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Die Taurus-Trägerrakete

Aufbau der TaurusTaurus

Die Taurus ist die folgerichtige Weiterentwicklung der Pegasus von OSC. Um auch im Nutzlastbereich von 1.000 kg mitzuspielen, wurde zuerst erwogen, die Pegasus mit einem Turbojet bis in Höhen von 30 km und Mach 4 zu beschleunigen. So hätte die Pegasus bei 31 t Startmasse etwa 1 t Nutzlast erreicht. Von dieser Weiterentwicklung ist nun aber nicht mehr die Rede, wahrscheinlich ist mit der Taurus eine preiswertere Lösung gefunden worden.

Die Taurus besteht aus einer Standard-Pegasus ohne die Flügel, die auf einen Castor 120-Booster gesetzt wurde. Daran erinnert auch die Stufennummerierung, der Castor 120 wird einfach als Stufe 0 bezeichnet und nicht als Stufe 1. Der Castor 120 basiert auf der ersten Stufe der MX Peacekeeper-ICBM. Im Vergleich zu dieser ist die Stufe etwas schwerer (53 anstatt 49 t) und verfügt über eine längere Brenndauer bei kleinerem Startschub. Der Castor 120 wird auch in zwei anderen Raketenprogrammen verwendet, bei der Athena und der Astria. Die MX ist die größte Interkontinentalrakete nach Ausmustern der Titan und durch die Abrüstungsverhandlungen (START-2) musste auch sie bis zum Jahre 2003 ausgemustert werden. Daher dürfte es eine ganze Menge Stufen von ihr geben, die man so zweckentfremdet als Erststufe nutzen kann. OSC bietet auch umgerüstete MX Peacekeeper-Raketen als Minotaur IV an. Diese stehen jedoch nur für US-Regierungsaufträge zur Verfügung.

Die erste Stufe verfügt über eine Schubvektorsteuerung durch Einspritzung von Kaltgas. Sie hat eine Länge von 12,8 m (mit Adapter zur zweiten Stufe) bei einem Durchmesser von 2,34 m. Der Treibstoff HTPB (hydroxiterminiertes Polybutadien) brennt innerhalb von 82,5 Sekunden ab und erzeugt einen Schub von 1.615 kN im Vakuum. Die erste Stufe wird von der zweiten heiß getrennt, d.h. diese zündet vor Ausbrennen der ersten Stufe. Lediglich die erste eingesetzte Taurus verwandte einen Peacekeeper MX-Erststufenmotor. Diese Taurus 2110 hat eine etwas höhere Nutzlast, die um etwa 250 kg höher als bei der Taurus 2210 mit dem Castor 120-Antrieb liegt.

Die zweite Stufe Orion 50S stammt von der Pegasus, sie verzichtet nur auf die Flügel und Finnen. Diese sind nicht nötig, weil die Rakete schon von der ersten Stufe auf Geschwindigkeit gebracht wird und dadurch außerhalb der Atmosphäre arbeitet. Ein Stufenadapter verbindet beide Stufen. Er bildet den Übergang von 2,34 auf 1,3 m Durchmesser und besteht aus einer leichtgewichtigen Aluminiumstruktur mit Längsversteifungen.

Die zweite Stufe hat eine Länge von 8,6 m bei 1,3 m Durchmesser. Ihr Orion 50G-Antrieb brennt 72,4 Sekunden und liefert 471 kN Schub. Unverändert übernommen werden die beiden folgenden Stufen Orion 50 S und Orion 38 von der Pegasus. Diese beiden Stufen sind lenkbar durch schwenkbare Düsen. Anstatt der Orion 38 ist es möglich, die aus dem Fleetsatcom bekannte Star 37FM-Stufe einzusetzen. Diese rotiert und stabilisiert so die Nutzlast zusätzlich.

Für Nutzlasten gibt es zwei Verkleidungen von 63 und 91 Zoll (160/230 cm) Durchmesser. Für die Nutzlast stehen 1,40 × 3,93 m (63 Zoll-Verkleidung) bzw. 2,05 × 5,71 m (91 Zoll-Verkleidung) an Raum zur Verfügung. Sie wird nach 173 Sekunden, 3 Sekunden nach Zündung der dritten Stufe, in 163 km Höhe abgeworfen.

Taurus StartDie Taurus wird wie eine normale Rakete vom Boden aus gestartet. Sie benötigt aber nur kurze Startvorbereitungszeiten und keine besondere Startrampe, sie steht einfach auf einer Plattform. Auch der Start wird von einem mobilen Container aus initiiert. Die Rakete selbst hat ein eigenes Navigationssystem und braucht keine Bodenunterstützung.

Die erste und zweite Stufe arbeiten nach einem fest vorgegebenen Programm. Die Trennung von erster und zweiter Stufe erfolgt, wenn die Beschleunigung unter 0,2 g sinkt. Die dritte Stufe zündet erst nach einer Freiflugphase von 12 Sekunden. Sie bringt die dritte Stufe auf eine bestimmte Höhe, bei einem 300 Meilen hohen Orbit zum Beispiel auf 138 Meilen. Die ersten 3 Stufen befördern die dritte Stufe in eine Bahn, deren Apogäum bei der gewünschten Bahnhöhe liegt. Das Perigäum kann dabei bei 0 km liegen. Nach einer Freiflugphase zündet die dritte Stufe nahe des Apogäums und bringt die noch fehlende Geschwindigkeit auf. Alternativ kann auch eine konventionelle Methode genutzt werden, in der die dritte Stufe mit der Nutzlast in einen Parkorbit gebracht wird. Diese ist energetisch ungünstiger, bei bestimmten Orbits jedoch die einzig Möglichkeit.

Für die Benennung der Taurus gibt es ein Schema aus 4 Ziffern:

Die Taurus 2210 kann folgende Nutzlasten befördern:

Durch die vier Stufen nimmt die Nutzlast für höhere Orbits nicht so stark ab, wie bei der Pegasus oder Athena als dreistufige Raketen. Maximal sind 2.000 km hohe Orbits (Nutzlast <300 kg) erreichbar. Die Wahl der Bahnneigung hat dagegen relativ großen Einfluss auf die Nutzlast. Ab 2006 wird die Taurus einen weiteren Konkurrenten bekommen: Die Vega. Diese neue europäische Rakete befördert mehr als die doppelte Nutzlast zum gleichen Startpreis.

 

Datenblatt Taurus 1110 „Arpa Taurus“ / Taurus 2210

Einsatzzeitraum:

Starts:

Zuverlässigkeit:

Abmessungen:

Startgewicht:

Maximale Nutzlast:


Nutzlastverkleidung:

Startpreis:

1994 – 1998 (Arpa Taurus) 1004 – 2001 (Taurus 2210)

2, davon kein Fehlstart (Arpa Taurus) 4, davon ein Fehlstart (Taurus 2210)

100 % erfolgreich (Arpa Taurus) / 75 % (Taurus 2210)

26,00 / 28,00 m Höhe, (Arpa Taurus / Taurus 2210) , 2,34 m Durchmesser

68.930 kg (Arpa Taurus) / 73.000 kg (Taurus 2210)

1.220 kg / 1.400 kg in einen 200-km-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)
810 kg / 1.080 kg in einen SSO-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)
391 kg / 431 kg in einen GTO-Orbit (Arpa Taurus / Taurus 2210)

1,60 m oder 2,30 m Durchmesser, 5,50 m Länge (Arpa Taurus)
1,60 m oder 2,30 m Durchmesser, 3,94 / 5,71 m Länge (Taurus 2210)

20 Millionen Dollar (Arpa Taurus) / 24 Millionen Dollar (Taurus 2210)


MX-Erststufe
(Arpa Taurus)

Castor 120
(Taurus 22210)

Orion 50ST

Orion 50T

Orion 38

Länge:

10,70 m

9,06 / 12,80 m*

7,53 / 8,60 m*

3,11 m

1,34 m

Durchmesser:

2,34 m

2,38 m

1,28 m

1,27 m

0,97 m

Startgewicht:

49.448 kg

53.424 kg

13.242 kg

3.379 kg

875 kg

Trockengewicht:

3.628 kg

4.200 kg

1.088 kg

354 kg

104 kg

Schub (Durchschnitt)

1.607 kN

1.547 kN

471 kN

115 kN

31,8 kN

Schub (maximal):

2.204 kN

1.940 kN

558 kN

134 kN

36 kN

Triebwerke:

1 × TU-903

1 × Castor 120

1 × Orion 50ST

1 × Orion 50T

1 × Orion 38

Spezifischer Impuls
(Meereshöhe)

2245 m/s

2345 m/s

1765 m/s

2353 m/s

2353 m/s

Spezifischer Impuls (Vakuum):

2766 m/s

2764 m/s

2797 m/s

2846 m/s

2817 m/s

Brenndauer:

56,6 s

80,3 s

74,3 s

75,1 s

64,6 s

Treibstoff:

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium/ Ammoniumperchlorat

*: Mit/ohne Stufenadapter

Die Taurus XL / Taurus 3210 - Minotaur C

Taurus 3110Eine Taurus XL - mit den schwereren Stufen der Pegasus XL als Oberstufen - wurde inzwischen in "Taurus 3210" umbenannt. Sie verwendet den Orion 50 XL-Erststufenmotor der Pegasus XL als zweite und den Orion 50S XL als dritte Stufe. Beide Stufen sind etwa 30 Prozent schwerer als die bei der Taurus eingesetzten Versionen. An der ersten und vierten Stufe gibt es keine Änderungen. Die Nutzlast der Taurus 3210 ist so durch relativ geringe Veränderungen leicht angestiegen. Sie wird mit 1.275 bis 1.363 kg angegeben. Die Taurus 3210 wird die Taurus 1+2 ablösen. Dies liegt daran, dass der Hersteller Orbital Sciences Corporation kein Interesse hat, zwei Linien zu betreiben und so die Pegasus XL-Stufen weiter einsetzen kann, nachdem seit 2001 keine Pegasus mehr geflogen ist.

Sie könnte bis zu 1.275 kg in eine Erdumlaufbahn befördern. Mit dem Rückgang des Marktes für kleine Satelliten konnte die Taurus seit 2001 nur einen Start verbuchen. Dieser fand am 20.4.2004 statt. Nach dem die Delta ausgemustert wurde gab es seitens der NASA neue Kontrakte, doch da gerade diese beiden mit Fehlstarts endeten (in beiden Fällen löste sich die Nutzlastverkleidung nicht ab) und diese nicht aufgeklärt werden konnten, hat die NASA nicht mehr vor den Träger zu ordern, auch ist er sehr teuer geworden. Für den Start von OCO wurden 54 Millionen Dollar verlangt, ein Start eines Nachbaus sollte 68,1 Millionen Dollar kostete, da verzichtete die NASA auf die Option und kaufte einige Delta II die Boeing noch als Restbestände hatte und aktivierte wieder die alten Startanlagen der Delta in Vandenberg.

2014 startete Orbital einen Neuanfang der Trägerrakete und benannte sie zugleich um in "Minotaur C". Man will damit offensichtlich an das gute Image der Minotaur Raketen anknüpfen, die zu diesem Zeitpunkt 25 Starts in Folge ohne einen einzigen Fehlstart seit dem Jungfernflug hingelegt haben. Minotaur Raketen setzen aber Stufen aus zwei ehemaligen ICBM's ein, der Minuteman und Peacekeeper. Gemäß US-Gesetzen (US Space Commercial Act) dürfen diese Träger nicht für kommerzielle Starts eingesetzt werden, wozu auch NASA-Satelliten gehören, außer es gibt keine Alternative wie dies bei LADEE der Fall war. Es wird aber diskutiert ob man die in der Performance fast identischen Peacekeeper Erststufen seitens der Air Force zum selben Preis wie eine Castor 120, nämlich 11,2 Millionen Dollar anbieten soll.

Die Minotaur C wird die Stufen der Taurus XL einsetzen, aber Avionik und Verkleidung der Minotaur IV und V. deren Nutzlastverkleidung ist mit 1,60 m Durchmesser erheblich kleiner als die bisherige, die ja so Probleme machte. Erster gebuchter Start sind sechs Skybox Satelliten die gemeinsam in einen 500 km hohen Orbit gelangen. Jeder Satellit wiegt 120 kg. Die Trennung erfolgt dann durch Skybox im Orbit.

Das Nomenklatur System ist nun dasselbe wie bei der größeren Antares:

Erste Ziffer: Stufenkonfiguration 1+2

Zweite Ziffer: Durchmesser der Nutzlastverkleidung

Dritte Ziffer: Dritte Stufe

Vierte Ziffer: optionale dritte Stufe

Typ Bahn Nutzlast Starts
Taurus 3110 400 km Kreisbahn mit 28,5 Grad Neigung 1.054 kg 2
Taurus 3110 400 km Kreisbahn sonnensynchron 1.054 kg  
Taurus 3210 400 km Kreisbahn mit 28,5 Grad Neigung 1.278 kg 1
Taurus 3210 400 km Kreisbahn sonnensynchron 912 kg  
Taurus 3113 C3 -10 km/s (10,54 km/s) 530 kg  
Taurus 3113 C3 (11 km/s) 425 kg  

 

Datenblatt Taurus 3210 / 3113

Einsatzzeitraum:

Starts:

Zuverlässigkeit:

Abmessungen:

Startgewicht:

Max. Nutzlast:


Startkosten:

2004 – 2011

2, davon ein Fehlstart

50 % erfolgreich

32,00 m Höhe (Taurus 3210) / 30,00 m (Taurus 3113), 2,34 m Durchmesser

72.000 kg

1.275 kg in einen LEO-Orbit 28° Inklination (Taurus 3210)
425 kg auf eine Fluchtbahn (Taurus 3113)
605 kg in einen GTO-Orbit (Taurus 3113)
320 kg zum Mars/Venus (Taurus 3113)

54 – 70 Millionen Dollar


Castor 120

Orion 50 SXLG

Orion 50 XL

Orion 38

Star 37FM

(Taurus 3113)

Länge

9,06 / 12,80 m*

8,94 / 10,27 m

3,11 / 3,60 m

1,34 m

1,69 m

Durchmesser:

2,34 m

1,28 m

1,28 m

0,97 m

0,94 m

Startgewicht:

53.020 kg

16.934 kg

4.331 kg

896 kg

1.148 kg

Trockengewicht:

4.211 kg

1.886 kg

417 kg

126 kg

74 kg

Schub Meereshöhe:

1.547 kN

704 kN

31,8 kN

47,2 kN

Schub (maximal):

1.615 kN

721 kN

196 kN

36 kN

54,8 s

Triebwerke:

1 × Castor 120

1 × Orion 50STXL

1 × Orion 50TXL

1 × Orion 38

1 × TE-M-783

Spezifischer Impuls (Meereshöhe):

2345 m/s

1765 m/s

2353 m/s

2353 m/s

Spezifischer Impuls (Vakuum):

2764 m/s

2797 m/s

2838 m/s

2812 m/s

2843 m/s

Brenndauer:

80,3 s

68,4 s

69,4 s

68,5 s

62,7 s

Treibstoff:

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

HTPB / Aluminium / Ammoniumperchlorat

Die folgende Tabelle informiert über alle Starts der Taurus:

Launchlog

Datum Nutzlast Trägerrakete Startplatz Erfolg
13.03.1994 DARPASAT + STEP M0 ARPA Taurus V 576E
10.02.1998 Orbcomm G2 + Celestis-03 + GFO + Orbcomm G1 Taurus 2210 V 576E
03.10.1998 ATEX + STEX ARPA Taurus V 576E
21.12.1999 Celestis-04 + ACRIMSAT + Arirang-1 Taurus 2110 V 576E
12.03.2000 MTI Taurus 1110 V 576E
21.09.2001 SBD + Celestis-05 + OrbView-4 + QuikTOMS Taurus 2110 V 576E
20.05.2004 Formosat-2 Taurus 3210 V 576E
24.02.2009 OCO Taurus 3110 V 576E
04.03.2011 Explorer 1 Prime + Hermes-1 + Glory + KySat Taurus 3110 V 576E
Gesamt Starts Erfolge
Gesamt 9 6

Artikel zuletzt aktualisiert: 16.10.2016



Büchertipps

Von mir gibt es mehrere Bücher zum Thema Trägerraketen. Zum einen zwei Werke über alle Trägerraketen der Welt und zum Zweiten Bücher über die europäische Trägerraketenentwicklung.

Mein bisher umfassendstes Werk ist ein zweibändiges Lexikon über Trägerraketen mit 700 bzw. 600 Seiten Umfang. In ein Buch passten schlichtweg nicht alle Träger in ihren Subversionen so gibt es einen Band nur für US-Träger, einen zweiten für "internationale" Trägerraketen, sprich alle anderen Nationen. Beide Bände haben denselben Aufbau:

Nach einem einleitenden Kapitel über die Arbeitsweise von Raketen kommt ein einführendes Kapitel über die Raumfahrtbestrebungen des Landes und der Weltraumbahnhöfe, bei den USA ist dies natürlich nun eines. Danach kommen die Träger geordnet nach Familien mit gleicher Technologie in der historischen Entwicklung. Zuerst wird die Technologie und Entwicklungsgeschichte beim ersten Exemplar einer Familie beschrieben, dann folgt bei den einzelnen Mitgliedern nur noch die Veränderungen dieses Modells und dessen Einsatz.

Ich habe soweit möglich technische Daten zum schnelleren Nachschlagen in Tabellen ausgelagert, Querschnittsdiagramme, Grafiken über den Einsatz und bei den US-Trägerraketen auch komplette Startlisten komplettieren dann jedes Kapitel. Dazu gibt es von jedem Träger ein Startfoto.

In jedem Buch stecken so über 100 Subtypen, was den Umfang bei dieser ausführlichen Besprechung auf 600 Seiten (internationale Trägerraketen) bzw. 700 Seiten (US-Trägerraketen getrieben hat). Ich denke sie sind mit 34,99 und 39,99 Euro für den gebotenen Inhalt trotzdem sehr günstig.

Speziell mit der Geschichte der Trägerraketenentwicklung in Europa beschäftigt sich das zweibändige Werk Europäische Trägerraketen 1+2. Band 1 (Europäische Trägerraketen 1: Von der Diamant zur Ariane 4) behandelt die nationalen Trägerprogramme (Black Arrow und Diamant), das OTRAG-Projekt, die glücklose Europa-Rakete und die Ariane 1-4. Band 2: die aktuellen Projekte Ariane 5 und Vega. Sowie die Weiterentwicklungen Ariane 6 und Vega C. Beide Bücher sind voll mit technischen Daten, Details zur Entwicklungsgeschichte und zu den Trägern. Diese Bücher sind gedacht für Personen, die wirklich alles über die Träger wissen wollen. Der nur an allgemeinen Infos interessierte, wird mit dem Buch internationale Trägerraketen besser fahren das sich auf die wichtigen Daten beschränkt.

Es gibt von den europäischen Trägerraketen, da die Programme weitestgehend unabhängig voneinander sind, auch die Möglichkeit, sich nur über einen Träger zu informieren so gibt es die gleiche Information auch in vier Einzelbänden:

Auf einen eigenen Band für Ariane 5 und 6 habe ich verzichtet, weil dieser nur wenig billiger als Band 2 der europäischen Trägerraketen wäre, da Ariane 5+6 rund 2/3 des Buches ausmachen.

Meine Bücher sind alle in Schwarz-Weiss. Das hat vor allem Kostengründe. Bei BOD kostet jede Farbseite 10 ct Aufpreis. Es gibt jedoch ein Buch, das für Einsteiger gedacht ist und jeden Trägertyp nur auf zwei Seiten, davon eine Seite mit einem meist farbigen Foto abhandelt: Fotosafari durch den Raketenwald. Es ist weniger für den typischen Leser meiner Webseite gerichtet, die ja auch in die Tiefe geht, als vielmehr für Einsteiger und als Geschenk um andere mit der Raumfahrt zu infizieren.

Sie erhalten alle meine Bücher über den Buchhandel (allerdings nur auf Bestellung), aber auch auf Buchshops wie Amazon, Libri, Buecher.de und ITunes. Sie können die Bücher aber auch direkt bei BOD bestellen.

Mehr über diese Bücher und weitere des Autors zum Themenkreis Raumfahrt, finden sie auf der Website Raumfahrtbucher.de.



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