Hohmann Transfers
\nDie Lösung ist der klassische Zwei-Impuls oder Hohmann-Transfer. Man strebt zuerst eine Bahn an, die eine Geschwindigkeit hat, die ausreicht, den erdfernsten Punkt zu erreichen. Hat man in einer Bahn \u201eÜberschussgeschwindigkeit\u201c, ist also schneller unterwegs als die Kreisbahngeschwindigkeit so entfernt man sich von der Erde, wird aber langsamer. Wenn man den erdfernsten Punkt erreicht hat, ist man am langsamsten und hat nun eine Geschwindigkeit, die kleiner als die Kreisbahngeschwindigkeit ist. Zündet man nun das Triebwerk nochmal und beschleunigt auf die Kreisbahngeschwindigkeit, so erreicht man die Kreisbahn in der Zielhöhe, zum Beispiel die obigen 800 km Höhe. Die Abbildung rechts zeigt, das als Gesamtenergiebetrachtung. Im Extremfall kann man sich bei der Vorgehensweise sogar sparen, überhaupt eine Minimalhöhe zu erreichen. <\/p>\nDie Titan 3C transportierte Satelliten in den GEO z.B. meist \u201eoff-Perigree\u201c. Sprich: die Aufstiegsbahn hatte einen erdnahen Punkt der noch nahe der Erdoberfläche lag. Wäre die Zündung der letzten Stufe in 36000 km Höhe gescheitert so wären sie nach 10 Stunden beim ersten Perigäumsdurchlauf wieder verglüht. Heute verzichtet man auf solche geschwindigkeitsoptimierten Bahnen zugunsten der Sicherheit. Erreicht ein Satellit z.B. einen Übergangsorbit mit einem erdnahen Punkt von 200 km Höhe so hat man Tage, eventuell Wochen Zeit, wenn eine Zündung ausbleibt das Problem zu suchen und einen zweiten Versuch zu starten.<\/p>\n
Wiederzündbare Oberstufen erhöhen daher die Nutzlast für kreisförmige Bahnen oberhalb 200 km Höhe. Ab etwa 1000 bis 1500 km Höhe, (je nach Brenndauer der letzten Stufe) sind sie sogar nötig um eine Kreisbahn zu erreichen. Das HM-7 wurde für die Ariane 1 entworfen die vor allem GTO-Transporte durchführte. Dabei liegt der erdnächste Punkt in 186 bis 220 km Höhe und dafür muss das Triebwerk nicht wiederzündbar sein. Die Zündvorrichtung verwendet daher eine Reihe von Feststoffantrieben die Startgas für die Turbopumpen liefern und in der Brennkammer und Gasgenerator die Gase entzünden.<\/p>\n
Anwendung: Galileo Satelliten<\/h3>\n
Ohne Wiederzündbare Oberstufen muss man einen zweiten Antrieb haben. Kommunikationssatelliten haben einen Apogäumanstrieb. Für Galileo wäre auch so was denkbar, doch die Satelliten wurden ohne einen solchen entworfen. Ich halte das für einen Fehler, denn so muss zum einen die EPS-Oberstufe bei der Ariane 5 eingesetzt werden die eine niedrigere Nutzlast hat. Zum anderen wird bei der zweiten Zündung die EPS-Oberstufe und VEB ebenfalls in den Orbit transportiert. Beides zusammen wiegt mit 2,2 t fast so viel wie die Galileo Satelliten.<\/p>\n
Die Bahn der Galileosatelliten in etwa 23.000 km Erdferne hat für einen Übergangsorbeit eine etwas geringere Geschwindigkeitsbedarf eine GTO-Bahn. Dafür ist die Bahnneigung höher. Beides zusammen ergibt fast den gleichen Geschwindigkeitsbedarf wie in den GTO. Eine Ariane 5 ECA sollte also etwas über 10 t in den Galileo-Übergangsoribt (200 x 23.200 km) befördern. Die Restgeschwindigkeit von 1460 m\/s für das Zirkularisieren senkt dann die Nutzlast nochmals um 38% ab. (bei einem spezifischen Impuls von 3150 m\/s). Zusammen mit dem Antriebssystem sollten so etwa 55% der Nutzlast aus dem Übergangsorbit gelangen. <\/p>\n
Dies sind 5500 kg bei der Ariane 5 ECA. Ein Satellit wiegt je nach Quelle 675 bis 738 kg, dazu kommt noch ein 447 kg schwerer Dispenser. Mit integriertem Treibstoff und Antrieb würde der Satellit dann wohl 1.300 kg wiegen. Trotzdem könnte eine Ariane 5 ECA sechs dieser Satelliten transportieren, anstatt vier bei der ES-Version. Da ihre GTO-Nutzlast derzeit bei 10,6 t liegt.<\/p>\n
In diesem Fall wäre der Nutzen aber klein, da zum einen die zusätzliche Nutzlast (sprich kleinere Startkosten) gegen die Zusatzkosten für den Antrieb gegengerechnet werden muss. Zudem sieht das Galileo System 8 Satelliten pro Bahn vor. Das bekommt man leicht mit zwei Starts mit je vier Satelliten hin. Aber bei sechs müsste man pro Ariane 5 Start noch einen Sojus Starts für zwei Satelliten vorsehen. Die Ariane 5 ME hätte mit wiederzündbarer Stufe rund 7 t in den Galileo-Orbit gebracht. Das hätte dann für 8 Satelliten einer Orbitplane gereicht. <\/ie><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Hallo Miteinander, Ich bin noch immer im Allgäu und dieses Jahr gibt es einiges mehr zu tun als sonst. Zum einen weil ich im Frühjahr nur kurz da war um neue Platten zu verlegen. Zum andeern, weil ich eine Liste von Dingen bekommen habe, die ich machen sollte und über die sich die Gäste beschweren. […]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[3987,3988,1666,4121],"class_list":["post-12015","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","tag-eca","tag-hm-7","tag-hohmannbahn","tag-wiederzuendbarkeit","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":298,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":18705,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/06\/12\/wir-bauen-und-ein-fast-vollstaendig-wiederverwendbare-rakete-1\/","url_meta":{"origin":12015,"position":0},"title":"Wir bauen und ein (fast) vollständig wiederverwendbare Rakete (1)","author":"Bernd Leitenberger","date":"12. 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<\/a>Will ich einen kreisförmigen Orbit in, sagen wir mal, 800 km Höhe erreichen, so wird logisch sein, dass der Vektor jeder Raumkoordinate 800 km von der Erdoberfläche entfernt ist. Wenn meine Rakete dann schon in 150 km Höhe ihre Treibstoff verbraucht hat, so kann ich diese Bahn nicht erreichen. Den der Anfangspunkt liegt ja schon unterhalb 800 km Höhe.<\/p>\n