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Macht mehr drauss

Posted on by Bernd Leitenberger

Nachdem ich erfahren habe, dass man von EADS aus wieder meine Webseiten besuchen kann (war anscheinend für eine Zeitlang gesperrt) muss ich doch was tun, damit man wieder eine Sperre einrichtet, denn nicht nur SpaceX missfällt mir, auch bei EADS ist einiges im Argen. Da gäbe es auch was zu sagen zu Webseiten die dauernd ihre Adresse ändern, sodass man sie gar nicht erst Bookmarken muss (wie die mit den Ariane 5 Launchkits) über die Verdrängung von Information durch Flash bis hin zu der Einwegkommunikation (man kann ihnen gerne eine Mail oder auch ein Dutzend schreiben, nur Antwort wird man keine bekommen).

Aber das ist ja nicht das Kerngeschäft dieses internationalen Rüstungs- und Weltraumkonzerns, sondern die Produktion von Hardware und da ist nun ja die Ariane 5 ME beschlossen, verbunden mit einer Vorentwicklung der Ariane 6. Das wäre nun die Gelegenheit etwas richtig zu machen. Continue reading „Macht mehr drauss“ →

Die technisch optimale Rakete

Posted on by Bernd Leitenberger

Eines ist das schöne an der Technik: Man kann sie durchrechnen und erhält exakte Zahlen. Bei konkreten Raumfahrtprojekten spielen dann immer auch wirtschaftliche Aspekte eine Rolle und dann wird es kompliziert. Mich interessiert folgende Frage: Welche Nutzlast ist mit der heutigen vorhandenen Technologie erreichbar? Das Ziel sollte es sein 10% der Raketenmasse als Nutzlast in einen LEO-Orbit zu befördern.

Damit wir einen Vergleich haben: Das bisher leistungsfähigste System ist das STS mit 114 t Nutzlast bei 2032 t Startmasse (5,6%). Ariane 5 liegt bei 2,7% In dieser Region um maximal 3% Nutzlast liegen viele der heutigen Trägerraketen. Ich will nun zeigen, dass es möglich ist doppelt so viel Nutzlast in den Orbit zu hieven.

Die Fragestellung ist simpel: Was ist mit der heutigen Technik an Nutzlast möglich? Also nicht mit exotischen Lösungen sondern State of the Art oder zumindest theoretisch untersuchten Lösungen. Continue reading „Die technisch optimale Rakete“ →

Ariane 5 – sinnvolle Upgrades

Posted on by Bernd Leitenberger

So ich hoffe ihr seid alle gut in den April gekommen und nicht auf meinen plumpen Aprilscherz mit SpaceX reingefallen. Sorry, aber ich bin nicht sehr fantasievoll in solchen Dingen. Nachdem die ESA nun ja schon die Ariane 6 plant, will ich mal als Gegenakzent skizzieren, was mit der Ariane 5 möglich ist. Einiges davon ist auch Thema des nächsten Buches und dort ausführlicher dargestellt. Ich will dies im folgenden durch einige eigene Bemerkungen ergänzen. Thema sollte sein: Wie weit kann die Nutzlast der Ariane 5 noch sinnvoll und preiswert erhöht werden?

Neues Vulcain 3 Triebwerk

Snecma und ESA haben zusammen untersucht wie ein Vulcain Mark III aussehen sollte. Ziel ist es nicht nur die Nutzlast zu steigern, sondern auch die Produktionskosten. Das Vulcain ist schon immer der wunde Punkt der Ariane 5 gewesen. Zum einen ist es der teuerste Teil der Rakete. Schon ein Vulcain 1 kostete rund 15 Millionen Euro in der Fertigung. Zum anderen wurde Ariane 5 während der Planungen immer schwerer und die Zentralstufe stieg im Gewicht von 130 auf 170 t, während der Schub des Vulcains gleich blieb. Daraus resultieren hohe Gravitationsverluste – bedingt zum einen durch die längere Zeit die Orbithöhe zu erreichen und zum anderen durch die geringe Beschleunigung nach Wegfallen der Booster. Der Hauptnutzen des Vulcains 2 ist daher durch einen höheren Schub diese zu reduzieren, der spezifische Impuls ist weitgehend gleich geblieben. Folgende Optionen wurden untersucht:

  • MC 1500G: Leichtes Upgrade des Vulcain 2 auf 1.500 kN Schub mit überschaubaren Entwicklungskosten: 700 kg mehr Nutzlast
  • MC 1700G: Neues Triebwerk mit höherem spezifischen Impuls und 1.700 kN Schub: 1.500 kg mehr Nutzlast
  • MC 2000: Sechs verschiedene Typen von Triebwerken mit 2.000 kN Schub: Zwischen 1.000 und 3.400 kN mehr Nutzlast.

ESA/SNECMA schlugen das MC 1500G vor, wahrscheinlich wegen der geringsten Entwicklungskosten. Ich würde das MC 1700G bevorzugen. Es liegt nahe des Schuboptimums und offeriert mehr Möglichkeiten eine schwerere Oberstufe zu transportieren. Zudem ist der Gewinn an Nutzlast deutlich höher. Jeder der MC 2000 Typen hat irgendwelche Nachteile. Der wohl leistungsstärkste wäre ein Triebwerk mit „staged Combustion“ Prinzip. Dies wurde jedoch bei der Vulcain Entwicklung untersucht und wegen zu hoher Kosten verworfen. Ich kenne auch kein LOX/LH2 Triebwerk mit diesem Prinzip, das preiswert wäre. Wenn dann wäre es sicher eine Option für ein mehrfach verwendbares Raumgefährt, aber nicht für Ariane. Continue reading „Ariane 5 – sinnvolle Upgrades“ →

Preiswerte Alternativen zur ESA Politik

Posted on by Bernd Leitenberger

Ich habe im vergangenen Aufsatz über einen alternativen Ansatz philosophiert. Wie Michael Van schon angeführt hat gibt es auch andere Konzepte. Mit mehr Vulcain Triebwerken kann man leicht aus der Ariane 5 eine Rakete machen die selbst 35 t zum Mond befördert, wie eine CNES Studie von 1991 schon zeigte. Die DLR hat ein Konzept der Wiederverwendung der EPC untersucht und will diese als geflügelte Booster wieder verwenden. Doch es geht auch anders. Machen wir doch eine Analyse:

Ariane 5 bezieht ihre starke Marktposition durch die Fähigkeit zwei Nutzlasten gleichzeitig zu transportieren. Dies macht den Start günstiger für einen Kunden. Das heißt im Umkehrschluss, dass Ariane 5 maximal die doppelte Nutzlast eines Konkurrenzproduktes anbieten muss. Da Delta und Atlas nicht mehr auf dem freien Markt angeboten werden (weil sie zu teuer sind) und die H-2 keine konkurrenzfähigen Preise offeriert sind noch übrig:

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Der Ausbau der Ariane 5: Die Lösung

Posted on by Bernd Leitenberger

Am Montag habe ich davon berichtet, wie die Ariane 5 recht spezifisch für Hermes konstruiert wurde, Heute geht es darum, wie man den Ausbau der Ariane 5 wohl besser hätte machen können als die ESA. Zuerst einmal: Ich ermutige meiner Leser ja zum kritischen Lesen und dass sie nicht alles glauben, was sie woanders sehen (sehr wichtig z.B. bei den SpaceX Seiten). Doch gilt dies natürlich auch für mich. Also ein kleiner Beweis für die Behauptung, das die Ariane 5 optimiert wurde für Transporte in den niedrigen Orbit. Hier die Nutzlasten der Ariane 5 in verschiedenen Versionen für den LEO und GTO Orbit.

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