Eine deutsche Trägerrakete

Heute bin ich mit dem Konzept meines nächsten Buches fertig geworden: Band 2 des Raketenlexikons, nun mit den internationalen Trägern. Schlussendlich sind es 104 Träger auf 392 Seiten geworden. Was mir dabei auffällt. Heute will jede noch so kleine Nation eine eigene Trägerrakete haben will. Derzeit führen Süd- und Nordkorea ein Rennen, wer zuerst einen Satelliten in den Orbit zu bringen. Indonesien, Pakistan und Argentinien planen auch eine Trägerrakete und Iran hat ja schon eine.

Wo bleibt Deutschland? Was sind die deutschen Anstrengungen in 50 Jahren Weltraumfahrt bezüglich einer eigenen Rakete? Die OTRAG hat es in das Buch geschafft, und darauf kann man gewiss nicht stolz sein, als einzigen deutschen Beitrag in den letzten Jahrzehnten. Könnte Deutschland heute eine Trägerrakete bauen? Vielleicht eine zusammen gestellt aus Höhenforschungsraketen, wie Indonesiens Lapan. Aber an eigenen Triebwerken, vollständig entwickelt in Deutschland, können wir nur eine Reihe von Satellitenantrieben und das Aestus Triebwerk vorweisen. Echt Toll. Aestus kann mit 30 k N Schub nicht mal 3 t von der Erde hochheben. Zwar entstehen die Boostergehäuse der Ariane 5 bei MT Aerospace, aber eben nur die Gehäuse und nicht die ganzen Booster.

Es ist also mal Zeit für die allseits beliebte Rubrik „Was wäre wenn….?“ Also was wäre wenn wir wirklich innovative, national (im positiven Sinne) gesinnte Politiker hätten, die eine eigene Trägerrakete anstreben würden? Eine die auch Chancen auf dem Markt hätte und nützlich wäre? Nun mir fällt hier eine wichtige Synergie ein: Die CFK Booster für Ariane. Die Fertigung der Boostergehäuse aus CFK Werkstoffen. Dieser Schritt ist als einer von weiteren Ariane 5 Erweiterungen nach der ESC-B geplant. Die Übertragung der Technologie der Vega auf die Ariane 5 Booster soll deren Leermasse auf 27 t senken. die HTPB Mischung 1912 hat eine höhere Ausströmungsgeschwindigkeit und so sollten diese Booster 1000-1500 kg mehr Nutzlast bringen. Warum nehmen wir das nicht selbst in die Hand, entwickeln die Booster auf eigene Faust und nutzen sie für eine eigene Rakete als erste Stufe? Damit wäre erstens die erste Stufe schon fertig und zweitens würde so die Boosterfertigung in Deutschland bleiben, die sonst wenn man nichts tut, garantiert nach Italien abwandert.

So damit haben wie die erste Stufe. Daten der Booster nach ESA Angaben: 281,5 t voll, 27 t leer, v=2747 m/s. Wenn man nun auf einen solchen Booster noch einen weiteren mit einem von 25,9 auf 6 m gekürztes Gehäuse drauf setzt, erhält man auch die zweite Stufe – mit derselben Technologie, analog wie in den USA verkürzte SRB Booster als Stufen gedacht sind. Das führt uns zur zweiten Stufe: 63,8 t voll, 5,0 t leer, v = 2839 m/s (vom Zefiro 23 übernommen). Die dritte Stufe könnte entweder ein weiteres verkürztes Segment sein (1,50 m Länge) oder eine neue Stufe mit 2,0 m Durchmesser und 4,0 m Länge (alle Angaben nur Brennkammerlänge ohne Düsen). Das führt zur dritten Stufe: 18 t voll, 1,3 t leer, v=2839 m/s.

Nun haben Feststoffraketen einen Nachteil: Aufgrund der kurzen Brennzeiten und der fehlenden Wiederzündbarkeit nimmt die Nutzlast für hohe Bahnen schnell ab. Weiterhin ist die Genauigkeit, mit der eine Bahn erreicht wird, nicht sehr hoch. Auch dafür habe ich eine Lösung gefunden: In der VEB braucht man sowieso ein System zur Rollachsenkontrolle, so eines gibt es in der Vega und Ariane 5, betrieben mit Hydrazin und 200 N Triebwerken. Das kann man erweitern auf NTO/MMH und mit größeren Triebwerken in der Längsachse. Astrium Deutschland hat hier 500 N Satellitentriebwerke im Angebot. Diese können benutzt werden um eine elliptische Umlaufbahn, die von den Feststofftriebwerken resultiert, in eine Kreisbahn umzuwandeln. Dazu muss folgendes gegeben sein: Der Geschwindigkeitsunterschied muss innerhalb einer halben Umlaufszeit durch den Schub kompensiert werden. Sonst ist das Apogäum erreicht und der Betrieb des Triebwerkes würde den Gegenteilligen Effekt haben und man braucht einen zweiten Umlauf. In 2700 Sekunden, das entspricht einer halben Umlaufdauer bei erdnahen Bahnen, können 2 x 500 N Triebwerke rund 2,7 Millionen Ns aufbringen. Bei der zu erwartenden Nutzlast von rund 5 t und einem Leergewicht der VEB von 0,63 t entspricht dies einer Geschwindigkeitsänderung von rund 430 m/s. Das reicht aus um rund 2000 km hohe Bahnen zu erreichen. Nun ja nicht ganz, die Gravitationsverluste sind nicht mit kalkuliert, aber sicher mehr als 1000 km hohe Bahnen, und das reicht.

Die VEB nimmt so 870 kg Treibstoff mit auf (entsprechend dem Treibstoffverbrauch des Astrium 500 N EAM in 2700 s) auf und wiegt beim Start 1.500 kg voll und 630 kg leer. Für unsere Schweizer Eidgenossen lassen wir noch die Nutzlasthülle übrig. Die Ariane 4 Verkleidung wäre angemessen. So damit haben wir alle Zutaten für eine Rakete. Nun braucht das Kind noch einen Namen. Ich habe mal kurz über berühmte Persönlichkeiten nachgedacht, aber das wirkt abgenutzt. „Germania“, „Wotan“ oder „Teutonia“ fand ich zu sehr „rechts“ belastet. Ich habe mich dann an die Tradition der Wehrmacht erinnert, Panzer nach Raubtieren zu benennen und bin auf ein echt deutsches Tier gekommen, das sich in etlichen Märchen findet: Nennen wir sie also mal „Wolf“. Übrigens kann man die erste Stufe auch weglassen und erhält eine kleinere Rakete mit 0,9 t Nutzlast, die man dann in Analogie „Fuchs“ nennen kann. Und das wären ihre Daten:

Datenblatt „Wolf“

Einsatzzeitraum:
Starts:
Zuverlässigkeit:
Abmessungen:
Startgewicht:
Max. Nutzlast:
Nutzlasthülle:

?
?
?
54,00 m Höhe, 3,05 m Durchmesser
370.700 kg
5.200 kg in einen 800 km hohen sonnensynchronen Orbit
8,60 m Länge, 4,00 m Durchmesser, 750 kg Gewicht

Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 VEB

Länge

29,00 m

9,00 m

7,00 m

1,00 m

Durchmesser:

3,05 m

3,05 m

2,00 m

2,00 m

Startgewicht:

281.500 kg

63.800 kg

18,000 kg

1.500 kg

Trockengewicht:

27.000 kg

5.000 kg

1.300 kg

630 kg

Schub Meereshöhe:

4.820 kN

Schub Vakuum:

5.296 kN

1264 kN

359 kN

+ 2 0,5 kN

Triebwerke:

1 EAP242

1 EAP49

1 EAP17

2 EAM 500

Spezifischer Impuls
(Meereshöhe):

2500 m/s

Spezifischer Impuls
(Vakuum):

2747 m/s

2839 m/s

2839 m/s

3187 m/s

Brenndauer:

132 s

132 s

132 s

2770 s

Treibstoff:

HTPB1912

HTPB1912

HTPB1912

NTO/MMH

Und für die Fuchs:

Datenblatt „Fuchs“

Einsatzzeitraum:
Starts:
Zuverlässigkeit:
Abmessungen:
Startgewicht:
Max. Nutzlast:
Nutzlasthülle:

?
?
?
25,00 m Höhe, 3,05 m Durchmesser
89.200 kg
900 kg in einen 800 km hohen sonnensynchronen Orbit
8,60 m Länge, 4,00 m Durchmesser, 750 kg Gewicht

Stufe 1

Stufe 2

VEB

Länge

9,00 m

7,00 m

1,00 m

Durchmesser:

3,05 m

2,00 m

2,00 m

Startgewicht:

63.800 kg

18,000 kg

1.500 kg

Trockengewicht:

5.000 kg

1.300 kg

630 kg

Schub Meereshöhe:

Schub Vakuum:

1264 kN

359 kN

+ 2 0,5 kN

Triebwerke:

1 EAP49

1 EAP17

2 EAM 500

Spezifischer Impuls
(Meereshöhe):

Spezifischer Impuls
(Vakuum):

2839 m/s

2839 m/s

3187 m/s

Brenndauer:

132 s

132 s

2770 s

Treibstoff:

HTPB1912

HTPB1912

NTO/MMH

Die Nutzlasten sind für 800 m hohe Sonnensynchrone Orbits angegeben (v=10.000 m/s mit Verlusten), das dürfte auch der wichtigste Orbit sein. Wo starten wir die Rakete? Nun am besten von einem Ort, in dem man Richtung Nordpol freie Bahn hat – tja und das ist bei der deutschen Nordseeküste bei den westfriesischen Inseln, oder noch besser Helgoland, gegeben. Natürlich könnte sie auch Nutzlasten in den GTO Orbit transportieren. Die Nutzlast beträgt dann noch 1,9 t – das ist recht wenig und vor allem gibt es ja schon die Sojus 2 in Kourou. Aber die Wolf wäre eine würdige Trägerrakete und durch den Einsatz von festen Treibstoffen auch nicht zu teuer und es gäbe Synergien zu Ariane. Schade nur, dass unsere Politiker lieber russische und ukrainische Firmen fördern, wohl damit sie nach Abwahl dort einen Managerposten bekommen.

5 thoughts on “Eine deutsche Trägerrakete

  1. Ich frage mich gerade, was würde es kosten, wenn jemand die Sache selbst in die Hand nehmen würde? Also wenn jemand eine Art Minisputnik (leichter als 1kg) in beliebigen Orbit aus einem (verlassenen) deutschen Hinterhof starten würde. Gibt es Chancen auf einen Start mit Sackkarre? Hätte doch was. 😉

  2. Nein, die OTRAG (AG ist schon Bestandteil des Wortes OTRAG) hat für ihre Startgelände sich zwei Diktaturen (Zaire und Lybien) ausgesucht, wobei Lybien unter Gaddafi damals auch offene Konfrontationspolitik gegen den Westen betrieb (Bombenattentat in einer Disco in Berlin, Bombenattentat auf eine B-747 mit Absturz über Lockerby). OTRAG Mitarbeiter tauchten bis in die 90 er Jahre in verschiedenen Pressemitteilungen im Zusammenhang mit einem lybischen Raketenprogramm und der Entwicklung von chemischen Waffen auf.

    Das nennst Du vertreiben? Die ORTRAG ging 1983 pleite, was die entsprechenden Mitarbeiter jedoch nicht am Weiterarbeiten in Lybien hinderte. Lutz Kayser hatte bis 2002 noch seinen Wohnsitz in Tripolis.

  3. Mal ne andere Idee, bauen wir doch die ESC-B in deutscher Eigenregie. Da will doch auch keiner so recht ran, obwohl es sicherlich einen Markt dafür gäbe, oder bauen wir doch wenigstens das Vinci-Triebwerk in Eigenregie in Deutschland. Wenn wir doch nach Aussagen der DLR bei den Brennkammern führend sind und auch die Prüfstände für die Antriebe haben, warum dann nicht Nägel mit Köpfen. Eine weitere komplette Trägerrakete ist m.E. Unfug, da es in dieser Leistungsklasse schon genug gibt. Ich stimme allerdings volkommen mit der Meinung des Blog Autors überein, dass man auch notfalls Eigenentwicklungen vorantreiben sollte wenn die ESA zu zögerlich ist, um die Technologie und die Aufträge im Land zu halten.

  4. Kleine Korrektur: Die ESA ist bei der CFK-Bauweise nicht zögerlich. Diese war die Bedingung, das die Vega ESA Projekt wurde und nicht ASI Projekt bleib (vorher war ein verkürzter Ariane 5 Booster als Erststufe im Sinn). Ziel war es die CFK Technologie zu beherrschen – das tun nun auch die Italiener, denn die DLR wollte nicht an der Vega beteiligt sein und machte öffentlich Stimmung gegen die Vega und für die Rockot (weil an ihr Astrium Deutschland beteiligt ist).

    Das Vinci ist nun schon in der Entwicklung, und es wurde von SNECMA entwickelt. So einfach geht ein Wechsel nicht, sonst hätte ich das auch vorgeschlagen.

    Zum Thema „billig“ in den Orbit aus dem Hinterhof kommt noch ein Blog.

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