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.
