Ariane 5 Mark III

Angeregt durch einen Artikel in dem neuesten ESA Bulletin über das Vinci Triebwerk habe ich mal im Web nach News nach der ESC-B gesucht. Durch den Fehlstart der Ariane 5 EC-A musste man Mittel für ein Rettungsprogramm zusammen bekommen und die bekam man indem man die Entwicklung der ESC-B Oberstufe und des Vinci Triebwerkes auf Eis legte. 2005 brachte das letzte ESA Konzil zwar nicht eine Wiederaufnahme der Entwicklung, aber zumindest im FLPP Programm wird nun auf niedriger stufe weiter am Vinci Triebwerk gearbeitet.

Obwohl die ESC-B als nächste Erweiterung der Ariane 5 noch immer nicht in trockenen Tüchern ist, gibt es schon lange Ideen für eine weitere Steigerung der Nutzlast. Der derzeitige Stand ist:

  • Nutzlast zum ISS Orbit (200 x 300 km Bahnhöhe, 51.6 Grad Bahnneigung) je nach Version 20.6-21.1 t.
  • Nutzlast in den GTO Orbit 7.8 (EPS Version) und 9.2 t (EC-A Version).
  • Die ESC-B Oberstufe würde die Nutzlast auf 23 t für die ISS und 11.5 t in den GTO Orbit erhöhen. Die Booster und die Zentralstufe sind dabei unverändert.

Die ESA hat untersucht wie es weitergehen könnte. denkbar ist viel (Es gibt eine SNECMA Studie für eine Mondrakete mit 32 t Nutzlast zum Mond ) Doch unter den Randbedingungen dass es möglichst wenig kosten soll gibt es nur wenige Möglichkeiten:

  • Erstens: Ersatz der Boostergehäuse der EAP. Diese bestehen bei der Ariane 5 aus Stahl. für die Vega wurde ein Boostergehäuse aus Graphit Fasern in Epoxid Basis entwickelt. Diese sollen dann nur noch 27 anstatt 38.6 t wiegen. Gleichzeitig kann man mit 248 anstatt 240 t etwas mehr Treibstoff mitführen. Das alleine bringt etwa 1 t Nutzlast in GTO.
  • Das zweite ist eine weitere Schuberhöhung des Vulcain Triebwerks. Ein Vulcain Mark III soll 1700 kN Schub liefern (350 kN mehr als heute) und einen etwas höheren spezifischen Impuls von 4381 m/s besitzen. Das bringt ebenfalls etwa 1.5 mehr Nutzlast
  • Das Vinci Triebwerk soll im Schub von 180 auf 200 kN gesteigert werden um die höhere Nutzlast abzufangen.

Dies würde die Nutzlast auf 27 t zur ISS und 14-15 t in GTO erhöhen, bei moderaten Kosten. Kritisch ist dass die Booster und die Hauptstufe mehr Schub entwickeln. Dadurch steigt vor allem der Schalldruck um 30 % auf 48000 Pa. Die zumindest für LEO Orbits nötige Anpassung der Trajektorie an diese Lasten würde für LEO Orbits keine höhere Nutzlast bringen. Doch das ist eine Vision für die fernere Zukunft. Mit der Einführung der ESC-B wird nun nicht vor 2013/2015 gerechnet und die weitere Steigerung der Nutzlast steht nicht vor 2020 an.

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