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Wolfgang Heumer, Hera mit Berta in:

VDI nachrichten, page 17 - 17

VDI nachrichten, Volume 74 (2020), Issue 30-31, ISSN: 0042-1758, ISSN online: 0042-1758, https://doi.org/10.51202/0042-1758-2020-30-31-17

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VDI Verlag, Düsseldorf
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24. Juli 2020 · Nr. 30/31 TECHNIK & WIRTSCHAFT 17 Hera mit Berta von Wolfgang Heumer N och ist die Ariane 6 nicht einmal geflogen, da stehen für den neuen Hoffnungsträger der europäischen Raumfahrt bereits die ersten Änderungen und Ergänzungen an. Um ihre Einsatzmöglichkeiten und damit die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber der amerikanischen Konkurrenz von Space X zu verbessern, will die europäische Raumfahrtagentur ESA der Trägerrakete eine dritte Stufe verpassen. Entwickelt und gebaut wird diese sogenannte Kickstage aller Voraussicht nach von einem deutschen Unternehmen. Darauf deutet hin, dass die Entwicklungskosten über einen erhöhten deutschen Anteil am aktuellen Etat der europäischen Raumfahrtagentur ESA bereitgestellt wurden. Voraussichtlich im Oktober will die ESA über die Vergabe des Entwicklungsauftrages entscheiden. Neben der Deutschland-Tochter der Ariane- Group will sich auch die ebenfalls in Bremen ansässige OHB-Gruppe um das Projekt bewerben. Mit der Kickstage kehrt ein Projekt zurück, dass die Vorläufer der heutigen ArianeGroup bereits in den 1990er-Jahren am Standort in Bremen für die Ariane 5 verfolgten. Damals wie heute geht es darum, Satelliten schneller und gezielter auf ihre Position im All und bei Bedarf auch in eine höhere Erdumlaufbahn zu bringen. Seinerzeit blieb die Idee im Stadium einer Konzeptskizze stecken. „Der Markt hat sich inzwischen gewandelt“, sagt Sven Rakers, der am Bremer Standort die Aktivitäten rund um die Entwicklung und den Bau der Oberstufe für die Ariane 5 und 6 leitet. Immer häufiger werden sogenannte Konstellationen eingesetzt, für die Dutzende Kleinsatelliten an verschiedenen Standorten in niedrigen Erdumlaufbahnen ausgesetzt werden. Zudem kommen vermehrt elektrisch angetriebene Satelliten für den Einsatz auf hohen, geostationären Umlaufbahnen zum Einsatz, die ohne zusätzlichen Kick nach dem Aussetzen im All Monate bis zur endgültigen Position unterwegs sind. „Die Kickstage kann dank ihres mehrfach zündbaren Triebwerkes unterschiedliche Positionen ansteuern und zudem Satelliten auf hohe Positionen Raumfahrt: Die Trägerrakete Ariane 6 bekommt eine dritte Stufe. Diese könnte ein Politikum werden. bringen“, erläutert Rakers. Das erspare den Nutzern der Trägerrakete Zeit und Kosten. Die Entwicklung und der Bau der Kickstage gehören zu den Bestrebungen der ESA, die Wettbewerbsfähigkeit der Ariane 6 insbesondere gegen- über der Falcon 9 von SpaceX zu erhöhen. Die Firma des US-Unternehmers Elon Musk (Tesla) hat den Raketenmarkt durch niedrige Preise und eine große Vielseitigkeit aufgemischt. In den vergangenen Monaten brachte SpaceX mehr als 500 Satelliten des Starlink-Programms ins All, die ab Ende 2020 Nordamerika und ab Ende 2021 die ganze Erde aus dem Weltraum mit Datenverbindungen versorgen sollen. Um in diesem Markt mithalten zu können, muss die Ariane 6 nicht nur ähnliches leisten können wie die Falcon 9, sondern auch ähnlich preisgünstig sein. „In unserem Konzept greifen wir deshalb auf bewährte Elemente zurück, die wir bereits heute produzieren“, betont Rakers. Für die Kickstage will die ArianeGroup Hydrazin als Treibstoff nutzen, das – anders als die Kombination aus Wasserstoff und Sauerstoff für die Haupt- und die Oberstufe – lagerfähig ist und keine aufwendigen Drucktanks erfordert: „Wir können die Tanks nutzen, die wir heute bereits für Satelliten fertigen“, sagt Rakers. Nicht aus dem bisherigen Produktkatalog, sondern komplett neu ist das Triebwerk Berta. Der von der ArianeGroup in Ottobrunn entwickelte Antrieb ist der erste Raketenmotor, der im 3-D-Druck hergestellt wurde. Bereits vor zwei Jahren wurde er erfolgreich auf dem Prüfstand getestet. Berta kann sowohl im Dauerbetrieb für das Erreichen hoher Umlaufbahnen als auch durch mehrfaches Wiederzünden für die Positionierung von Konstellationen genutzt werden. Der eigentliche Vorteil liegt aber im Produktionsverfahren. Weil die Fertigung einer klassischen Brennkammer sehr aufwendig ist, dauert die Herstellung eines Triebwerkes etwa eineinhalb Jahre. Im 3-D-Druck verkürzt sich die Zeit auf wenige Wochen, Berta könnte kurzfristig und nach Bedarf geliefert werden. „Wir rechnen pro Jahr mit ein bis zwei Einsätzen für die dritte Stufe“, schätzt Rakers. Berta soll ihre volle Leistungsfähigkeit gleich beim ersten von der ESA geplanten Einsatz unter Beweis stellen. Die Kickstage wird den Satelliten der Mission Hera auf dem Weg zum Asteroiden Didymos bringen, der auf einer Umlaufbahn in ähnlicher Entfernung wie der Mars die Sonne umkreist. In einem gemeinsamen Projekt mit der Nasa will die ESA dort untersuchen, ob und wie sich ein Asteroid von einem möglichen Kollisionskurs mit der Erde abbringen lässt. „Mit der Kickstage können solche Deep-Space-Missionen künftig mit der Ariane 6 geflogen werden“, freut sich Rakers. Unausgesprochen aber spürbar ist die Verwunderung bei der ArianeGroup, dass die ESA die Entwicklung und Bau der Kickstage im Wettbewerbsverfahren vergeben will. Die Bremer Ingenieure des deutsch-französischen Raketenherstellers betrachten die dritte Stufe als integralen Bestandteil der Ariane 6. „Die Kickstage wird ja nicht einfach auf die Ariane aufgesetzt, man muss zum Beispiel sehr viel über das Flugverhalten der Trägerrakete und ihrer regulären Oberstufe wissen“, betont Karl-Heinz Servos, Vorstandsmitglied der ArianeGroup. Die dritte Stufe wird von der normalen Oberstufe bis zu einer bestimmten Position ins All gebracht, dort abgetrennt und gezündet. Wenn sie ihre Nutzlast auf den Weg zum Ziel gebracht hat, dreht sie ab in einen spezielle Umlaufbahn für Weltraumschrott oder verglüht in der Atmosphäre. Beim Bremer Nachbarn OHB geht man dagegen wohl davon aus, dass die Kickstage ein eigenständiges Gerät ist, das lediglich mit der Ariane 6 ins All befördert wird. Die OHB-Gruppe werde sich mit einem eigenen Konzept bewerben, bestätigte deren Sprecher Günther Hörbst. Vorstand Marco Fuchs habe aber entschieden, dass sich sein Unternehmen erst dazu äußern werde, sollte die ESA den Auftrag im Oktober an OHB vergeben. Das Bremer Unternehmen ist über die Tochter MT Aerospace am Ariane-Programm beteiligt. In Augsburg und Bremen fertigt die Firma Tankdeckel für die Ariane-Raketen. Ursprünglich sollte MT auch einen Teil der Carbon-Gehäuse für die Booster der Ariane 6 fertigen, konnte aber nicht die Bedingungen dafür erfüllen. Über die Rocket Factory in Augsburg wollen OHB und MT jetzt mit Kleinraketen in den Markt einsteigen. Dreistufig: Die Kickstage soll der Ariane 6 Extraschub für Deep-Space- Missionen verleihen. Sie wurde vom ESA-Ministerrat im Herbst 2019 beschlossen. Foto: Frank Thomas Koch „Mit der Kickstage können Deep-Space- Missionen künftig mit der Ariane 6 geflogen werden.“ Sven Rakers, ArianeGroup

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