Wird es die Ariane 6 wuppen?

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Wenn man die Nachrichten verfolgt so scheint die ESA ja sehr optimistisch mit der Ariane 6 wieder konkurrenzfähig zu werden. Ziel sind 70 Millionen Euro Startpreis für 7 t Nutzlast. Neben höheren Produktionsziffern durch Einzelstarts und identische Booster in erster und zweiter Stufe soll auch eine Neustrukturierung des Trägersektors sein. Auch nicht-Raumfahrtfirmen sollen sich für Strukturen bewerben können und es soll nur noch 50 anstatt 150 Firmen geben.

Doch wird es klappen? Ich bin skeptisch. In der Retrospektive ist es eher erstaunlich, dass Europa bisher so erfolgreich war. An dieser stelle eine kleine Revue der bisherigen Trägerentwicklung. Europa baute die Ariane 1 als Träger für eine europäische Eigenständigkeit mit geringem technologischen Risiko. Sehr bald bekam Arianespace die nur als erste Firma nur für die Vermarktung von Trägern gegründet wurde (lange bevor in den USA man das als „private Raumfahrt“ neu erfand) Aufträge, den ersten von Intelsat. Das waren damals Vorschusslorbeeren, von denen die Firma profitierte.

In der folge hat man die Ariane 1 recht preiswert in der Leistung gesteigert indem man einfach etwas streckte, bewährte Komponenten neu einsetzte und zwei kleine Feststoffbooster dazu nahm. Herauskamen Ariane 2-4. Als letztere ihren Erstflug hatte, dürften die US-Shuttles keine kommerziellen Nutzlasten mehr transportieren und die US-Anbieter für Träger mussten erst mal wieder die Produktion hochfahren – die Jahre nutzte Arianespace um sich als Marktführer zu positionieren und blieb dies seitdem.

Die US-Industrie erweis sich nicht als die große Konkurrenz, die Delta II war bald zu klein, die Titan 4 zu teuer und die Atlas litt unter einem wenig flexiblen System um sich an die Größe der Nutzlast anzupassen. Zusätzlich erniedrigte die Inklination von 28 Grad auch noch die Nutzlast um 15%.

Noch bevor die Ariane 4 ihren Jungfernflug hatte beschloss man die Ariane 5. Damals leider als nicht sehr weitreichende Entscheidung nicht primär als Träger für Kommunikationssatelliten, sondern für den Raumgleiter Hermes und das Labor Columbus. Während die Rakete in Maßen noch den laufenden Gewichtsteigerungen von Hermes bei der frühen Entwicklung folgte, lies man alle Optionen fallen, die anfangs für den kommerziellen Transport vorgesehen waren für eine leistungsfähige Oberstufe. Das alles musste man später in Ausbauprogrammen teuer nachliefern.

Ariane 5 hatte nicht nur einen schweren Start mit zwei Fehlstarts bei den Jungfernflügen der Generic und Evolution Versionen (plus zweiter Starts mit fehlerhaften Orbits, die man nach SpaceX Nomenklatur aber als 100% Mission Success ansehen kann), sie erwies sich auch nicht als so preiswert wie gedacht. Geplant war ein Startpreis von 100 Millionen Dollar, es waren anfangs 100 Millionen Euro und sind nun 160 Millionen Euro. Gemessen daran, das die Nutzlast größer ist, hat man zwar den Preis über 15 Jahre pro Kilogramm hakten können, aber – und das ist die Crux, die Konkurrenzsituation hat sich geändert.

Konkurrenz sind heute nun nicht mehr US-Träger, die noch teurer als die Ariane 5 sind, sondern russische Träger. Auch wenn in Russland vieles durch die Inflation teurer geworden ist, so sind die Herstellungskosten doch nicht mit denen in Europa zu vergleichen. Als Phobos Grunt 2011 scheiterte, wurde bekannt, dass die gesamte Mission 5 Milliarden Rubel, das waren damals 120 Millionen Euro. Nun kostet aber alleine die Zenit, wenn sie im Westen angeboten wird rund 70 Millionen Euro. Es fällt schwer zu glauben, dass man für den Rest die ganze Raumsonde und Instrumente bauen konnte und man die Mission durchführen konnte. Es wird eher so sein, dass die Herstellungskosten in Russland viel geringer sind, vielleicht halb so hoch wie bei uns, wenn nicht geringer. Damit einher geht bei russischen Starts allerdings auch ein sehr hohes Verlustrisiko – Phobos Grunt, aber auch einige Proton Fehlstarts die fast immer nur russische Nutzlasten betreffen zeigen dies. Trotzdem erfreut sich die Proton großer Beliebtheit.

China könnte auch noch mithalten, wird mit der Langen Marsch sogar noch in der Nutzlast ausschließen und führt ein geographisch günstig gelegeneres Gelände ein. Allerdings verhindern derzeit noch ITAR Exportrichtlinien, dass chinesische Unternehmen Satelliten starten dürfen die US-Bauteile enthalten, was bei den meisten der Fall ist. Am unteren Ende der Nutzlastskala kommt nun auch SpaceX dazu. Bei ihnen muss man sehen ob sie in Zukunft halten können, was sie versprechen, das gilt nicht nur beim Preis sondern auch bei der Erledigung von Aufträgen bei denen sie ja schon teilweise Jahre hinterherhinken. Immerhin kann man nach den ersten zwei Starts sagen dass sie keine große Bedrohung sind, denn durch die Forderung nach Ariane 5 kompatiblen Orbits wird die Nutzlast von 4,85 auf rund 3,3 t gesenkt. So können sie nur kleine Satelliten starten.

Was jedoch ein Dauerproblem ist, ist das wirtschaftliche Umfeld. Wenn ein Konkurrent auftaucht, der es „richtig macht“, also eine gleich gute Trägerrakete zu derselben Preisstruktur fertigt, dann hat Europa immer noch zwei fundamentale Nachteile. Das eine ist die Struktur der ESA. Nach dem Prinzip des „geographical returns“ bekommt jeder Einzahler Aufträge in derselben Höhe. Das bedeutet man muss die Aufträge nach Ländern verteilen und die Rakete entsteht in ganz Europa. Das Vulcain 2 wird von SNECMA in Frankreich als Hauptverantwortlicher gefertigt, doch die Brennkammer stammt aus EADS Deutschland in Ottobrunn, die Turbopumpe von Volvo in Schweden, die Düseneweiterung von GKN Aerospeace in england und die Hydraulik um das Triebwerk zu schwenken von MT Aerospace in Augsburg. Das ein Produkt, das so entsteht, zwangsweise teurer ist als eines das man in einem Herstellungsort fertigt dürfte klar sein. Man hat das erkannt und will nun weniger Firmen haben, doch am Grundübel kann man nichts ändern. Zum anderen haben wir die technologische Kompetenz auch unterschiedlich verteilt. In Deutschland hat man seit den Sechzigern nur kleine Triebwerke mit lagerfähigen Treibstoffen entwickelt. Italien hat den Einstieg in die CFK-Fertigung von großen Feststoffboostern gewagt. Aus der technologischen Kompetenz wäre es daher sinnvoller, wenn die Ariane 6 nicht mehr als ESA Projekt, sondern als Französisch-Italienisches Projekt entstehen würde, das täte auch der Kostenstruktur gut.

Das zweite ist der Euro. Mit der Einführung dessen hat sich vieles geändert. Ariane 1-4 wurden in französischen Francs angeboten. Diese nicht sehr harte Währung hatte einen günstigen Wechselkurs zum Dollar. Mit dem Euro hat sich das geändert. Anfangs war der Wechselkurs 1:1 zum Dollar, stieg dann aber mit der nachgebenden US-Wirtschaft unter der Bush Regierung langsam an um vor dem Börsencrash rund 1,45 Dollar pro Euro zu erreichen. Anders ausgedrückt: da international Satellitenstarts in Dollar verkauft werden ist Ariane 5 um 45% teurer geworden, derzeit sind es nach gesunkenem Kurs immer noch 37% mehr als geplant.

Das hat die ESA auf den Plan gerufen. Von 2005 bis 2009 zahlte sie 960 Millionen Euro damit Arianespace seine Preise nicht erhöhen musste. Danach war der Kurs etwas günstiger und es gelang (in geringem Maße) auch die Fertigungskosten zu senken. Trotzdem zahlt auch heute noch die ESA 100 bis 120 Millionen Euro als Subvention pro Jahr. Das wird auch kritisiert, da beim neuem Batch die kosten nur um wenige Prozent gegenüber dem letzten von 2009 gesenkt wurden. Immerhin wird Ariane 5 nicht teurer. Kritisiert wird dass diese Ausfallbürgschaft nicht dazu führt die Produktionskosten zu senken, aber seien wir ehrlich, das macht jede Regierung so. Die USA zahlen noch einiges mehr an ULA und Japan startet auch nur auf ihren sehr teuren H-IIA und H-IIB.

Ich befürchte daran wird sich auch bei einer Ariane 6 nichts ändern. Bevor man aber für einige Milliarden Euro (wie teuer es wird weiß man ja auch noch nicht) eine neue Rakete konstruiert sollte man überlegen was man will. Ich verstehe die Argumentation, dass man mit Einzelstarts besser fährt – höhere Startrate, weniger Probleme Nutzlasten zu kombinieren. Ariane 4 startete Mitte der Neunziger bis zu 12 mal pro Jahr, Ariane 5 ist nun bei 6 Starts, und es fällt immer schwerer zwei Nutzlasten zu kombinieren. Auf der anderen Seite halte ich die Beschränkung auf 7 t Nutzlast für kurzsichtig. Zwar hat sich, nachdem seit 1960 die Startmasse stetig anstieg sich nun die maximale Masse bei 6 t eingependelt, doch das liegt daran das Kunden zwei Startmöglichkeiten haben wollen und da ist eben bei der Proton und Zenit bei 6 t Schluss. Wenn die Ariane 6 kommt gibt es aber die Angara 5 und 7, die Langer Marsch 5 und Falcon heavy, alle mit höheren GTO-Nutzlasten.

Das zweite sind die Entwicklungskosten. Die sind seit Ariane 5 ziemlich hoch. Schon Ariane 5 war teuer, die Weiterentwicklung kostete dann noch einige Milliarden, ohne das was wesentliches neu entwickelt wurde. Wenn es die ESC-B mal geben wird, dann wird mit allen Vorfinanzierungen die stufe 2 Milliarden Euro kosten – 2 Milliarden Euro nur für eine Oberstufe. Ariane 6 soll 3-4 Milliarden Euro kosten, genau wird man es wohl erst nach einem, Review im Juli wissen. Für mich sieht das so aus: wir brauchen eine kryogene Oberstufe – da entwickeln wird schon eine, warum kann man die nicht 1:1 auf der Ariane 6 einsetzen – bei anderen Stufen (Agena, Centaur, Block DM, Breeze) ging das doch auch. Dann haben wir noch Feststoffbooster – haben wir da nicht gerade welche für die Vega entwickelt? Warum skaliert man die nicht hoch und warum kostet dann die ganze Rakete so viel?

Meine Meinung: erst mal sehen wie man Ariane 5 preiswert erweitern kann, Vorschläge habe ich ja schon gemacht, dazu gehört auch, dass man sich mit dem Vorschlag für die ESC-B mit Rekordtrockenmasse nicht zufrieden gibt. Glaubt man ESA eigenen Dokumenten müsste man durch CFK-Booster, ESC-B und ein preiswerteres Vulcain 3 auf 14 t Nutzlast kommen. Dann wird der Träger auch preiswerter. Mit der ESC-B könnte man auch ESA Raummissionen und GTO-Nutzlasten zusammen starten was anscheinend auch ein Grund für die Ariane 6 sein soll. Wird die Ariane 5 nicht ausgelastet sollte man überlegen ob man bezuschusst oder nicht. Müssen wir Kommunikationssatelliten für Drittländer starten oder nur unsere eigenen Nutzlasten? Die USA tun ja genau dies seit nun 10 Jahren. Ich bin mir nicht sicher ob die Ariane 6 die Erwartungen der ESA erfüllt.

7 thoughts on “Wird es die Ariane 6 wuppen?

  1. Zum Geo-Return: Man könnte das ja vielleicht nach Produkten aufsplitten. F und I können z.B. die Ariane entwickeln (D bezahlt mit), Deutschland spezialisiert sich dafür auf Satelliten oder Raumsonden, die von den anderen Ländern mitbezahlt werden usw. Als Ergebnis gäbe es einige spezialisierte und konzentrierte Firmen, die Serien produzieren können.

  2. Geht es bei der Ariane 6 überhaupt darum, etwas zu erreichen? Oder sollen hier wie beim amerikanischem SLS nur Steuergelder an die Wirtschaft umverteilt werden? So direkt wie bei der Bankenrettung traut man sich das wohl nur in Ausnahmefällen. Also braucht man irgend ein Projekt, um die Zahlung zu begründen. Auch wenn dieses Projekt nicht wirklich gebraucht wird.

  3. @Niels:
    „Als Ergebnis gäbe es einige spezialisierte und konzentrierte Firmen, die Serien produzieren können.“
    Genau das will man ja eben nicht. Man will auch eine breitere Basis und mehrere Mitspieler haben (siehe OHB bei SGEO).

  4. Es stellt sich bloß die Frage: Warum will man das nicht? Monopolisten bieten den Vorteil, dass sie im eher kleinen Raumfahrt-Markt auf vernünftige Stückzahlen kommen. Wichtig ist natürlich, dass die ESA sie anhält, die Kosten zu drücken/die Effizienz zu steigern. Sollte der Monopolist sich querstellen, kann man notfalls auch im Ausland bestellen, das bringt ihn wieder auf Linie.
    Viele Grüße
    Niels

  5. Ich kann Dir die Gründe für die ESA Politik allenfalls teilweise erklären. Grundsätzlich ist der Ansatz, zumindest einen second source haben zu wollen ja nicht verkehrt. Man ist nicht auf Gedeih und Verderb auf eine Firma angewiesen und steht dann auch nicht wieder bei NULL, wenn sie mit dem Geschäftsbereich aufhört (siehe auch Stichwort europäische Halbleiterindustrie, MOS-FETs o.ä.). Insofern macht es imho schon Sinn, etwas zu diversifizieren.
    Wenn man die Verteilung aber halt nach Proporz und nicht nach Fähigkeiten vornimmt, oder aber auf Gedeih und Verderb einen neuen Mitspieler großpäppeln will, ist der Wirkungsgrad oder das Ergebnis eben oft entsprechend suboptimal.
    Die Geo-return Politik ist eben eine solche, eine Politik, und wird von Lobbyismus und Politik geprägt und nicht von Technokraten.

  6. Ich denke, Elendsoft hat recht. Wenn „billig“ und „rentabel“ wichtig wäre, dann würden EADS und Co. das auch hinbekommen, doch warum sollen sie auf billig machen, wenn man bei der Politik für den „nächsten europäischen Träger“ auch 3 Mrd. locker machen können???

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