größeren Booster<\/a> kommt er bei 49 t Treibstoffmasse auf eine Leermasse von 3755 kg, allerdings mit Turbopumpenförderung und ohne Resttreibstoff. Die sind bei hybriden Antrieben aber immer gegeben. mit 5% Resttreibstoff kommt man so skaliert auf 2700 kg Treibstoffmasse zu einem Leergewicht von 335 kg ohne verlängerte Düse und 435 kg mit.<\/p>\n![\"\"](\"\/img\/lox-paraffin.png\")
<\/p>\n
Damit stehen die wesentlichen Eckdaten fest. Zuerst einmal habe ich die Stufe auf der Vega (Expansionsverhältnis von 36 eingesetzt). Das hebt die Nutzlast um 380 kg an.<\/p>\n
Bei der Ariane 5 gibt es mehrere Möglichkeiten. So könnte man die Stufe in einen GTO transportieren und ein normales Ariane 5 Profil fliegen. Sie würde dann aus dem GTO dann die Nutzlast weiter befördern. Mit 100 kg Mehrmasse für eine größere Düse könnte man aus dem GTO 670 kg zum Jupiter transportieren (3670 kg Startmasse, kompatibel zu einem Doppelstart). Für Marsmissionen wäre die Nutzlast zu hoch. hier könnte man über 5,2 t transportieren, was aber nur noch 2 t für Sylda und zweite Nutzlast übrig lässt.<\/p>\n
Für erdnahe Missionen wäre es daher besser die Stufe früher zu zünden. Beim Einsatz der ESC-A wäre die beste Lösung sie nach Ausbrennen der EPC abzutrennen und dann erst die ESC-A zu zünden. Für die Abtrennung der Sylda hat man zu wenig Zeit bei diesem Regime, man transportiert sie als totes Gewicht mit den GTO-Orbit. Bei einer Abtrennung bei 7,4 km\/s läge die Marsnutzlast (11,6 km\/s Zielgeschwindigkeit) bei 660 kg. Da die ESC-A weniger Gewicht in den GTO transportieren muss, wäre ihre Nutzlast größer, allerdings würde eine höhere Nutzlast wieder die Abtrennungsgeschwindigkeit erniedrigen. In der Summe müsste die Gesamtnutzlast aber ansteigen. Es müssten noch mindestens 8,7 t in den GTO transportiert werden können.<\/p>\n
Wie die kleinen Nutzlasten für Mars und Jupiter zeigen, ist die Stufe zu klein. Ich hatte als Hintergedanken, dass bei einem GTO-Start Nutzlast und Stufe + Sylda maximal 5 t wiegen dürfen, was wie die obige Rechnung zeigt, aber eh nicht hinhaut.<\/p>\n
Da die Stufe ja einige Zeit zur Entwicklung braucht kann man gleich die ESC-B als Basis nehmen. Hier kann man die ESC-B kurz zünden um einen Erdorbit zu erreichen, die Stufe mit Nutzlast abtrennen, dann die Sylda abtrennen und dann erneut die ESC-B zünden um noch eine zweite Nutzlast in den GTO zu bringen. Bei 12 t normaler GTO Nutzlast sollen 7 t für die zweite Nutzlast verbleiben. Eine kleine Rechnung zeigt, dass dann zusätzlich 9500 kg in einen erdnahen Orbit transportiert werden können. Wenn man den Mars als Referenz nimmt könnten dorthin noch 2320 kg transportiert werden. Das wäre dann allerdings eine 7,3 t schwere Stufe. Sie wäre zu schwer als zusätzliche Stufe für die Vega. Sie könnte dann AVUM und Zefiro 9 bei der Vega ersetzen. Die Nutzlast wäre fast gleich hoch, eventuell resultiert eine Kostenersparnis.\u00a0 Gleichzeitig hätte sie eine lange Brennzeit, sonst müsste man den Düsenhals erweitern und würde wieder an Leistung verlieren. Die Stufe hätte dann eine Brennzeit von 378 s was relativ lange ist.<\/p>\n
Prinzipiell wäre die Stufe durch Anpassung des Treibsatzes und der Oxydatormenge an unterschiedliche Nutzlasten anpassbar. Die Leermasse würde sich aber nicht ändern und die Füllung ist bei Hybridtreibwerken sensitiv für Geometrieänderungen. Sinnvollerweise wird man daher eher die Brennkammer verkürzen und den Oxydatortank ebenfalls.\u00a0 GTO-Einsätze kommen mit dieser in der Ariane 5 Version 7,3 t schweren Stufe (Leermasse 905 kg, bei der Vega 7200 \/ 805 kg) nicht in Frage. In einem Einzelstart befördert sie aber über 2200 kg zum Jupiter. Das reicht leider nicht für JUICE, die 3140 kg bei der Ankunft bei Jupiter wiegen soll, aber 3140 kg zu Jupiter könnte keine Rakete die derzeit verfügbar oder geplant ist transportieren. Das geht nur Gravity Assist.![\"\"\/](\"http:\/\/vg05.met.vgwort.de\/na\/68e6b4138ae749e8859fb9471eca1862\")
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Ich hatte vor ein paar Tagen eine Idee wie man anstatt der ESC-B vielleicht eine andere Lösung für die Ariane 5 implantieren könnte, die günstiger ist. Ich dachte an eine hybride Oberstufe, mit Fluor oder FLOX als Oxydator. Der spezifische Impuls wäre unter dem des Vinci, aber das könnte man durch geringes Leergewicht kompensieren. Wie […]<\/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":[548,3517,87],"class_list":["post-9394","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","tag-ariane-5","tag-hybride-antriebe","tag-vega","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":548,"today_views":0},"jetpack-related-posts":[{"id":18759,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/07\/12\/shuttle-service-mit-ionentriebwerken-ein-rechenbeispiel\/","url_meta":{"origin":9394,"position":0},"title":"Shuttle-Service mit Ionentriebwerken \u2013 ein Rechenbeispiel","author":"Bernd Leitenberger","date":"12. 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