 91 Zoll (160/230 cm) Durchmesser. Für die Nutzlast stehen 1,40 × 3,93 m (63 Zoll-Verkleidung) bzw. 2,05 × 5,71 m (91 Zoll-Verkleidung) an Raum zur Verfügung. Sie wird nach 173 Sekunden, 3 Sekunden nach Zündung der dritten Stufe, in 163 km Höhe abgeworfen.

Taurus StartDie Taurus wird wie eine normale Rakete vom Boden aus gestartet. Sie benötigt aber nur kurze Startvorbereitungszeiten und keine besondere Startrampe, sie steht einfach auf einer Plattform. Auch der Start wird von einem mobilen Container aus initiiert. Die Rakete selbst hat ein eigenes Navigationssystem und braucht keine Bodenunterstützung.

Die erste und zweite Stufe arbeiten nach einem fest vorgegebenen Programm. Die Trennung von erster und zweiter Stufe erfolgt, wenn die Beschleunigung unter 0,2 g sinkt. Die dritte Stufe zündet erst nach einer Freiflugphase von 12 Sekunden. Sie bringt die dritte Stufe auf eine bestimmte Höhe, bei einem 300 Meilen hohen Orbit zum Beispiel auf 138 Meilen. Die ersten 3 Stufen befördern die dritte Stufe in eine Bahn, deren Apogäum bei der gewünschten Bahnhöhe liegt. Das Perigäum kann dabei bei 0 km liegen. Nach einer Freiflugphase zündet die dritte Stufe nahe des Apogäums und bringt die noch fehlende Geschwindigkeit auf. Alternativ kann auch eine konventionelle Methode genutzt werden, in der die dritte Stufe mit der Nutzlast in einen Parkorbit gebracht wird. Diese ist energetisch ungünstiger, bei bestimmten Orbits jedoch die einzig Möglichkeit.

Für die Benennung der Taurus gibt es ein Schema aus 4 Ziffern:

Die Taurus 2210 kann folgende Nutzlasten befördern:

Durch die vier Stufen nimmt die Nutzlast für höhere Orbits nicht so stark ab, wie bei der Pegasus oder Athena als dreistufige Raketen. Maximal sind 2.000 km hohe Orbits (Nutzlast <300 kg) erreichbar. Die Wahl der Bahnneigung hat dagegen relativ großen Einfluss auf die Nutzlast. Ab 2006 wird die Taurus einen weiteren Konkurrenten bekommen: Die Vega. Diese neue europäische Rakete befördert mehr als die doppelte Nutzlast zum gleichen Startpreis.

 

Datenblatt Taurus 1110 „Arpa Taurus“ / Taurus 2210

Einsatzzeitraum:

Starts:

Zuverlässigkeit:

Abmessungen:

Startgewicht:

Maximale Nutzlast:


Nutzlastverkleidung:

Startpreis:

1994 – 1998 (Arpa Taurus) 1004 – 2001 (Taurus 2210)

2, davon kein Fehlstart (Arpa Taurus) 4, davon ein Fehlstart (Taurus 2210)

100 % erfolgreich (Arpa Taurus) / 75 % (Taurus 2210)

26,00 / 28,00 m Höhe, (Arpa Taurus / Taurus 2210) , 2,34 m Durchmesser

68.930 kg (Arpa Taurus) / 73.000 kg (Taurus 2210)

1.220 kg / 1.400 kg in einen 200-km-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)
810 kg / 1.080 kg in einen SSO-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)
391 kg / 431 kg in einen GTO-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)

1,60 m oder 2,30 m Durchmesser, 5,50 m Länge (Arpa Taurus)
1,60 m oder 2,30 m Durchmesser, 3,94 / 5,71 m Länge (Taurus 2210)

20 Millionen Dollar (Arpa Taurus) / 24 Millionen Dollar (Taurus 2210)


MX-Erststufe
(Arpa Taurus)

Castor 120
(Taurus 22210)

Orion 50ST

Orion 50T

Orion 38

Länge:

10,70 m

9,06 / 12,80 m*

7,53 / 8,60 m*

3,11 m

1,34 m

Durchmesser:

2,34 m

2,38 m

1,28 m

1,27 m

0,97 m

Startgewicht:

49.448 kg

53.424 kg

13.242 kg

3.379 kg

875 kg

Trockengewicht:

3.628 kg

4.200 kg

1.088 kg

354 kg

104 kg

Schub (Durchschnitt)

1.607 kN

1.547 kN

471 kN

115 kN

31,8 kN

Schub (maximal):

2.204 kN

1.940 kN

558 kN

134 kN

36 kN

Triebwerke:

1 × TU-903

1 × Castor 120

1 × Orion 50ST

1 × Orion 50T

1 × Orion 38

Spezifischer Impuls
(Meereshöhe)

2245 m/s

2345 m/s

1765 m/s

2353 m/s

2353 m/s

Spezifischer Impuls (Vakuum):

2766 m/s

2764 m/s

2797 m/s

2846 m/s

2817 m/s

Brenndauer:

56,6 s

80,3 s

74,3 s

75,1 s

64,6 s

Treibstoff:

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium/ Ammoniumperchlorat

*: Mit/ohne Stufenadapter

Die Taurus XL / Taurus 3210 - Minotaur C

Taurus 3110Eine Taurus XL - mit den schwereren Stufen der Pegasus XL als Oberstufen - wurde zuerst  in "Taurus 3210" umbenannt. Sie verwendet den Orion 50 XL-Erststufenmotor der Pegasus XL als zweite und den Orion 50S XL als dritte Stufe. Beide Stufen sind etwa 30 Prozent schwerer als die bei der Taurus eingesetzten Versionen. An der ersten und vierten Stufe gibt es keine Änderungen. Die Nutzlast der Taurus 3210 ist so durch relativ geringe Veränderungen leicht angestiegen. Sie wird mit 1.275 bis 1.363 kg angegeben. Die Taurus 3210 wird die Taurus 1+2 ablösen. Dies liegt daran, dass der Hersteller Orbital Sciences Corporation kein Interesse hat, zwei Linien zu betreiben und so die Pegasus XL-Stufen weiter einsetzen kann, nachdem seit 2001 keine Pegasus mehr geflogen ist.

Sie könnte bis zu 1.275 kg in eine Erdumlaufbahn befördern. Mit dem Rückgang des Marktes für kleine Satelliten konnte die Taurus seit 2001 nur einen Start verbuchen. Dieser fand am 20.4.2004 statt. Nach dem die Delta ausgemustert wurde gab es seitens der NASA neue Kontrakte, doch da gerade diese beiden mit Fehlstarts endeten (in beiden Fällen löste sich die Nutzlastverkleidung nicht ab) und diese nicht aufgeklärt werden konnten, hat die NASA nicht mehr vor den Träger zu ordern, auch ist er sehr teuer geworden. Für den Start von OCO wurden 54 Millionen Dollar verlangt, ein Start eines Nachbaus sollte 68,1 Millionen Dollar kostete, da verzichtete die NASA auf die Option und kaufte einige Delta II die Boeing noch als Restbestände hatte und aktivierte wieder die alten Startanlagen der Delta in Vandenberg.

2014 startete Orbital einen Neuanfang der Trägerrakete und benannte sie zugleich um in "Minotaur C". Man will damit offensichtlich an das gute Image der Minotaur Raketen anknüpfen, die zu diesem Zeitpunkt 25 Starts in Folge ohne einen einzigen Fehlstart seit dem Jungfernflug hingelegt haben. Minotaur Raketen setzen aber Stufen aus zwei ehemaligen ICBM's ein, der Minuteman und Peacekeeper. Gemäß US-Gesetzen (US Space Commercial Act) dürfen diese Träger nicht für kommerzielle Starts eingesetzt werden, wozu auch NASA-Satelliten gehören, außer es gibt keine Alternative wie dies bei LADEE der Fall war. Es wird aber diskutiert ob man die in der Performance fast identischen Peacekeeper Erststufen seitens der Air Force zum selben Preis wie eine Castor 120, nämlich 11,2 Millionen Dollar anbieten soll.

Die Minotaur C wird die Stufen der Taurus XL einsetzen, aber Avionik und Verkleidung der Minotaur IV und V. deren Nutzlastverkleidung ist mit 1,60 m Durchmesser erheblich kleiner als die bisherige, die ja so Probleme machte. Erster gebuchter Start sind sechs Skybox Satelliten die gemeinsam in einen 500 km hohen Orbit gelangen. Jeder Satellit wiegt 120 kg. Die Trennung erfolgt dann durch Skybox im Orbit.

Das Nomenklatur System ist nun dasselbe wie bei der größeren Antares:

Erste Ziffer: Stufenkonfiguration 1+2

Zweite Ziffer: Durchmesser der Nutzlastverkleidung

Dritte Ziffer: Dritte Stufe

Vierte Ziffer: optionale dritte Stufe

Typ Bahn Nutzlast Starts
Taurus 3110 400 km Kreisbahn mit 28,5 Grad Neigung 1.054 kg 2
Taurus 3110 400 km Kreisbahn sonnensynchron 1.054 kg  
Taurus 3210 400 km Kreisbahn mit 28,5 Grad Neigung 1.278 kg 1
Taurus 3210 400 km Kreisbahn sonnensynchron 912 kg  
Taurus 3113 C3 -10 km/s (10,54 km/s) 530 kg  
Taurus 3113 C3 (11 km/s) 425 kg  

Der Start der zehn Skybox Satelliten am 31.10.2017 glückte

Datenblatt Taurus 3210 / 3113

Einsatzzeitraum:

Starts:

Zuverlässigkeit:

Abmessungen:

Startgewicht:

Max. Nutzlast:


Startkosten:

2004 – 2017

3, davon ein Fehlstart

66 % erfolgreich

32,00 m Höhe (Taurus 3210) / 30,00 m (Taurus 3113), 2,34 m Durchmesser

72.000 kg

1.275 kg in einen LEO-Orbit 28° Inklination (Taurus 3210)
425 kg auf eine Fluchtbahn (Taurus 3113)
605 kg in einen GTO-Orbit (Taurus 3113)
320 kg zum Mars/Venus (Taurus 3113)

54 – 70 Millionen Dollar


Castor 120

Orion 50 SXLG

Orion 50 XL

Orion 38

Star 37FM

(Taurus 3113)

Länge

9,06 / 12,80 m*

8,94 / 10,27 m

3,11 / 3,60 m

1,34 m

1,69 m

Durchmesser:

2,34 m

1,28 m

1,28 m

0,97 m

0,94 m

Startgewicht:

53.020 kg

16.934 kg

4.331 kg

896 kg

1.148 kg

Trockengewicht:

4.211 kg

1.886 kg

417 kg

126 kg

74 kg

Schub Meereshöhe:

1.547 kN

704 kN

31,8 kN

47,2 kN

Schub (maximal):

1.615 kN

721 kN

196 kN

36 kN

54,8 s

Triebwerke:

1 × Castor 120

1 × Orion 50STXL

1 × Orion 50TXL

1 × Orion 38

1 × TE-M-783

Spezifischer Impuls (Meereshöhe):

2345 m/s

1765 m/s

2353 m/s

2353 m/s

Spezifischer Impuls (Vakuum):

2764 m/s

2797 m/s

2838 m/s

2812 m/s

2843 m/s

Brenndauer:

80,3 s

68,4 s

69,4 s

68,5 s

62,7 s

Treibstoff:

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

Die folgende Tabelle informiert über alle Starts der Taurus:

Launchlog

Datum Nutzlast Trägerrakete Startplatz Erfolg
13.03.1994 DARPASAT + STEP M0 ARPA Taurus V 576E
10.02.1998 Orbcomm G2 + Celestis-03 + GFO + Orbcomm G1 Taurus 2210 V 576E
03.10.1998 ATEX + STEX ARPA Taurus V 576E
21.12.1999 Celestis-04 + ACRIMSAT + Arirang-1 Taurus 2110 V 576E
12.03.2000 MTI Taurus 1110 V 576E
21.09.2001 SBD + Celestis-05 + OrbView-4 + QuikTOMS Taurus 2110 V 576E
20.05.2004 Formosat-2 Taurus 3210 V 576E
24.02.2009 OCO Taurus 3110 V 576E
04.03.2011 Explorer 1 Prime + Hermes-1 + Glory + KySat Taurus 3110 V 576E
Gesamt Starts Erfolge
Gesamt 9 6

Artikel zuletzt aktualisiert: 16.10.2016



Bücher des Autors über Trägerraketen

Wie man an dem Umfang der Website sieht, sind Trägerraketen eines meiner Hauptinteressen. Es gibt inzwischen eine Reihe von Büchern von mir, auch weil ich in den letzten Jahren aufgrund neuer Träger oder weiterer Informationen über alte Projekte die Bücher neu aufgelegt habe. Sie finden eine Gesamtübersicht aller Bücher von mir bei Amazon und hier beim Verlag.

Ich beschränke mich in diesem Abschnitt auf die aktuellen Werke. Für die in Europa entwickelten Trägerraketen gibt es von mir zwei Werke:

Europäische Trägerraketen 1 behandelt die Vergangenheit (also bei Drucklegung): Das sind die nationalen Raketen Diamant, OTRAG und Black Arrow und die europäischen Träger Ariane 1 bis 4 und Europarakete.

Europäische Trägerraketen 2 behandelt die zur Drucklegung 2015 aktuellen Träger: Ariane 5, Vega und die damaligen Pläne für Vega C und Ariane 6.

Wer sich nur für einen der in den beiden besprochenen Träger interessiert, findet auch jeweils eine Monografie, die inhaltlich identisch mit dem Kapitel in den Sammelbänden ist, nur eben als Auskopplung.

Weiter gehend, alle Raketen die es weltweit gibt, behandelnd, gehen zwei Bände:

US-Trägerraketen

und

Internationale Trägerraketen (im Sinne von allen anderen Raketen weltweit)

Auch hier habe ich 2023 begonnen, die Bände aufzusplitten, einfach weil der Umfang für eine Aktualisierung sonst weder handelbar wäre bzw. an die Seitengrenze stößt, die der Verlag setzt. Ich habe auch bei den Einzelbänden nochmals recherchiert und den Umfang erweitert. Bisher sind erschienen:

US Trägerraketen 1 mit den frühen, kleinen Trägern (Vanguard, Juno, Scout)

US Trägerraketen 2 mit der Titan-Familie

2023 wird noch die erste Auskopplung aus den internationalen Raketen über russische Träger erscheinen. Nach und nach werden alle Raketen dann in einzelnen Monografien geordnet nach Trägerfamilien oder Nationen dann aktualisiert auf den aktuellen Stand, so besprochen.

Für die Saturns gibt es noch einen Sonderband, den ersten in der Reihe über das Apolloprogramm.

Alle bisherigen Bücher sind gerichtet an Leute, die wie ich sich nicht mit oberflächlichen Informationen oder Zusammenfassung der Wikipedia zufriedengeben. Wenn sie sich nicht für Technik interessieren, sondern nette Anekdoten hören wollen, dann sind die bisherigen Bücher nichts für Sie. Für dieses Publikum gibt es das Buch „Fotosafari durch den Raketenwald“ bei dem jeder Träger genau eine Doppelseite mit einem Foto und einer Beschreibung hat. (Also etwa ein Zehntel der Seitenzahl auf den ich ihn bei den beiden obigen Bänden abhandelte). Das Buch ist anders als die anderen Bände in Farbe. Ab und an macht BOD als Print on Demand Dienstleister Mist und verschickt es nur in Schwarz-Weiß, bitte reklamieren sie dann, ich als Autor kann dies nicht beeinflussen.

Als Autor würde ich mich freuen, wenn sie direkt beim Verlag bestellen, da ich da eine etwas größere Marge erhalte. Dank Buchpreisbindung und kostenlosem Versand ist das genauso teuer wie bei Amazon, Libri und iTunes oder im Buchhandel. Über eine ehrliche Kritik würde ich mich freuen.

Alle Bücher sind auch als E-Book erschienen, üblicherweise zu 2/3 des Preises der Printausgabe – ich würde sie gerne billiger anbieten, doch da der Gesetzgeber E-Books mit 19 Prozent Mehrwertsteuer besteuert, Bücher aber mit nur 7 Prozent, geht das leider nicht. Ein Vorteil der E-Books - neben dem einfacher recherchierbaren Text ist, das alle Abbildungen, die im Originalmanuskript in Farbe, sind auch in Farbe sind, während ich sonst - um Druckkosten zu sparen - meist auf Farbe verzichte. Sie brauchen einen pdf-fähigen Reader um die Bücher zu lesen. Sofern der Verlag nicht weiter für bestimmte Geräte (Kindle) konvertiert ist das Standardformat der E-Books ein DRM-geschütztes PDF.

Mehr über meine Bücher finden sie auf der Website Raumfahrtbuecher.de und eine Liste aller Veröffentlichungen findet sich auch bei meinem Wikipediaeintrag.

 

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