Raketen die es geben könnte – Teil 6

Kommen wir zu neueren Raketen. Mit den Boostern der Ariane 5 und den Stufen der Vega läßt sich eine ganze Familie von Trägerraketen bauen. Nennen wir sie einfach Arve. (Abgeleitet von ARiane und VEga, den „Spendern“ der Teile.) Die kleinste Version besteht aus einem Ariane Booster und den beiden ersten Stufen der Vega.

Rakete: Arve 1

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 408087 6000
GTO 402787 700
Fluchtkurs 402227 140
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 P241 280500 38400 2692
2 P80 95796 7431 2746
3 P23 25791 1845 2839

Für LEO-Missionen brauchbar, bei höheren Umlaufbahnen läßt die Nutzlast aber recht stark nach. Da hilft eine vierte Stufe.

Rakete: Arve 2

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 420335 7300
GTO 414815 1780
Fluchtkurs 414235 1200
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 P241 280500 38400 2692
2 P80 95796 7431 2746
3 P23 25791 1845 2839
4 P9 10948 833 2893

Schon besser, aber mit Stufenbündelung geht noch mehr.

Rakete: Arve 3

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 946796 9500
GTO
Fluchtkurs
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
2 P241 280500 38400 2692
3 P80 95796 7431 2746

Bei dem geringen Stufenverhältnis ist mit drei Stufen nicht viel erreichbar. Bei einer größeren Startmasse als die Proton noch nicht mal die halbe LEO-Nutzlast, und bei höheren Bahnen geht gar nicht mehr. Mit einer vierten Stufe wird das besser.

Rakete: Arve 4

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 977687 14600
GTO 966337 3250
Fluchtkurs 965187 2100
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
2 P241 280500 38400 2692
3 P80 95796 7431 2746
4 P23 25791 1845 2839

Schon besser, aber bei höheren Bahnen läßt die Nutzlast noch recht stark nach. Also noch eine Stufe drauf.

Rakete: Arve 5

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 990035 16000
GTO 978385 4350
Fluchtkurs 977185 3150
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
2 P241 280500 38400 2692
3 P80 95796 7431 2746
4 P23 25791 1845 2839
5 P9 10948 833 2893

Bei LEO-Missionen erhöht sich die Nutzlast noch nicht mal um 10%, das lohnt sich kaum. Außerdem könnte das die für die letzte Stufe zulässige Nutzlast übersteigen. Bei höheren Bahnen steigt die Nutzlast aber stärker an, da hat die 5. Stufe einen Sinn. Zum Schluß noch weitere 4 Booster druntergeschnallt.

Rakete: Arve 6

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 2084996 25700
GTO 2061996 2700
Fluchtkurs 2059496 200
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 4 x P241 4 x 280500 4 x 38400 2692
2 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
3 P241 280500 38400 2692
4 P80 95796 7431 2746

Hier läßt die Nutzlast bei höheren Bahnen recht stark nach – ein Zeichen daß da eine Stufe mehr gebraucht wird.

Rakete: Arve 7

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO 2115687 30600
GTO 2092787 7700
Fluchtkurs 2090587 5500
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 4 x P241 4 x 280500 4 x 38400 2692
2 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
3 P241 280500 38400 2692
4 P80 95796 7431 2746
5 P23 25791 1845 2839

Hier ähneln Statrmasse und Nutzlast schon den Space Shuttle – nur daß da auch noch der Orbiter mit ins All gelangte. Für höhere Bahnen geht aber auch noch eine Stufe mehr. Für LEO-Missionen ist diese Oberstufe dann aber doch zu klein.

Rakete: Arve 8

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO
GTO 2104935 8900
Fluchtkurs 2102685 6650
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 4 x P241 4 x 280500 4 x 38400 2692
2 2 x P241 2 x 280500 2 x 38400 2692
3 P241 280500 38400 2692
4 P80 95796 7431 2746
5 P23 25791 1845 2839
6 P9 10948 833 2893

Mit dieser Raketenfamilie läßt sich ein großer Nutzlast-Bereich für LEO-Missionen abdecken. Allerdings läßt die Nutzlast bei höheren Bahnen relativ stark nach. Bei GTO und höher leistet die Ariane mit geringerer Startmasse und weniger Stufen mehr.

Eine weitere Möglichkeit wäre eine Ariane 4 mit zwei Boostern von der Ariane 5. Als Übergangslösung hätte das durchaus Sinn haben können. Dafür wäre aber nur die erste Version dieser Booster verfügbar gewesen.

Rakete: Ariane 4.1

Ziel Startmasse [kg] Nutzlast LEO [kg]
LEO
GTO 848081 6950
Fluchtkurs 846581 5450
Stufe Typ Vollmasse [kg] Leermasse [kg] Spez.Impuls (Vakuum) [m/s]
1 2 x P238 2 x 268700 2 x 33200 2701
2 L220 251200 17510 2747
3 L33 39391 3400 2904
4 H-10 III 13140 1240 4373

Bei GTO-Missionen wird das strukturelle Limit der Oberstufe von 7000kg praktisch voll ausgelastet. Bei LEO-Missionen würde das aber weit überschritten. Und eine strukturelle Verstärkung der Oberstufe hätte sich bei so einer Übergangslösung wohl kaum gelohnt.

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