{"id":475,"date":"2008-12-01T15:21:59","date_gmt":"2008-12-01T14:21:59","guid":{"rendered":"http:\/\/bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=475"},"modified":"2008-12-01T15:21:59","modified_gmt":"2008-12-01T14:21:59","slug":"preiswerte-alternativen-zur-esa-politik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2008\/12\/01\/preiswerte-alternativen-zur-esa-politik\/","title":{"rendered":"Preiswerte Alternativen zur ESA Politik"},"content":{"rendered":"\n<p>Ich habe im <a href=\"http:\/\/bernd-leitenberger.de\/blog\/2008\/11\/26\/der-ausbau-der-ariane-5-die-loesung\/\"> vergangenen Aufsatz<\/a> &uuml;ber einen alternativen Ansatz philosophiert. Wie Michael Van schon angef&uuml;hrt 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 bef&ouml;rdert, wie eine CNES Studie von 1991 schon zeigte. Die DLR hat ein Konzept der Wiederverwendung der EPC untersucht und will diese als gefl&uuml;gelte Booster wieder verwenden. Doch es geht auch anders. Machen wir doch eine Analyse:<\/p>\n<p>Ariane 5 bezieht ihre starke Marktposition durch die F&auml;higkeit zwei Nutzlasten gleichzeitig zu transportieren. Dies macht den Start g&uuml;nstiger f&uuml;r einen Kunden. Das hei&szlig;t 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 konkurrenzf&auml;higen Preise offeriert sind noch &uuml;brig:<\/p>\n<p> <!--more--><\/p>\n<ul>\n<li>Proton M\/Breeze M: 6300 kg<\/li>\n<li>Zenit \/ Block DM: 6000 kg<\/li>\n<li>Chang Zheng 3B: 5100 kg<\/li>\n<\/ul>\n<p>Rechnet man 800 kg f&uuml;r eine SPELDA dazu, so br&auml;uchte man eine maximale Nutzlast von 2*6300+800 kg = 13400 kg. In der Praxis ist die Anforderung etwas geringer. Es ist nicht sehr wahrscheinlich, dass gleich zwei sehr gro&szlig;e Satelliten auf einmal transporteiert werden. Vor allem Satelliten &uuml;ber 6 t sind noch recht selten. Das hat vielf&auml;ltige Gr&uuml;nde, vor allem ist es f&uuml;r einen Satellitenhersteller und einen Betreiber sind gro&szlig;e Satelliten ein Risiko: Es gibt dann nur noch wenige (im Extremfall nur ein Tr&auml;gersystem) welche sie transportieren kann und damit begibt man sich in eine Abh&auml;ngigkeit. Normal d&uuml;rfte derzeit eher die 5 t Klasse sein und mit 11.5 t Nutzlast w&auml;re die ESC-B ausreichend f&uuml;r einen 6 t und 5 t Satelliten.<\/p>\n<p>F&uuml;r die derzeitige Situation ist die ESC-B also ausreichend. Doch wie sieht die Zukunft aus? Russland arbeitet an der Angara &#8211; aber die Angara ist seit mehr als einem Jahrzehnt geplant. Ihr Erststart wird immer wieder verschoben und es ist noch nicht absehbar. Wenn, dann erh&ouml;ht sie die Nutzlast mit der (ebenfalls noch nicht verf&uuml;gbaren und auch f&uuml;r die Proton protrahierten) KVRM Oberstufe bei 6.6 t.<\/p>\n<p>F&uuml;r die Zenit gibt es keine Upgradepl&auml;ne. Die gr&ouml;&szlig;te Version der Langen Marsch 5 soll 10 t in den GTO bringen. Doch auch diese hinkt hinter dem Soll hinterher und ihr Erstflug wurde mehrfach verschoben. Das korrespondiert auch mit der Entwicklung: Es gibt derzeit eine gewisse Stagnation: Die Satelliten werden nur langsam schwerer. Das Gro&szlig; liegt immer noch im 4-6 Bereich. Es gibt noch gen&uuml;gend Satelliten unter 3 t Gewicht, so dass es sich f&uuml;r Arianespace lohnt die Sojus von Kourou aus starten zu lasen. (Wenn man es genauer nimmt: Es gibt f&uuml;r diese leichten Satelliten nur Ariane 5 und chinesische Tr&auml;ger &#8211; Proton und Zenit sind zu teuer bei einem Einzelstart. <\/p>\n<p>So haben die Minister beschlossen die ESC-B Stufe weiter zu verschieben. Zur Erinnerung: Die Stufe wurde 1998 beschlossen und nach einer Vorlaufzeit in der sie definiert wurde, sollte die richtige Entwicklung ab 2002 beginnen, wenn die ESC-A in Dienst gestellt wurde. Die stufe rund um das Vinci Triebwerk sollte rund 400 Millionen Euro kosten, bis 2006 verf&uuml;gbar sein und die Nutzlast auf 11.5 t steigern bei fast gleichen Produktionskosten. Der Ariane 5 Rettungsplan nach dem Fehlstart der Ariane 5 EC-A verschlang jedoch dieses Geld und 2005, beim n&auml;chsten Ministerratstreffen wurde die Entwicklung verschoben und dieser Beschluss wurde im wesentlichen wiederholt. Das Vinci Triebwerk wird schon seit einiger zeit erprobt, noch in einer f&uuml;hren Stufe ohne Expansionsd&uuml;se, aber immerhin. In 2011 wird &uuml;ber die Wiederaufnahme beschlossen werden. Der fr&uuml;heste Termin f&uuml;r den Jungfernflug ist 2016, eher 2017.<\/p>\n<p>Okay. Was gibt es an Alternativen? Es w&auml;r zum einen mal zu &uuml;berlegen, ob die Stufe dann noch in der Form gebaut werden sollte. Um diese Zeit steht ja auch dann die Einf&uuml;hrung der Booster mit Composite H&uuml;lle an. Diese sollen bei 275 t Startmasse (5 t mehr als bisher) nur noch 27 t leer wiegen 8(2 t weniger als bisher). Dies sollte etwa 1 t Nutzlast in GTO bringen. Die Ariane 5 w&auml;re dann bei etwa 12.5 t GTO. Wenn man es schlau macht, dann verl&auml;ngert man die Brennzeit. 145 Sekunden Brennzeit gibt es schon bei Feststoffantrieben. Die Beschleunigung w&uuml;rde nur leicht beim Start sinken. Die zus&auml;tzlichen 20 Sekunden Brennzeit haben jedoch einen Effekt: Das Vulcain 2 verbrennt in dieser Zeit 6.4 t Treibstoff. um diese 6.4 t darf die ESC-B schwerer sein. Eine Simulation ergibt, dass eine so verl&auml;ngerte ESC-B dann etwa 900 kg mehr transportieren kann. man kommt so auf 13.4 t Nutzlast. Das Vinci m&uuml;sste etwas schubst&auml;rker sein. Doch das wird sowieso erwogen (200 kN Schub anstatt 180) und k&ouml;nnte schon jetzt w&auml;hrend der Entwicklung erfolgen. Man k&auml;me so auf eine 13.4 t Nutzlast und zwar ohne eine relativ teure Einf&uuml;hrung des Vulcain 3 (das w&uuml;rde dann nochmals etwa 1 t mehr bringen, doch dieser Schritt ist wahrscheinlich wegen der Gr&ouml;&szlig;e des Triebwerks erheblich teurer).<\/p>\n<p>In der Summe h&auml;tte man dann wenigstens 2016 eine Ariane 5 mit 13.4anstatt 11.5 t Nutzlast. Wichtig f&uuml;r Deutschland denke ich w&auml;re es hier einmal vorzupreschen und die Verantwortung zu &uuml;bernehmen. Denn die Produktion der Ariane sichert ja auch hochqualifizierte Arbeitspl&auml;tze, die durch die Steuereinnahmen wieder einen R&uuml;ckfluss der Investitionen sorgen. (Bei der Ariane 1-4 war das Verh&auml;ltnis 4:!, das wird bei der Ariane 5 geringer sein, aber man wird in jedem Fall die investierten Gelder zur&uuml;ck bekommen). Vor allem bringt es aber auch etwas f&uuml;r die F&auml;higkeit von deutschen Unternehmen. Die Composite Strukturen werden derzeit von Frankreich und Italien entwickelt. Deutschland hat zwar die Herstellung der Stahlgeh&auml;use perfektioniert, doch diese Technologie ist veraltet. Das Vinci w&uuml;rde Erfahrungen im Bereich des Expander Cycle Kreislaufs bringen. (Deutschland baut hier schon die Brennkammer, doch die wesentlichen Unterschiede gibt es in der Treibstofff&ouml;rderung und neu ist auch die keramische D&uuml;se) Das ist auch f&uuml;r Europa gut, denn so gibt es f&uuml;r zuk&uuml;nftige Erweiterungen oder eine neue Rakete mehr als ein Unternehmen in Europa das die Schl&uuml;sseltechnologien beherrscht.<\/p>\n<p>Geld w&auml;re ja da, denn auch der ATV Ausbau wurde nicht so beschlossen wie von der DLR und Industrie gew&uuml;nscht: Es gibt hier erst mal eine Vorstudie &uuml;ber den Bau selbst wird dann 2011 entschieden. Die Vorstudie macht nur 20 Millionen Euro aus. Eine Entwicklung w&auml;re nach EADS Angaben etwa&nbsp; 800-1000 Millionen kosten (Mehr dar&uuml;ber in dem Buch rechts). Auch bei Exomars konnte man sich nicht so richtig entscheiden: Man hat die Mission auf 950 Millionen gek&uuml;rzt und hofft, der Rest kommt von Internationalen Partnern (USA, Russland). Nun ja glauben kann man vieles. So gesehen steht die Entwicklung der ESC-B mit gesicherten Mitteln von 115 Millionen recht gut da. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ich habe im vergangenen Aufsatz &uuml;ber einen alternativen Ansatz philosophiert. Wie Michael Van schon angef&uuml;hrt 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 bef&ouml;rdert, wie eine CNES Studie von 1991 schon zeigte. 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