Überflüssige Raumfahrtstudien

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Es gibt überall Studien, auch in der Raumfahrt – Projektstudien, was wäre wenn, aber auch Entwicklungsstudien, die überleiten in eine Entwicklung und die erst einmal abklären sollen, ob ein Projekt möglich ist, was an Vorarbeiten zu machen ist und wie teuer es wohl werden könnte. Wie immer in der Raumfahrt ist alles ein bisschen teuer und daher sollten auch Studien wohlüberlegt sein. Ich will nichts gegen Studien allgemein sagen, aber hier mal drei anführen, bei denen ich schon als Laie sagen kann, das das ausgegebene Geld zum Fenster rausgeschmissen wurde.

Beispiel 1: VENUS

VENUS steht für Vega New Upper Stage und war eine Projektstudie des DLR. Ziel war es zu untersuchen, ob die Nutzlast der Vega mit einer neuen Oberstufe unter Verwendung der schon für Ariane 5 entwickelten oder in Entwicklung befindlichen Triebwerke gesteigert werden kann. Die Oberstufe hätte dann den Zefiro 9 Antrieb ersetzt.

Die Studie umfasste nur 500.000 Euro, aber ich hätte dem DLR das Ergebnis auch für 50 Euro mitteilen können – eine neue Stufe auf Basis dieser Antriebe steigert die Nutzlast nicht. Dazu muss man nicht eine Studie betreiben. Die Tatsachen können leicht aus den bekannten Fakten abgeleitet werden:

  • Der Zefiro 9 Antrieb ist einer der leistungsfähigsten Feststoffantriebe. Sein Voll/Leermasseverhältnis liegt bei 12:1, der spezifische Impuls nur wenig unter dem des Aestustriebwerks.
  • Die EPS Stufe der Ariane 5 hat ein Voll/Leermasseverhältnis von 10:1, der spezifische Impuls ist nur um 200 m/s höher als beim Zefiro 9 Antrieb.
  • Die ESC-A Oberstufe hat einen wesentlich höheren spezifischen Impuls als die beiden anderen Stufen, aber das Voll/Leermasseverhältnis ist miserabel und liegt bei 4,2:1.
  • Das hohe Gewicht der ESC-A beruht nach Angaben eines DLR-Mitarbeiters auf der benötigten Steifigkeit wegen der durch die Booster induzierten Schwingungen.

Auf Basis dieser Tatsachen reicht ein einfacher Taschenrechner für ca. 20 Euro, um abzuklären, dass

  • Bei der Adaptation der EPS-Stufe der geringfügig höhere spezifische Impuls bei weitem nicht das höhere Leergewicht kompensieren kann. Die Nutzlast sinkt also, anstatt anzusteigen. Man muss dabei berücksichtigen, dass die Nutzlast der Vega nur 1.500 kg beträgt. Da spielt es schon eine Rolle ob die letzte Stufe 950 kg oder 1.200 kg wiegt.
  • Bei der ESC-A Oberstufe (analoges gilt auch die ESC-B, aufgrund des gleichen Konstruktionsprinzips) ist es die hohe Leermasse. Ja weil hier keine EPC die Schwingungen wenigstens etwas abdämpft ist die Trockenmasse sogar noch höher. Das Trockengewicht einer Stufe von 10 t Startgewicht läge dann bei 2,5 bis 3 t . Die Nutzlast wäre daher marginal und würde im Vergleich zur ESA stark abnehmen.

Genau das kam auch bei der Studie raus. Nur eben für 500.000 Euro.

Beispiel 2 : ARV

Beim letzten ESA Ministerratstreffen gab es den Beschluss eine 21 Millionen Euro Phase-A Studie für das ARV zu initiieren, die inzwischen auch abgeschlossen ist. Sie wurde von Deutschland zu 90% finanziert, weil kein anderer Mitgliedsstaat sie für nötig hielt.

Hier kann jeder, der sich etwas auskennt, erkennen, dass diese Studie aus einem anderen Grund überflüssig ist: die Zeit. Damals war ein Betrieb der ISS bis 2015 vorgesehen. Hätte man das ARV gleich komplett genehmigt so wäre es vielleicht bis 2013 zur Verfügung gestanden (DLAR/EADS rechneten mit 2012, aber da die Ministerratskonferenz Ende 2008 war und es so Geld nicht vor Mitte 2009 gegeben hätte, halte ich das für zu optimistisch). Da es nur eine Phase A Studie war, die über 18 Monate lief und erst die nächste Konferenz über die Entwicklung von großen Projekten beschließt, wäre bei einer Genehmigung 2012 erst mit 2017/8 mit der Fertigstellung zu rechnen. Nur war zu diesem Zeitpunkt Bush Constellationprogramm aktiv und das sah die Einstellung des ISS Betriebs 2016 vor. Das bedeutet man hätte sich die Studie auch gleich schenken können, weil selbst bei einem positiven Ergebnis das ARV zu spät käme.

Okay, nun ist es 2020, doch selbst wenn man sofort anfangen würde, dann würde man ein neues Gefährt entwickeln, dass dann einige Male eingesetzt wird und für das es auch keinen Bedarf seitens der anderen ISS-Teilnehmer gibt. Inzwischen ist daher auch von einem modernisierten ATV die Rede und das ARV praktisch tot. Also mal 21 Millionen Euro zum Fenster raus geworfen.

Beispiel 3: Neue Triebwerke

Die ESA vergab vor wenigen Tagen einen neuen Auftrag für ein Haupttriebwerk der Ariane 6 verabschiedet. Es ist der zweite nachdem es schon einen ersten vor zwei Jahren gab. Beide Kontrakte haben zusammen einen Umfang von 93 Millionen Euro. Das sind schon 2/3 der Projektkosten eines Satelliten wie Cryosat. Das Problem hier: Parallelentwicklung.

Es geht um Entwicklungsarbeiten für ein Haupttriebwerk für einen Ariane 5 Nachfolger. Welches Konzept, ist noch nicht festgelegt, daher auch nicht Schub und Treibstoffmischung. Also viel Geld für wenig konkretes. Während die ESA also nun schon in die „Ariane 6“ investiert, ruht die Entwicklung der ESC-B Oberstufe seit 2004, als die dafür vorgesehen Gelder in das Ariane 5 Evolution Konsolidierungsprogramm umgewandelt werden und seitdem wurde die Entwicklung immer wieder verschoben. Immerhin beim Vinci Triebwerk geht es auf niedrigem Level weiter.

Es macht nur keinen Sinn eine neue Oberstufe zu entwickeln, wenn diese (nach weiteren Jahren der Entwicklungszeit) nur kurz im Einsatz sein wird, weil ein Nachfolger parallel entwickelt wird. Mal abgesehen von der Sinnhaftigkeit der Ariane 6 sollte man sich für eines entscheiden – also entweder man baut nun die Ariane 5 und betreibt die Ariane 5 in der derzeitigen Konfiguration bis die Ariane 6 zur Verfügung steht, oder man steigert die Nutzlast der Ariane 5. Bei Ariane 1-4 und 5 lief es ja auch so: Erst kamen die Programme zum Steigern der Nutzlast (Ariane 1 ? 4) und dann die Ariane 5 Entwicklung und es wurde an der Ariane 4 nichts mehr geändert.

So gibt man entweder Geld für Triebwerktests eines Triebwerks aus, das entweder nie eingesetzt wird, oder man entwickelt eine Oberstufe die nur kurze Zeit im Einsatz ist. Die Gefahr dass die heute gestarteten Entwicklungen überholt sind, wenn die Ariane 6 nicht bald kommt, sondern eben vielleicht erst wenn die ESC-B Oberstufe dann auch 10 Einsatzjahre vorweisen kann (also so um das Jahr 2027) ist groß.

Das sind nur drei Beispiele, bei denen ich bei meinen Recherchen über die Vega, Ariane 5 und das ATV stieß. Man wagt sich gar nicht vorzustellen wo bei denen vielen anderen Raumfahrtprojekten, mit denen ich nicht so vertraut bin Geld für Studien ausgegeben wird, die sinnlos sind. Die drei hier machen schon mit 115 Millionen fast die Kosten von Cryosat 2 mit 137 Millionen Euro aus. (zugegeben ein preiswerter Satellit) Man wagt nicht zu denken wo die europäische Raumfahrt stände, wenn man mehr mit dem Geld haushalten würde…

5 thoughts on “Überflüssige Raumfahrtstudien

  1. Hallo!

    Sehe ich auch so.
    Was aber zeigt, dass die Leistungen von Wernher von Braun und Sergei Korolev eben nicht nur daher rühren, dass sie Organisationstalente waren. (Wernher von Braun „nebenbei“ noch ein hervorragendes Kommunikationstalent).

    Es bedarf eben der Genialität eines Konstrukteurs, den Überblick zu behalten und mit solchen Grundüberlegungen Irrwege von vorneherein auszuschliessen.

    Der entscheidenede Erfolgsfaktor ist eben das richtige Konzept. Das kann nicht durch zig Studien ersetzt werden.

    Grüße
    Peter

  2. Hallo,

    ich sehe die Ariane 6 nicht als Ersatz für die aktuelle Ariane 5 an, sondern als Ergänzung im europäischen Raketen-Portfolio. Von daher macht es schon Sinn sowohl die Ariane 5 weiter zu entwickeln (mal sehen was das DLR heute auf ihrem Vortrag dazu sagen wird) als auch an neue Triebwerke für weitere Modelle zu denken.

  3. @Peter: Sicher waren diese Laute gut, aber das sie keine Irrwege beschritten haben würde ich so nicht sagen. Allerdings muss man sagen haben sie halt ihr Ding auch durchgezogen.

    Was mich an so etwas viel mehr stört ist das es viel Entwicklungen gibt, diese dann aber irgendwann aus Geldmangel eingestellt werde, meistens nachdem Unsummen dafür ausgegeben wurden. Teilweise frage ich mich ob es nicht billiger wäre manche Projekte durch zu ziehen anstatt ein halb fertiges Projekt einzustellen und statt dessen das nächste, dafür aber kleinere Projekt anzufangen. So etwas gibt es ja häufiger, aber gerade im Raumfahrtsektor ist das schon ziemlich extrem.

    Ich frage mich z.B. ob es die NASA langfristig wirklich billiger kommt anstatt Constelation durchzuziehen (Wo ja auch schon einiges Geld reingeflossen ist) jetzt dieses COTS-Programm (oder so ähnlich) zu machen. Kurzfristig ja, aber langfristig?

  4. Wie die in den 60iger Jahren die bemannte Mondlandung durchziehen konnten – ohne Cad-Programme, ohne superschnelle Datenleitungen, kaum Raumfahrterfahrung, noch mit Blaupausen und Zeichentischen arbeitend, Abacus statt Taschenrechner – wie sie das konnten, das wird mir immer ein Rätsel bleiben. Wahrscheinlich aber, weil einige Leute dafür sorgten, daß sie Sache angegangen wurde, statt darüber zu reden.

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