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.