Noch ein Ariane 6 Vorschlag

Als wäre die Situation nicht schon verfahren genug, gibt es nun einen weiteren, vierten Vorschlag frü die Ariane 6. Nachdem es seit etwa einem Jahr Grabenkämpfe zwischen der CNES und dem DLR gab, hatte man einvernehmlich die Technologieforschungs GMBH beauftragt, beide Konzepte zu untersuchen, das von der Industrie (Airbus/Air Liquide) erarbeitete dritte Konzept blieb erst mal außen vor, weil es noch zu jung war. Die Technologieforschungs GMBH hatte auch bei der CNES einen guten Leumund, war sie doch schon 1972 mit Forschungen über die Weiterentwicklungen bei der Europa II betraut und riet der Bundesregierung zum ausstieg. das führte letztendlich zu dem Einstellung der Europa und dem Einstieg in das Arianeprogramm.

Es ging um die Beurteilung des CNES Vorschlags für die Ariane 6 mit drei Feststoffboostern als erste Stufe, einem baugleichen als zweiten und einer noch zu entwickelnden H36 Stufe als dritte Stufe. Deutschland wollte die Zentralstufe durch eine kryogene ersetzen und die Booster verkleinern. Der Air Liquide/Airbus Vorschlag setzt alternativ eine lagerfähige Oberstufe auf den CNES Vorschlag für sonnensynchrone Umlaufbahnen und vier Booster für größere Nutzlasten ein, entspricht also dem CNES Vorschlag in weiten Teilen.

Im September gab es nun lockere bilaterale Konsultationen in denen man sich auf ein gemeinsames Konzept einigen wollte. Die Technologieforschungs GMBH hielt dabei eine Kurzzusammenfassung ihrer Studie beider Konzepte und die fiel nicht so aus wie erwartet. Das DLR fühlte sich zuerst bestätigt: im CNES Konzept gäbe es wenig, was die deutsche Industrie mit ihrer Aufstellung und ihren Gebieten, in denen sie stark ist, tun könne, es würde auf eine Französisch-Italienische Rakete hinauslaufen, bei der andere europäische Länder maximal einen Anteil von 10% haben (VEB, Stufenadapter, Nutzlastverkleidungen, Pyrotechnik). Zudem sei es angesichts des einfachen Aufbaus zu teuer: zu diesem Zeitpunkt setzte die CNES 3 Milliarden Euro für die Rakete und 750 Millionen für neue Startanlagen an.

Doch auch das CNES konnte sich bestätigt fühlen: das deutsche Konzept wäre im Prinzip eine Ariane 5 „in klein“ und verspräche keine signifikanten Reduktionen bei den Startkosten. Stattdessen wäre es noch teurer als das CNES Konzept. Der Technologieforschungs GMBH Vorsitzende Thilo Kaiser präsentierte einen neuen Vorschlag, der sowohl moderate Entwicklungskosten offeriert, niedrige Startpreise ermöglicht und beide Länder angemessen beteiligt. Also die Lösung der Krise zwischen beiden Raumfahrtagenturen.

Die Feststoffbooster bleiben, werden aber radikal vereinfacht. Sie haben feste Düsen. Das erspart die teuren Schwenkmechanismen mit ihren Aktoren, wechselnden Lagen von Gummimembranen und Hochtemperaturlegierungen. Nur einzelne Booster haben eine Schubvektorsteuerung, erreicht jedoch durch Sekundärinjektion in den Düsenhals. Diese Technologie ist nicht neu: sie wurde auch bei den preiswerten Titan III Boostern eingesetzt. So können die Düsen ebenfalls von der deutschen Industrie gefertigt werden. Deren Anteil wird auch dadurch erhöht, dass die Gehäuse der ersten Stufe wie die von der Ariane 5 aus Stahl bestehen. Nur bei den oberen Stufen wird die Filament-Wounding Technologie eingesetzt. Das höhere Gewicht ist bei der ersten Stufe nicht so wesentlich.

Der radikalste Schritt ist aber die Bauweise. Der Vorschlag lautet „Ariane 6 – All Solid“. Kaiser schlägt auch vor die kryogene Oberstufe einzusparen. Stattdessen werden die Oberstufen der Vega eingesetzt und die etwas geringere Performance durch mehr Booster kompensiert. Dadurch kommt man in eine sehr hohe Produktionszahl, geringe Entwicklungs- und Herstellungskosten. Von diesen würde auch die Vega profitieren, deren Herstellungskosten so halbieren würden. Die Rakete sollte so inklusiver neuer Produktions- und Startanlagen für eine Massenproduktion für unter 2 Milliarden Euro zu entwickeln sein.

Das Konzept setzt eine flexible Boosterzahl von P125 Boostern in allen drei Stufen vor. Die Oberstufen Zefiro 24 und Zefiro 9 sind überall gleich. In maximal drei konzentrischen Kreisen sollen zwischen 3 und 15 Booster eingesetzt werden. Die Variante mit drei Boostern (Zündfolge 2-1) wird 4,5 t in einen SSO transportieren und liegt zwischen Vega und Sojus und die größte Version (10-4-1) wird 12 t in einen GTO oder 30 t in den LEO transportieren. Damit gibt es ein skalierbares System, anpassbar an jede Nutzlast zwischen den Extremen. Vorgeschlagen hat Kaiser folgende Modelle:

  • Ariane 6 (21): 4,5 t in SSO, 1 t in Galileo Orbit
  • Ariane 6 (31): 5,5 t in SSO, 1,4 t in Galileo Orbit
  • Ariane 6 (41): 6,5 t in SSO, 1,7 t in Galileo Orbit
  • Ariane 6 (51): 7,5 t in SSO, 4 t in GTO, 2,2 t in einen Galileo Orbit
  • Ariane 6 (521):5,5 t in GTO
  • Ariane 6 (821):7,5 t in GTO
  • Ariane 6 (831):10 t in GTO
  • Ariane 6 (1041):12 t in GTO

Der startpreis für die Version 821, kompatibel mit der Nutzlast der anderen Ariane 5 Entwürfe sollte bei 45-50 Millionen Euro liegen, wenn mindestens 100 Booster pro Jahr gefertigt werden. Sie wird damit 20 bis 25 Millionen Euro billiger als der CNES Vorschlag sein und deutlich billiger als ein Start mit einer Falcon 9 sein (sie hat die doppelte Nutzlast einer Falcon 9, kostet aber nur 65 anstatt 120 Millionen US-Dollar für zwei Falcon 9 Starts).

Einen Kommentar seitens der CNES und des DLR zu dem neuen Vorschlag gab es nicht. Es sieht vielmehr so aus, als gäbe es nun vier konkurrierende Vorschläge.

5 thoughts on “Noch ein Ariane 6 Vorschlag

  1. Wenn nur einzelne Booster eine Schubvektorsteuerung haben, wie wird gesteuert bevor die gezündet werden? Einige dieser Modelle liefern einen unsymetrischen Schub. Ohne Schubvektorsteuerung in allen Stufen ist das auf keinem Fall abzufangen. Eine schon beim Start laufende Zentralstufe wie bei der Ariane 5 könnte das möglicherweise, aber die gibt es ja nicht.

    Sinnvoller wäre es, die schon existierenden Ariane 5-Booster zu verwenden. Da käme man ohne so dicke Bündel aus und könnte auch noch Entwicklungskosten sparen.

  2. Ich frag mich nur, warum die ESA niht selbst auf so eine Lösung kommt.
    Ausserdem frage ich mich, ob eine Feststoffoberstufe flexibel genug ist um alle Bahnneigungen abzudecken oder ob satelliteneigene Antriebsstufen dies übernehmen müssen.

  3. In der Tat klingt ein Konzept, das nur auf Feststoff-Booster setzt, merkwürdig. Man kann so den Brennschluss nicht genau steuern. Andererseits: Eine Überperformance / Sicherheitsreserve von einigen 100 m/s kann man auch dadurch abbauen, dass man die letzte Stufe bewusst taumeln lässt. Dann geht der Schubvektor nur zum Teil in die richtige Richtung. Für Satelliten ohne eigenen Antrieb könnte auch ein AVUM die letzten Korrekturen durchführen – selbst bei einem 30-t-Schwergewicht könnte das AVUM 50 m/s leisten. Dabei wäre es sinnvoll, da AVUM am Satelliten anzubringen und nicht zwischen Zefiro 9 und Satellit.

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