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Die neuen Giganten unter den Trägerraketen

Einleitung

In den nächsten Jahren werden Trägerraketen mit bislang nicht gekannter Nutzlastkapazität für den geostationären Orbit auf dem Markt erscheinen. Dieser Artikel behandelt diese neuen Riesen - Die Atlas V mit 8200 kg GTO Nutzlast (GTO: Geosynchroner Transferorbit, zu Bahnen von Satelliten lesen Sie meinen Artikel), die Delta IV mit 10400 kg GTO Nutzlast und die Ariane 5V mit mehr als 12000 kg Nutzlast. Hinzu kommt noch die japanische H-2A, mit etwas schlechteren Chancen sich zu etablieren. Alle Nutzlastangaben beziehen sich auf den GTO Orbit, da es vor allem um den Transport von Kommunikationssatelliten in diesen Orbit geht.

Der Anstieg der Satellitenmassen

Die Entwicklung der Raketen zu dieser Größe kommt natürlich nicht von ungefähr, es sind die immer schwereren Satelliten die nach einem solchen Träger rufen. Die Entwicklung begann eigentlich erst mit dem Einstieg der Ariane in das Trägergeschäft. Bis zu diesem Zeitpunkt war der Standardträger für Kommunikationssatelliten die Delta, die langsam in ihrer Kapazität anstieg - in den 10 Jahren zwischen 1972 und 1982 von 705 kg auf 1220 kg. Sehr schwere Kommunikationssatelliten - vorwiegend für weltweite Kommunikation wie INTELSAT starteten auf der Atlas Centaur mit 1860 kg Nutzlastmasse. Dies waren jedoch nur wenige, denn ein Start mit der Atlas Centaur kostete etwa doppelt so viel wie ein Delta Start.

Ariane 1Ariane betrat das Parkett 1982 mit den ersten kommerziellen Flügen. Der Ariane 1 folgten bald die Versionen 2+3 welche die Nutzlast von 1860 kg auf 2720 kg steigerten. Einige europäische Satelliten nutzten dies auch aus, doch das Groß der Satelliten blieb in der Delta Klasse von 1200 kg oder weniger, damit hielt man sich die Möglichkeit offen zwei Träger zu nutzen, schlussendlich war Ariane noch ein junger Träger mit geringer Zuverlässigkeit.

1988 wurde die Ariane 4 vorgestellt, welche die Nutzlast auf max. 4.2 t erhöhte, ein Wert der noch leicht auf 4.9 t gesteigert wurde. Damit war es möglich zwei Satelliten der Atlas Klasse zu transportieren. Nun begann aber auch ein Trend der bis heute anhält, die Satelliten wurden schwerer. Zum einen durch stärkere Sendeleistungen (kleinere Empfangsantennen nötig), zum anderen durch mehr Kanäle und als drittes durch mehr Treibstoff für eine größere Lebensdauer. Das man, wenn man Satelliten von mehr als 2.2 t Gewicht baute, nur Ariane als Träger nutzen konnte, machte den Kunden bald nichts aus, denn Ariane wurde zum zuverlässigsten Träger in der westlichen Welt. Sehr bald bemerkte dies die US Konkurrenz, denn immer mehr Satelliten waren zu schwer um beim Auftrag mit zu bieten. Bei der Atlas steigerte man von 1991 bis 1993 die Nutzlast durch 3 neue Versionen von 2250 auf 3630 kg. Die Delta 2 - mit nur 1818 kg Nutzlast - wurde lange Zeit so gelassen wie sie war. McDonnell-Douglas und später Boeing hatten auch so genug zu tun, weil die Delta Standardträger für die GPS Satelliten und Forschungssatelliten der NASA war. Erst als das GPS Netz langsam fertig wurde, wurden die Nutzlasten knapp. Ab 1998 sollte die neue Delta 3 - mit der Centaur Oberstufe und verbesserten Boostern auf 3800 kg Nutzlast gepuscht die Delta 2 ablösen. Doch bisher schlugen zwei von drei Starts dieser Rakete fehl.

Arianespace wusste durch Marktanalysen, das es ab Mitte der neunziger Jahre schwer werden würde für einen schweren Satelliten einen zweiten leichten zu finden, die man dann gemeinsam starten könnte. Nur so konnte man den Preisvorteil eines Doppelstarts aber halten, denn die US Konkurrenz nicht bot. Da auch die ESA einen neuen Träger für den Raumgleiter Hermes benötigte, entwickelte man Ariane 5. Die Kapazität für Doppelstarts stieg dadurch von 4.4 t auf 6 t an. Doch Ariane 5 verzögerte sich, zuerst durch Schwierigkeiten bei der Entwicklung, dann durch den Fehlstart beim Jungfernflug. So war bald abzusehen, das auch Ariane 5 nicht mehr den Anforderungen genügen wird, schon jetzt hat Arianespace in ihren Auftragsbüchern Satelliten von 4-5 t Gewicht, zu denen sich kein leichtes Gegenstück findet. Der größte Satellit für den GTO Orbit hat derzeit 6.5 t Masse. Kein US Träger könnte ihn bei der Überarbeitung dieses Artikels (August 2002) starten.

Zusammen mit der ESA hat man daher ein Programm aufgelegt, welches bis 2006 die Nutzlastkapazität auf 12 t verdoppeln soll. Ende November 2002 startet eine Ariane 5 der zweiten Generation mit 10 t Maximalnutzlast für den GTO Orbit - wieder einmal ein neuer Rekord. Etwa zeitgleich gab die US Regierung eine Ausschreibung für eine neue Raketengeneration heraus, genannt EELV (Evolved, Expandable Launch Vehicle = weiterentwickelte nicht wieder verwendbare Trägerrakete). Ziel ist eine Steigerung der Nutzlast und die Verfügbarkeit verschiedener Versionen einer Rakete mit verschiedenen Nutzlasten. Daraufhin wurde begonnen die Delta und Atlas zu modifizieren, die Titan blieb so wie ist, wahrscheinlich rechnete man nicht damit die teure Rakete so preiswert zu machen, das sie mit den neuen Konzepten konkurrieren könnte. Die US Regierung finanziert seit der Privatisierung des Marktes 1987 keine Weiterentwicklung der Raketen mehr - Offiziell. Inoffiziell verläuft das ganze anders: Man bucht Starts für ganze Satellitenflotten und beiliegt sich bei der Weiterentwicklung mit je 500 Millionen USD ("um den Träger der Anforderungen der Air Force anzupassen"). Mit diesen Garantieaufträgen in der Hinterhand, kann der Hersteller die Kosten für die Entwicklung bezahlen. So fliegen z.B. US Aufklärungssatelliten auf der Titan, obgleich diese das doppelte einer Ariane kostet.

Ariane 5

Ariane 5 Start Der erste der neuen Riesen ist gleichzeitig auch der mächtigste mit den besten Chancen. Ariane 4+5 sind fest etabliert im Markt, die Nutzlast ist schon jetzt hoch und die Rakete hat ein großes Zukunftspotential. Ab 2002 steht eine Zwischenversion der Ariane 5 zur Verfügung. Die originale Ariane 5 hat eine Nutzlast von 5.97 t für Doppelstarts und 6.82 t für Einfachstarts. Verbesserungen an der Rakete steigern dies auf 7.37 t Doppelstartkapazität, verfügbar ab Ende 2001.

Eine Oberstufe, abgeleitet von der bisherigen Ariane 4 Drittstufe wird die Nutzlast für Doppelstarts ab 2002 auf 9.5 t erhöhen. 2006 steht dann eine neu entwickelte Oberstufe mit Wasserstoff-Sauerstoff Triebwerk zur Verfügung, das Triebwerk wird 150 kN Schub haben (Ariane 4 Drittstufe 64 kN) und so mehr Treibstoff mitführen können, wodurch die Nutzlast weiter auf 12 t ansteigt. Für Einzelstarts erreicht die Rakete sogar 13 t, wobei ein Satellit von Ariane in einen günstigeren Orbit transportiert wird als bei US Trägern, wodurch die Nutzlast im endgültigen geostationären Orbit zirka 15 % höher ist.

Damit ist die Ariane 5 die leistungsstärkste aller vorgestellten Trägerraketen. Dabei hat die Rakete noch Potential. Wie man an den Konzepten von Delta, Atlas und H-2 sieht erreicht man dort so hohe Nutzlasten nur durch massive Booster mit flüssigen Treibstoffen. Demgegenüber hat die Ariane noch Potential für stärkere Oberstufen, mehr Triebwerke in der Erststufe und dadurch mehr Treibstoff und auch 4 Zusatzbooster. Diese Maßnahmen wären technisch lösbar (siehe Übernahme der RD-180 Triebwerke bei der Atlas III) und könnten die Nutzlast noch weiter steigern auf 20 t oder mehr. Schon die Ariane 5 hat aber einen Rekord erreicht - sie ist nach der Saturn 5 die zweitgrößte je erfolgreich geflogene Trägerrakete.

Ariane bietet im Gegensatz zu den anderen vorgestellten Raketen nur ein Modell an. (Die Varianten mit kleineren Oberstufen dürften bald unwirtschaftlich werden oder für LEO Missionen zum Einsatz kommen). Die Anpassung an den Kunden liegt in der Flexibilität des Teams, der verschiedenen verfügbaren Kombinationen von Nutzlastverkleidungen, Doppelstartvorrichtungen und der Möglichkeit Sekundärnutzlasten bis 800 kg Gewicht mitzuführen. Für Nutzlasten stellt Ariane 5 mit einer Verkleidung von 5.4 m Durchmesser und max. 24 m Höhe und 300 m³ Volumen. Dadurch will man die Kapazität maximal ausnutzen. Die genauen technischen Details finden Sie auf der Seite über die Ariane 5.

In einer Hinsicht unterscheidet Ariane 5 von allen anderen Raketen hier: Es sind hier nicht sehr viele Versionen verfügbar die sich durch die Anzahl der Booster unterscheiden. Die Ariane 5 setzt auf immer stärkere Oberstufen, wobei nach Indienststellung der neuen Oberstufe die alte ausläuft. Das Konzept das die Konkurrenz nutzt wurde bei der Ariane 4 eingesetzt Bei einem Satelliten macht dies Sinn, doch Arianespace, die Gesellschaft welche die Rakete vermarktet bemüht sich 2 Satelliten auf einmal zu starten und hat so bei Ariane 4 am häufigsten die größte Version eingesetzt. So ist es bei Ariane 5 das Bestreben auch die maximale Nutzlast zu nutzen und dabei immer 2 Nutzlasten zusammen zu starten. Das unterscheidet Ariane 5 von den anderen Trägern die keine Doppelstartmöglichkeit anbieten.

Die Version Ariane 5 ECA mit einer neuen Oberstufe hatte 2002 einen Fehlstart, der jedoch an einem neuen Haupttriebwerk der ersten Stufe und nicht der neuen Oberstufe lag. Dies machte Umstrukturierungen in der Entwicklung nötig. Eine weitere Oberstufenentwicklung ist für einige Jahre eingestellt und wird frühestens 2009 wieder aufgenommen. Seitdem flog Ariane 5 in den alten wie auch in den neuen Versionen seit 2003 erfolgreich und konnte ihren Marktanteil halten.

Atlas V

Atlas 501 Start Bei der Atlas hat man die Nummer IV übersprungen, vielleicht weil die neue Delta diese Nummer bekam. Die Atlas selbst hat schon 2000 eine Zäsur durchmacht: Durch Einbau des Triebwerks RD-180 ist sie die erste amerikanische Rakete, die ein russisches Triebwerk verwendet. Dadurch besteht bei der Atlas auch die Möglichkeit wieder die Zentralstufe zu verlängern. Die derzeitige Atlas III wiegt beim Start 220 t und wird von einem RD-180 Triebwerk angetrieben, welches 385 t Schub leistet. Das Triebwerk liefert also erheblich mehr Schub als nötig wäre. Dies nutzte man bei der Atlas V um die Erststufe von 196.5 t auf 305 t Gewicht zu steigern. Die Oberstufe Centaur gibt es in 2 Varianten die von der Atlas III übernommen werden : Mit zwei oder einem Triebwerk und Massen von 22.6 bzw. 18.6 t.

Neu sind je 46 t schwere Feststoffbooster von 155 cm Durchmesser und 19.5 m Länge und je 46 t Gewicht. Maximal 5 davon können mitgeführt werden. Die Atlas V hat bisher noch nicht die Möglichkeit Doppelstarts durchzuführen, stellt aber zwei Nutzlastverkleidungen von 4.2 m und 5.4 m Durchmesser (Hier hat Ariane 5 den Standard gesetzt....) und 13.1 bzw. 23.7 m Länge.

Die Nomenklatur der verschiedenen Atlas V Typen ist nun ähnlich wie bei der Delta:

Die Palette reicht so vom kleinsten Modell 401 bis zur 552, das sind 4100 bis 8200 kg GTO Nutzlast. Der Erststart am 21.8.2002 war erfolgreich. Erst Anfang 2000 hatte das Vorgängermodell Atlas III ihren Jungfernstart, so das es eine längere Übergangsfrist geben wird. Mit der Einführung der Atlas V erreicht man auch die Nutzlast der Titan IV, die ebenfalls von Lockheed Martin produziert wird, aber ein sehr teurer Träger ist. Die Atlas V wird diese ablösen, wahrscheinlich deswegen hat man ihr auch die Nummer "V" gegeben um die Nachfolge der Titan IV anzudeuten.

Die Hoffnungen bei der Vermarktung der Atlas V gegenüber Ariane und anderen Konkurrenten erfolgreich zu sein erfüllten sich leider nicht. Lockheed Martin vermarktet die Rakete zusammen mit Russland und ihrer Proton im Gemeinschaftsunternehmen ILS. in den letzten Jahren bevorzugten die Kunden dabei die preiswertere Proton. Als Lockheed Martin keine Preiserhöhung der Proton gegenüber ihren russischen Verhandlungspartnern durchsetzen konnte verkaufte man die Anteile an ILS im Dezember 2006 und bietet die Atlas nur für die US Regierung an.

Eine Version mit drei Zentralstufen (zwei als Boostern) konnte nach Angaben von Lockheed Martin entwickelt werden. Sie würde dann rund 25 t in eine Erdumlaufbahn befördern.

Delta IV

delta4h.jpegVon allen hier vorgestellten Trägern macht die Delta die schnellsten und radikalsten Wandlungen durch. Bis zum Erststart der Delta III verwandte diese über Jahrzehnte den RS-27 Antrieb in der ersten Stufe, zusammen mit neun Castor 4 Boostern und die lagerfähige Delta Oberstufe, die der Rakete den Namen gab. Dazu kam eine wechselnde Stufe für GTO Missionen, zum Schluss die PAM-D2. Mit der Delta 3 kam als wichtigste Neuerung der Austausch der Delta Oberstufe gegen die erheblich leistungsfähigere Centaur Oberstufe. Dazu kamen 9 bessere GEM Booster, die 19 anstatt 13 t wogen. Die PAM-D2 Stufe entfiel. Damit verdoppelte sich die Nutzlast von 1.8 auf 3.8 t und die Delta, bislang kleinste alte US Rakete hatte eine höhere Startkapazität als die Atlas IIAS.

Die Delta IV verzichtet nun auch auf die Thor Erststufe. Sie ersetzt eine neue Stufe mit einem neuen Triebwerk RS-68 mit 3300 kN Schub. Dieses, abgeleitet vom Shuttle Haupttriebwerk, verbrennt flüssigen Wasserstoff und erhöht so die Nutzlast. Die erste Stufe wiegt 235 t. Zusätzlich können Feststoffbooster die von der Delta 3 übernommen wurden, angeflanscht werden. Die Centaur Oberstufe gibt es in zwei Versionen mit 4 m oder 5 m Durchmesser und 20 bzw. 27 t Treibstoff.

Um aber maximale Nutzlast zu erreichen besteht die Möglichkeit, das man die Erststufe noch als Booster kombiniert, wodurch eine sehr hohe Nutzlast erreicht wird:

*: Das Mehrgewicht der Verkleidung, wiegt mehr als der Zugewinn durch die dritte Stufe.

Das Konzept der Delta IV ist am fortschrittlichsten, als Booster werden nur flüssige Triebwerke bei der größten Version eingesetzt, ob es sich bewährt muss die Zukunft erst noch zeigen, denn schon bei der Delta 3 machten die neuen Komponenten (GEM Booster beim ersten und Centaur beim zweiten Start) Probleme, so das zu zwei Fehlstarts kam. Der Jungfernflug steht für 2002/2003 an. Wie Ariane bietet auch die Delta bei der 5 m Version die Möglichkeit von Doppelstarts an. Die Doppelstartvorrichtung muss zusätzlich transportiert werden, so das die Nutzlast beim kleinsten 5 m Modell etwas geringer als beim größten 4 m Modell ist.

Der Erststart am 20.11.2002 klappte und die Delta 4 hat mit 22 Aufträgen seitens der US Regierung schon ein dickes Auftragspolster. Man will die Large Version auch einsetzen um schwere Bauteile zur Raumstation ISS zu befördern. Pläne diese Version für den geostationären Transport einzusetzen gibt es derzeit nicht.

Vorwürfe der Industriespionage beim Konkurrenten Lockheed Martin führten zum Entzug von Startaufträgen seitens der Regierung als "Strafe". Weiterhin gelang es die Rakete nicht erfolgreich im Markt zu platzieren, so dass Boeing 2004 die Delta IV vom freien Markt zurückzog und wie später Lockheed Martin die Rakete nur für US Behörden verfügbar ist.

H-2A

Eine Sonderrolle im internationalen Trägergeschäft nimmt die H-2 ein. Seit ihrem Erststart 1994 konnte die japanische Rakete keinen kommerziellen Start verbuchen, die Rakete ist zu teuer und die letzten beiden der 7 Starts schlugen fehl. Nun will man die H-2 durch die H-2A ersetzen, die erheblich preiswerter werden soll. Zum einen durch vereinfachtes Design und teilweise ausländische Technologie, zum anderen durch erhöhte Startraten.

Die H-2A verwendet wie ihre Vorgängerin zwei Feststoffbooster (SRB-A) als Starthilfe (je 76 t), sowohl in erster wie auch zweiter Stufe wird flüssiger Wasserstoff verbrannt, bei Stufenmassen von 114 und 20 t. Neu sind kleinere Feststoffbooster (SRB-B) aus den USA von denen 2 oder 4 mitgeführt werden und bei den größten Versionen wird wie bei der Delta IV die Hauptstufe als Booster angeflanscht. (LRB)

Damit gibt es folgende Versionen:

Auch diese Rakete würde damit die Kapazität einer Ariane 5 erreichen. Obgleich die Entwicklung am weitesten ist und die kleinen Versionen schon zweimal flogen, scheint die Zukunft der H-2A eher schlecht zu sein. Es gibt Verzögerungen durch die beiden Fehlstarts des Vorgängermodells und ein Kontrakt mit Hughes über den Transport von 10 Satelliten ist geplatzt. So muss die Rakete erst einmal beweisen, das sie konkurrenzfähig ist. Wenn Sie die angegebenen Preise halten kann und die bisherige Startbeschränkung auf 4 Monate pro Jahr wegfallen, so kann sich sicher mit kommerziellen Starts rechnen. Die Beschränkung der Startfenster beruht auf ein Abkommen mit der in Japan mächtigen Fischereiindustrie. Die Stufen dürfen nach dem Ausbrennen nicht in kilometerlange Treibnetze gelangen, so das Starts nur während 4 Monate in denen nicht gefischt wird (Januar und Februar, Mitte Juli-September) erfolgen können. Es gab einen Fehlstart als sich ein Booster nicht rechtzeitig von der Rakete löste. Die H2A wird seit 2006 nicht mehr von Japans Regierung vermarktet sondern von der Industrie selbst. Eine höhere Startrate soll die Rakete konkurrenzfähig machen. Als Folge fiel auch das Startverbot außerhalb der Fischsaison.

Die H-IIB ist ein noch größeres Modell. Von der H-IIA unterscheidet sie sich in der ersten Stufe. Ihr Durchmesser wurde von 4,00 auf 5,20 m erweitert, um 1 m verlängert und sie erhielt ein zweites Triebwerk. Weiterhin werden immer vier SRB-A Booster eingestellt. Sie wurde aus einem der H-IIA Konzepte entwickelt. Die Entwicklung soll sehr preiswert gewesen sein (150 Millionen Dollar). Allerdings kostet ein Start auch 182 Millionen Dollar. bisher hat die H-IIB, die eine Nutzlast von 8.000 kg für den GTO hat nur den ISS Versorger HTV gestartet.

Angara und Langer Marsch 5

Sowohl Russland wie auch China planen seit mehr als einem Jahrzehnt ihre Träger weitgehend durch neue Modelle zu ersetzen. Bei Russland ist es die Angara. Sie setzte als erste Stufe ein URM genanntes Modul ein. Dieses hat ein RD-191 Triebwerk, das aus dem RD-170 entwickelt wurde. Es hat nur eine Düse und eine Brennkammer anstatt deren vier. (Das RD-180 der Atlas die die Version mit zwei Brennkammern und Düsen). Modelle mit einem URM, drei fünf und sieben sind geplant. Als Oberstufen sind die schon im Einsatz befindlichen der Rockot (Breeze KM), Sojus (Block I) und Proton (Breeze M) vorgesehen. Eine kryogene Oberstufe mit dem Triebwerk das Russland für die GSLV an Indien lieferte soll später kommen. Basierend auf diesem Triebwerk sind zwei Stufen, die KVRM und die KTBK-7 geplant. Die KTVK-7 ist die größere Version mit zwei Triebwerken, die KVRM die kleinere.

Das URM wird in leicht modifizierter Form auch als erste Stufe von Südkoreas Trägerrakete Naro eingesetzt, die seit 2009 dreimal getestet wurde.

Folgende Nutzlasten werden für die Angara genannt:

Version Angara 1.1 Angara 1.2 Angara 3 Angara 5 Angara 7
URM (erste Stufe) 1 1 3 5 6
Oberstufe Breeze KM Block I Block I Block I 1 URM
zweite Oberstufe     Breeze M Breeze M / KVRM KTVTK-7
Nutzlast LEO 2 t 3,7 t 14,6 t 24,5 t 40,6 t
Nutzlast GTO - - 2,4 t 5,4 t (Breeze M), 6,6 t (KVRM) 12,5 t

An der Angara wird mindestens seit 2000 entwickelt. Seit Jahren verzögert sich der Erstflug 2009 wurde er noch für 2011 angegeben. 2011 wurde wenigstens die Entwicklung des RS-191 abgeschlossen. 2013 sollte der Jungfernflug erfolgen, er fand aber nicht statt. Vor 2015 wird keine Version mit drei URM eingesetzt werden. ILS wird die Proton sogar noch bis 2020 einsetzen.

Die Angara sollte zum einen den Transport verbilligen. Sie sollte auch die Rockot, Zenit und Proton ersetzen. Ob dem so ist wird sich zeigen. Die Rockot hat vor allem europäische Kunden, doch die ESA hat mittlerweile mit der Vega eine eigene Trägerrakete. Die Zenit auszumustern ist sicher wichtig für Russland, da dies ein ukrainischer träger ist (muss mit Devisen bezahlt werden). Doch fanden in den letzten Jahren kaum noch Starts statt und bei der Proton dominieren kommerzielle Starts von ILS. Diese Firma will an der Proton aber noch bis Ende des Jahrzehnts festhalten. Die Sojus hat als Hauptnutzlast die Transporte zur ISS. Deshalb wird sie bleiben, auch weil die ESA sie mittlerweile vom CSG aus startet.

Ebenso arbeitet China seit längerem an der Langen Marsch 5. Chinas Trägerraketen der Familien Langer Marsch 2,3 und 4 weisen zwar sehr viele Varianten auf, bestehen aber aus nur Abwandlungen einer ICBM mit zwei Oberstufen und den zweiten Stufen als Booster.

Die Lange Marsch 5 soll ebenfalls die meisten der größeren Versionen ablösen.  Es ist ein Modulares Konzept. Die Zentralstufe mit 5 m Durchmesser setzt zwei Triebwerke mit LOX/LH2 ein, die jeweils 500 kN Schub haben. Sie kann alleine nicht abheben. Sie wird daher von zwei unterschiedlich großen Boostern unterstützt. Einen mit 2,25 m Durchmesser und einem Triebwerk und einem größeren mit 3,35 m Durchmesser und zwei Triebwerken. das Triebwerk YF-77 verbrennt LOX mit Kerosin und hat jeweils 1200 kN Schub. Je nach Anzahl der Booster kann die Nutzlast variieren. Das Konzept ähnelt so der Ariane 4.

Für GTO-Transporte kommt eine Oberstufe zum Einsatz welche das Triebwerk YF-75d, das schon in der Langen Marsch 3, dem derzeitigen Standardträger für GTO Nutzlasten eingesetzt wird einsetzt. China hat auch ein neues Startzentrum aufgebaut, es liegt auf der Insel Hainan und die Aufstiegsbahn führt nun nicht mehr über bemanntes Gebiet und liegt auch nicht wie die bisher dafür genutzte Startbasis Xichang in einem stark besiedeltem Gebiet. Beides ist von Vorteil für die internationale Vermarktung. Die Nutzlast ist höher und die Akzeptanz ebenso.

an der langen Marsch wird seit 2001 entwickelt. Der Jungfernfug ist von 2011 stückweise auf 2014 gerutscht, doch China scheint keine Finanzprobleme bei der Entwicklung wie Russland zu haben. Mit der Lockerung der Exportgenehmigungen für sensible Technologie zur Olympiade 2008 fanden mehr Starts mit der langen Marsch statt, vor allem jedoch für Drittländer. Satelliten die in den USA gebaut wurden konnte die CGWIC (China Great Wall Industrie Corporation) nicht ergattern, jedoch einige von Astrium gebaute Satelliten und China fertigt nun selbst im Auftrag Kommunikationssatelliten.

Typ Nutzlast LEO Nutzlast GTO Zentralstufe Booster Oberstufe
Typ A 10.000 kg   5.0 m 4 x 2.25 m Nein
Typ B 18.000 kg   5.0 m 2 x 2.25 m + 2 x 3.35 m Nein
Typ C 25.000 kg   5.0 m 4 x 3.35 m Nein
Typ D   6.000 kg 5.0 m 4 x 2.25 m Ja
Typ E   10.000 kg 5.0 m 2 x 2.25 m + 2 x 3.35 m Ja
Typ F   14.000 kg 5.0 m 4 x 3.35 m Ja

Ein Vergleich

Die folgende Tabelle enthält die wesentlichen Daten der Trägerrakete. Zu den Kosten für den Träger kommen üblicherweise noch Kosten für den Start sowie Versicherungsprämien für die Nutzlast, diese sind wiederum von der Zuverlässigkeit des Trägers abhängig. Diese Preise sind also nur als grobe Richtwerte anzusehen, so sind die Startkosten bei Ariane 5 mit einbezogen, während die US Träger diese nicht enthalten. Weiterhin zahlt man bei US Trägern pro Start, bei Arianespace aber pro Satellit (wenn die Rakete zwei transportiert so wird es billiger).

Rakete Erststart Nutzlast GTO min Nutzlast GTO max. Varianten Kosten
Ariane 5 1996 6820 9600 3 160 Millionen Euro
Atlas V 2002 4100 8200 7 180-225 Millionen USD
Delta 4 2002 5061 12700 5 170-354 Millionen USD
H-2A 2001 4000 6000 3 100-140 Millionen USD
H-IIB 2009 8000 8000 1 182 Millionen USD
Angara   2400-12700 12700 4 54-127 Millionen Dollar
Langer Marsch   6000 14000 3  

Auch in technischer Hinsicht gibt es Gemeinsamkeiten. Alle 4 Raketen haben als Oberstufe einen Antrieb mit Wasserstoff als Treibstoff. Alle sind zweistufig ausgelegt mit Zusatzboostern. Bis auf die Atlas ist auch das Erststufentriebwerk bei allen Raketen mit Wasserstoff als Treibstoff ausgelegt. Bei den Boostern gibt es allerdings große Unterschiede sowohl in Anzahl wie Technologie. Von 2 großen Boostern bei Ariane bis zu einem Mix von flüssigen und festen Boostern bei der H-2A.

Fazit

Die nächsten Jahre werden spannend. Wer wird das Rennen machen? Alle Konkurrenten bis auf die H-2A haben Vorteile: Ariane ist eingeführt und bietet die höchste Nutzlast bei moderaten Preisen und technischem Risiko. Die Atlas folgt mit einem auf dem Vorgänger aufbauenden Konzept, aber kann nur Einzelstarts durchführen, hat dafür aber schon Aufträge von der Regierung. Die Delta betritt weitgehend Neuland, bietet aber ein sehr modernes Gefährt mit hoher Nutzlast und einem dicken Auftragspolster seitens der US Regierung.

Bislang hat Arianespace ihre Führung im Satellitengeschäft halten können. Im ersten Halbjahr 2002 gewann die Firma 8 von 11 ausgeschriebenen Starts - Leider werden US Regierungsaufträge nicht frei ausgeschrieben und auch einige US Firmen schreiben nicht frei aus sondern buchen aus Prinzip nur Atlas oder Delta. Bis 2006 wird es trotzdem wenige Starts der US Konkurrenz geben, weil diese Träger erst nun neu eingeführt werden und die Startrate so langsam steigt. Dann stehen aber vor allem Regierungsaufträge im Vordergrund. Bis 2006 bietet Ariane aber wiederum 2 t mehr Nutzlast.

Die US Träger haben einen Vorteil: Die Subvention. Alleine durch US Regierungsaufträge sind 10 Starts/Jahr gesichert, also 5 pro Träger. Ariane 5 startet zwar die schweren ESA Sonden, doch dies ist nur ein Start pro Jahr die restlichen 7 die man braucht um ein ausgelastetes System zu haben, muss man auf dem freien Markt besorgen. Es gibt auch keine Subventionen seitens der ESA wie bei der US Regierung die als im Jahre 2002 die Satellitenstaats durch die weltweite Wirtschaftskrise zurückgingen den Herstellern von Atlas und Delta 1 Mrd. USD gezahlt hat. Hier von einem fairen Wettbewerb zu sprechen ist Unsinn.

Als Nebeneffekt steigen natürlich auch die anderen Nutzlasten. Bis auf die Ariane 5 sind aber die Raketen nicht für große LEO Nutzlasten z.B. für die Raumstation ISS ausgelegt. Für Planetenmissionen brechen aber traumhafte Zeiten an. Denn die neuen Riesen lassen die bisher zu teure Titan in ihrer Nutzlastkapazität weit hinter sich. Pro 3 t GTO Nutzlast kann man mit 2 t zum Mars oder Venus rechnen. Schon jetzt wird eine Ariane 5 die Nutzlast der amerikanischen Marsgesteinsmission von 2005/2007 erheblich steigern, sofern es zu einer gemeinsamen Zusammenarbeit kommt. Ein Angebot seitens der CNES gibt es, es ist aber noch nicht von der NASA angenommen worden.

Nachtrag Dezember 2004

Als ich diesen Artikel im Jahre 2001 schrieb, sah es noch so aus als würde es ein spannendes Rennen werden in dem drei Trägersysteme mit Nutzlasten von 8-12 t GTO um einen Markt schwerer Satelliten konkurrieren würden. Durch den Einbruch im Markt der Nachrichtensatelliten der mit einer Reduktion der weltweit ausgeschriebenen Starts auf die Hälfte einherging hat sich viel getan.

Ariane Atlas und Delta haben jeweils von den Regierungen Unterstützung bekommen. Ariane indirekt indem nach dem Fehlstart im Dezember 2002 die Weiterentwicklung und neue Versuchsstarts finanziert wurden, die beiden US Träger direkt durch eine Finanzspitze von 1 Milliarden USD für ausgefallene Startaufträge. Die H2A hat beim sechsten Flug einen Fehlstart und ist dadurch für 18 Monate an den Boden gefesselt.

Ende 2005 kündigten Lockheed Martin und Boeing an ihre Raketen nicht mehr auf dem freien Markt anzubieten sondern nur noch Regierungsaufträge auszuführen. Beide Firmen hatten in den vergangenen Jahren hier wenig Erfolg. Beide Firmen bieten aber in US-Russischen Gemeinschaftsunternehmen russische Träger (Lockheed Martin die Proton und Boeing die Zenit) an, welche sich in den vergangenen Jahren behaupten konnten.

Nachdem die H2A weiterhin zu teuer ist, gibt es ab 2005 nur noch einen westlichen Träger der schwere geostationäre Satelliten starten kann: Die Ariane 5. Vor 30 Jahren musste man noch auf den kommerziellen Einsatz von Satelliten verzichten, wenn man Satelliten mit einer US Rakete starten wollte. Dies führte zur Entwicklung von Ariane 1. 25 Jahre nach dem Erststart ist nun die Konkurrenz endgültig vom Markt gefegt worden - vorläufiger Höhepunkt einer europäischen Erfolgsstory.

Nachtrag Dezember 2013

Ich habe nicht nur die Angara und Langer Marsch angefügt, sondern es ist auch über die neueste Entwicklung zu berichten. Seit 2004 gab es keinen kommerziellen Start einer Delta 4 mehr, und die Atlas 5 transportierte nur wenige kommerzielle Nutzlasten. im Schnitt alle zwei Jahre eine. Das hat zuerst zu einem Einbruch der Startpreise geführt. Sealaunch und Proton versuchten durch billigere Starts einen größeren Marktanteil zu erreichen. Beide Konkurrenten konnten Arianespace jedoch keine Marktanteile abnehmen, auch weil beide mit Fehlstarts zu kämpfen hatten. Die ESA musste Arianespace mit 240 Millionen Euro pro Jahr über 4 Jahre von 2005 bis 2009 subventionieren. Danach hatte such die Situation soweit entspannt, das die allgemeinen Preise angestiegen waren. Seal Launch war als Konkurrent für einige Jahre nicht existent, weil die Firma nach einigen Fehlstartes sich unter Chapter 11 des US-Insolvenzrechts neu organisieren musste. Seit 2012 startet sie wieder, konnte aber an ihre Marktstellung nicht anknüpfen.

SpaceX mit der Falcon 9 deckt derzeit nur den niedrigen Nutzlastbereich ab, ist aber preiswerter als die etablierten Firmen. Sie wird derzeit von den Betreibern von Satelliten als dritte Kraft aufgebaut, da nach dem Ausfall von Sealaunch nur noch ILS und Arianespace im Markt vorhanden sind. Da ILS einige weitere Fehlstarts der Proton hatte war so die Angst groß es gäbe bald nur noch einen verlässlichen Provider. Mit der Falcon Heavy mit einer GTO-Nutzlast von angeblich 21 t würde aber auch die Konkurrenz bei den größeren Nutzlasten größer werden.

Die ESA hat dagegen die Ariane 6 beschlossen die jedoch nur noch 6,5 t Nutzlast aufweist. Sie soll das Problem lösen, dass Arianespace immer mehr Probleme bekommt zwei Satelliten für einen Start zu kombinieren. Daher denkt man nun an häufigere Einzelstarts.



© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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