Die Antares Centaur

Weiter in meiner kleinen Reihe „unerwünschte Vorschläge für die US-Trägerindustrie“ will ich mal beleuchten, was es Grumman/ATK an Nutzen bringen würde ihren Castor 30XL durch Rl10 basierte Stufen auszutauschen.

Ausgangslage

Die Antares hat einen durchgängigen Durchmesser von 3,90 m. In der Verkleidung befinden sich derzeit Castor 30XL und Nutzlast. Der Castor 30 XL hat dabei eine Länge von rund 6 m. Will man das Konzept nicht komplett umstellen so gäbe es folgende Möglichkeiten:

  • Ersetzen des Castor durch eine Centaur SEC
  • Ersetzen des Castor durch eine Centaur DEC
  • Ersetzen des Castor durch eine 4-m-DCSS

Die ersten beiden Möglichkeiten haben als gemeinsamen Nachteil das die Centaur 3,05 m Durchmesser hat. Behält man das bisherige Konzept bei, umhüllt also die ganze Stufe, so nimmt sie erheblich mehr Nutzlast weg als der Castor, denn sie ist 12,78 m lang. Alternativ konstruiert man eine neue Verkleidung die kürzer ist und an die Centaur anschließt. Die Centaur verlängert dann die Rakete und sie sieht dann eher wie die Atlas V 400 aus.

Das Problem hat man bei der DCSS nicht, denn sie hat 4 m Durchmesser. Man könnte also die bisherige Verkleidung weiter nutzen, sogar verkürzen. Aus Hinsicht des Aufwands wäre das also eine bessere Lösung. Als Nachteil hat die DCSS ein höheres Leergewicht, denn sie verwendet zwei getrennte Tanks, einen Integraltank und die sind auch nicht innendruckstabilisiert. Ich habe trotzdem alle drei Möglichkeiten durchgerechnet. Die DCSS aber mit RL10C-1-1 Triebwerken und nicht RL10B-2, da Aerojet auch die Linie auf diesen Typ umstellen will. Netterweise muss man sonst keine weitere Einschränkungen beachten, da alle Stufen leichter als der bisher eingesetzte Castor 30 XL sind.

Rakete

Nutzlast LEO [kg]

Nutzlast GTO

Nutzlast Mars [c3=10 km²/s²]

Antares SEC

10.900 kg

4.800 kg

3.000 kg

Antares DEC

14.400 kg

5.800 kg

3.500 kg

Antares DCSS

11.700 kg

4.700 kg

2.800 kg

Antares 230 / 232

7.700 kg

2.200 kg

1.400 kg

Gegenüber der etablierten Antares sind die LEO-Nutzlasten um 50 bis 100 % erhöht. Natürlich wird dieser Abstand bei steigender Geschwindigkeit immer größer. Bei GTO sind es schon über 120 bis 160 % und bei einem Marskurs ist der Unterschied noch größer. Sie Centaur DEC schneidet erfahrungsgemäß am besten ab. Ob die Mehrnutzlast auch den Mehrpreis wert ist, muss geklärt werden. Mein Favorit ist wegen der Einfachheit – man müsste nur die Verkleidung kürzen und die Stufe auf die Erststufe setzen – die DCSS. Die DCSS ist wegen der höheren Leermasse bei höheren Geschwindigkeiten etwas schlechter, bei LEO-Bahnen etwas besser, doch man muss erst mal 11 t schwere LEO-Nutzlasten finden.

Dabei erreicht die beiden letzten Bahnen die Antares nur mit einer zusätzlichen PAM-D die alleine die Rakete um 10 Millionen Dollar teurer macht. Damit wäre die Antares mit diesen Stufen auch ein sinnvoller Träger für GTO-Transporte und Fluchtbahnen. Mit 4,7 bis 4,8 t haben die Versionen mit einem triebwerk genügend Nutzlast für mittelgroße Kommunikationssatelliten, die Version mit DEC Centaur auch für schwerere Kommunikationssatelliten. Damit würde sich ein neuer Markt erschließen.

Ich finde diese Versionen aus zweierlei Sicht sinnvoll. Zum einen wird Grumman/ATK das RL10C ja in einer eigenen Stufe in der OmegA einsetzen. Denkbar wäre dann natürlich auch der Einsatz dieser Stufe, doch da deren Daten unbekannt sind, ist das hypothetisch. Aber in ejdem falle handelt es sich um ein Triebwerk, das man schon einsetzt, warum also nicht eine stufe die es schon gibt und die dieses Triebwerk einsetzt.

Das zweite ist das nach Wechesel von ULA auf die Vulcan die Arbeitspferde wegfallen – die Atlas V 401 und Delta $M auf welche die meisten Starts entfallen. Die Vulcan liegt mit 7,600 kg in den GTO deutlich höher, nur bei der LEO Nutzlast ist die kleinste Version vergleichbar, das liegt an den hohen Gravitationsverlusten der relativ schweren Oberstufe. Doch bei LEO-Nutzlasten reichte bisher schon die Atlas V in der SEC Version die auf 9 t beschränkt war, nur die DEC-Version konnte die volle LEO Nutzlast ausnutzen. Wenn Grumman die Rakete also zu einem attraktiven Preis produzieren kann, denke ich, dürfte sie durchaus gute Chancen haben.

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