{"id":13285,"date":"2018-03-12T11:40:52","date_gmt":"2018-03-12T10:40:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=13285"},"modified":"2018-03-12T11:40:52","modified_gmt":"2018-03-12T10:40:52","slug":"wetten-das-arianegroup","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2018\/03\/12\/wetten-das-arianegroup\/","title":{"rendered":"Wetten das Arianegroup?"},"content":{"rendered":"<p>Es wird einmal Zeit, dass ich auch eine Wette mit den Bauern der Ariane 5\/6 abschlie&szlig;e, die derzeit Arianegroup hei&szlig;en. Derzeit, weil das fast im Jahresabstand wechselt.<\/p>\n<p>Ich habe an meiner Aufstiegssimulation noch etwas mehr gearbeitet und noch mehr Raketen mit den genauen Daten erfasst und bin mir inzwischen recht sicher, dass die Simulation weitestgehend korrekt ist, weil ich f&uuml;r verschiedene Tr&auml;ger unterschiedlichster Technologie und Aufstiegsverluste fast immer die publizierten Nennnutzlasten erreiche. Das macht mich optimistisch die Nutzlast der Ariane 6 abzusch&auml;tzen.<!--more--><\/p>\n<p>Leider gibt es kaum Fakten &uuml;ber den Tr&auml;ger. Unter anderem ist die Trockenmasse unbekannt. In der folgenden Tabelle findet man die von mir errechnete GTO-Nutzlast f&uuml;r eine 185 x 35790 km Bahn, 6 Grad geneigt. Die drei Spalten besagen Folgendes:<\/p>\n<ul>\n<li>BruttoMasse: Gesamtmasse im GTO nach Simulation<\/li>\n<li>NettoMasse: Gesamtmasse im GTO nach Ber&uuml;cksichtigung, dass die Simulation bei der Ariane 5 ECA 11.347 kg Nettonutzlast ergibt, also 3 % mehr als real.<\/li>\n<li>Nettonutzlast: Nutzlast f&uuml;r einen Einzelstart bei einer Masse von 6.316 kg f&uuml;r die Oberstufe mit VEB.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Oberstufentrockenmasse ist nicht bekannt ich habe hier einfach von der ESC-B hochgerechnet, da beide Stufen eine &auml;hnliche Treibstoffzuladung und Abmessungen haben. Jedes Kilo mehr Trockenmasse erniedrigt so die Nutzlast um 1 kg.<\/p>\n<table width=\"100%\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"4\">\n<colgroup>\n<col width=\"64*\" \/>\n<col width=\"64*\" \/>\n<col width=\"64*\" \/>\n<col width=\"64*\" \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr valign=\"TOP\">\n<th width=\"25%\">Typ<\/th>\n<th width=\"25%\">Bruttomasse<\/th>\n<th width=\"25%\">Nettomasse<\/th>\n<th width=\"25%\">Nutzlast<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 62<\/td>\n<td width=\"25%\">15.718 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">15.264 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">8.948 kg<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 64<\/td>\n<td width=\"25%\">21.146 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">20.536 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">14.220 kg<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 66<\/td>\n<td width=\"25%\">26.352 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">25.591 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">19.275 kg<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 64 + 2<sup>1<\/sup><\/td>\n<td width=\"25%\">23.874 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">23.185 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">16.869 kg<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 64 + 2<sup>2<\/sup><\/td>\n<td width=\"25%\">26.873 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">26.097 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">19.781 kg<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"TOP\">\n<td width=\"25%\">Ariane 63<\/td>\n<td width=\"25%\">17.413 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">16.910 kg<\/td>\n<td width=\"25%\">10.594 kg<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Wie man sieht, komme ich auf deutlich h&ouml;here Startmassen als angegeben. Um die niedrigen von ESA publizierten 5,8 t (Ariane 62) und 12 t (Ariane 64) zu erreichen, m&uuml;sste man eine um 2,2 t schwerere dritte Stufe, mithin eine Trockenmasse von 8,5 t bei nur 36 t Treibstoff haben. Nat&uuml;rlich gibt es auch Unsicherheiten in der ersten Stufe, doch die schl&auml;gt im Gewicht nicht so durch. Dabei habe ich sie mit 19,9 t Leermasse (Ariane 5G ESC bei vergleichbarer Treibstoffmasse: 12,2 t) schon relativ schwer modelliert.<\/p>\n<p>Zuletzt habe ich noch drei Modelle simuliert, die es nicht gab, n&auml;mlich eine Ariane 6 mit 3 und 6 Boostern, die Letzte noch in mehreren Varianten.<\/p>\n<p>Die Ariane 63 w&auml;re, wenn sie technisch umsetzbar ist, in der Tat eine sinnvolle Erg&auml;nzung. Sie k&ouml;nnte zwei mittelgro&szlig;e Satelliten von 4,5 bis 5 t Masse transportieren, als Erg&auml;nzung zur 64, die einen schweren und einen mittleren Satelliten startet.<\/p>\n<p>Die Ariane 6 mit 6 Boostern kann man in mehreren Varianten umsetzen. Zum einen k&ouml;nnen die Booster alle beim Start z&uuml;nden. Dann erh&auml;lt man die geringsten Gravitationsverluste und eine eindringliche Nutzlast von &uuml;ber 19 t. Das Manko: Wenn alle 6 Booster nahezu ausgebrannt sind, errechnet sich bei linearem Schub eine Spitzenbeschleunigung von 93,5 m\/s. In der Realit&auml;t wird es wegen des absinkenden Schubprofils weniger sein. Aber es ist h&ouml;her, als die maximal 5,5 bis 6 g, welche die meisten anderen Tr&auml;ger aufweisen. Ariane 5 liegt sogar unter 5 g.<\/p>\n<p>Die Ariane 64 +2 in der Variante 1 z&uuml;ndet vier Booster daher beim Start und zwei nach Ausbrennen der ersten vier, also 132,8 s. Dadurch hat sie sehr hohe Gravitationsverluste, denn die tote Masse der anderen zwei Boostern wird die ganze Zeit mitgef&uuml;hrt. Die Nutzlast sinkt bei gleicher Startmasse auf 16.8 t ab. Doch es gibt noch eine zweite Variante. Man verlegt den Z&uuml;ndzeitpunkt so weit nach vorne, das die Beschleunigungsspitze 50 m\/s nicht &uuml;berschreitet. Das ist der Fall, wenn die letzten zwei Booster nach 52 s gez&uuml;ndet werden. Die Variante 2 hat eine l&auml;ngere Phase mit einer Beschleunigung &uuml;ber 1,6 g und f&auml;ngt so sogar noch die Gravitationsverluste der Zentralstufe auf \u2013 die Nutzlast ist sogar um einige hundert Kilo h&ouml;her als beim gleichzeitigen Start aller Booster und erreicht fast 20 t. Mehr als 6 Booster sind aus geometrischen Gr&uuml;nden an der Ariane 6 nicht m&ouml;glich.<\/p>\n<p>Ich verstehe &uuml;brigens nicht, warum man die Rakete nicht gleich f&uuml;r 6 Booster auslegt \u2013 selbst wenn 6 vielleicht niemals kommen, weil die Nutzlast zu hoch ist, so w&auml;re damit zumindest die Ariane 63 m&ouml;glich, eine Variante die sehr gut zwischen der f&uuml;r Doppelstarts zu kleinen Ariane 62, und der nur bei gro&szlig;en Satelliten voll ausgenutzten 64, liegt.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Die Wette<\/h3>\n<p>Nun klar formuliert meine Wette an ESA und Arianespace. Ich wette, das die Nutzlast im GTO beim Jungfernflug n&auml;her bei 14,2 t (bei 6,3 t Oberstufenmasse) liegt als bei 12 t (ebenfalls bei 6,3 t Oberstufenmasse). Klingt umst&auml;ndlich, ist wegen der unerkannten Oberstufenmasse aber so n&ouml;tig. Nach den beiden schweren Oberstufen ESC-A und ESC-B muss man ja auf unliebsame &Uuml;berraschungen gefasst sein.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Die Vega<\/h3>\n<p>Das n&auml;chste ist die Vega. Auch hier habe ich die Simulation angeschmissen. Bein der Vega komme ich nahezu auf die Referenznutzlast. Ausgehend davon habe ich f&uuml;r die Vega C eine Nutzlast von rund 2.300 kg in den Referenzorbit 700 km polar). Die Vega E, die seit einem Vertrag im November im Anschluss entwickelt wird, die erste Z&uuml;ndung des Zefiro 40 fand am Samstag statt. Nach meiner Aufstiegssimulation bringt der Zefiro 40 nicht viel mehr Nutzlast, weniger als 200 kg f&uuml;r den Referenzorbit, eher in die Richtung 100 kg.<\/p>\n<p>Noch weniger Sinn mach f&uuml;r mich die Mini Vega. Diese Variante ohne erste Stufe erreicht bei mir in der derzeitigen Konfiguration keine Nutzlast. Das grunds&auml;tzliche Problem ist, das sie zwei Stufen mit kurzer Brennzeit und eine mit einer sehr langen Brennzeit aber niedrigem Schub hat. Damit die Letzte auf eine Bahnh&ouml;he gelangt in der sie nicht gleich wieder vergl&uuml;ht, m&uuml;ssen die sehr steil starten. Damit bringen sie wenig der horizontalen Komponente auf. Trotzdem gelang es mir nicht, auch nur das AVUM ohne Nutzlast in einen Orbit zu bringen. Mit dem Zefiro 40 sieht es besser aus. Ich komme auf etwa 300 bis 350 kg in einen 700-km-SSO. Allerdings auch nur mit einem Trick: Ich habe beim AVUM die Treibstoffzuladung und den Schub verdoppelt, indem ich ein zweites Triebwerk und zwei weitere Tanks vorsehe. Der Platz daf&uuml;r ist da. Bei 40 kg mehr Trockenmasse verbessert sich so der Strukturfaktor deutlich von 2,16 auf 3,21. Realistischerweise w&uuml;rde man aber eher eine weitere dritte Stufe von etwa 2-3 t Masse einf&uuml;gen.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Start aus der Luft<\/h3>\n<p>Zuletzt noch ein anderes Ergebnis, das ich erstmals simulieren konnte. Was bringt es, wenn man eine Stufe von einem Flugzeug aus startet. Ich hab es bei der Pegasus durchsimuliert. Einmal in 12 km H&ouml;he bei 260 m\/s gestartet (936 km\/h) und einmal vom Boden aus. Ich komme auf maximale Nutzlasten von 370 und 548 kg entsprechend 1224 und 514 m\/s Verlust. Der Gewinn ist neben der Vorgabegeschwindigkeit von 260 m\/s rund 52 m\/s eingesparten Luftwidderstand, vor allem aber das man in 12 km H&ouml;he schon mit einem kleineren Startdrehwinkel startet. Die Steuerverluste f&uuml;r das Drehen der Rakete sind geringer. Ich habe 45 Grad Startwinkel beim Abwurf angenommen anstatt 90 Grad beim Bodenstart. Das w&auml;re auch eine Alternative f&uuml;r die Mini Vega E die dann um 100 kg auf 450 kg Nutzlast f&uuml;r den SSO steigt.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Raumsonden anstatt Roboter<\/h3>\n<p>Dann gibt es noch Neuigkeiten von den bedien B&uuml;chern. Die erste Korrektur des zweiten Bandes habe ich von Elendsoft zur&uuml;ckbekommen, hinke da beim Nachdurchlesen aber noch hinterher, weil mich eine Erk&auml;ltung die letzten drei Tage ans Bett gefesselt hat. Mario wollte seine Korrektur des ersten Bandes auch bald fertigstellen, sodass ich da dann hoffentlich im Anschluss weiter arbeiten kann. Mit etwas Gl&uuml;ck erscheint Band 1 noch vor April. Beim Titel &uuml;berlege ich eine &Auml;nderung. Bisher lauten die \u201eRoboter erkunden das Sonnensystem\u201c mit unterschiedlichen Untertiteln: \u201eDie goldenen und dunklen Jahre: 1958 bis 1992\u201c und \u201eNeubeginn bis Heute 1993 bis 2018\u201c. Seit ich am ersten Cover gearbeitet habe, &uuml;berlege ich ob ich den Haupttitel auf \u201eRaumsonden erkunden das Sonnensystem\u201c oder einfach nur \u201eRaumsonden!\u201c (mit oder ohne Ausrufezeichen) &auml;ndern soll. Der Punkt ist, dass der Titel umgebrochen wird und da rutscht das Wort \u201eRoboter\u201c in eine Zeile, das sieht bl&ouml;d aus und Raumsonden ist l&auml;nger, zudem ist der Titel so relevanter f&uuml;r Suchanfragen.<\/p>\n<p>Die Frage ist dann, ob ich ihn nicht ganz ab&auml;ndere, auf das schon beschriebene \u201eRaumsonden(!)\u201c oder \u201eRaumsonden 1\u201c beziehungsweise \u201eRaumsonden 2\u201c. W&uuml;rde in die bisher n&uuml;chternen Titel einf&uuml;gen. Was meint ihr?<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg09.met.vgwort.de\/na\/ee0d931435394bdda3c20bd12bd5424f\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es wird einmal Zeit, dass ich auch eine Wette mit den Bauern der Ariane 5\/6 abschlie&szlig;e, die derzeit Arianegroup hei&szlig;en. Derzeit, weil das fast im Jahresabstand wechselt. 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