Europäische Trägerraketen 1

Von der Diamant zur Ariane 4 – Europas steiniger Weg in den Orbit

Bernd Leitenberger

• Verlag: Books on Demand
• Jahr: 2015
• ISBN drucken:
  9783738612028
• eBook-ISBN:
  9783739295220
• Auflage: 1
• Thema: Tecnologia e ingegneria
• Thema: Ingegneria aerospaziale

Aufgrund des medienwirksamen Wettlaufs der Supermächte zum Mond wurden die europäischen Aktivitäten bei der Raketenentwicklung von der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen. Dabei beherrscht Europa mit der Ariane 4 den kommerziellen Transport.Im Buch "Europäische Trägerraketen Band 1" beschreibt Bernd Leitenberger umfassend und auf fesselnde Weise, welche faszinierenden Projekte im Bereich des Raumtransports in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts durch europäische Organisationen und Staaten durchgeführt wurden. Der Leser wird in diesem Buch durch eine leicht verständliche Einführung in die Grundlagen der Raketentechnik auf das Thema vorbereitet. Danach werden die europäischen Trägerraketenprogramme von der Diamant über die Black Arrow und Europa-Rakete bis hin zu der Ariane 4 in chronologischer Folge beschrieben. Den Abschluss des Buches bilden Kapitel über das Weltraumzentrum in Kourou und den oft kontroversen Einfluss der europäischen Politik auf die Raumfahrtprogramme. Neu in der zweiten Auflage ist ein ausführliches Kapitel über die ominöse OTRAG Rakete, den ersten privatwirtschaftlichen Versuch ein Trägersystem zu entwickeln.Immer wieder versteht es der Autor dabei, den Leser durch Beschreibungen zu fesseln, welche ihm die jeweiligen Raketenmodelle zum Anfassen nahe bringen. Immer wieder auch fragt sich der Leser, was wäre gewesen, wenn......Auf 404 Seiten findet sich eine Fülle von Fakten, Typenblättern und Startlisten. 155 Tabellen nehmen die technischen Daten von 15 Trägerraketen auf, 200 Diagramme, Skizzen und Fotos lassen die Raketen erneut lebendig werden. Über hundert Literaturhinweise führen den Leser zu weiterführenden Quellen. Dieses Buch ist ein absolutes "Must have" für den Raumfahrtenthusiasten und interessierten Laien.Dieser Band 1 behandelt die heute nicht mehr eingesetzten Trägerraketen, endet also mit der Ariane 4. Band 2 (ISBN: 978-3839101650) die aktuellen Projekte Ariane 5, 6 und die Vega.

Ariane 1

Mit der Ariane begann die europäische Zusammenarbeit bei der Entwicklung von Trägerraketen. Die Ariane wurde erfolgreicher und bekannter als alle vorhergehenden Entwicklungen. Der Name „Ariane“ wurde zum Synonym für den Erfolg Europas im kommerziellen Satellitentransport. So wurde er dann auch für die Ariane 5 und 6 übernommen, obwohl sich diese Raketen von den früheren Modellen unterscheiden.

L3S

Der ursprüngliche Entwurf der Rakete, die später einmal Ariane heißen sollte, wurde von Frankreich 1972 unter der Bezeichnung „L3S“ erarbeitet. Die L3S (Lanceur 3ième Génération Substitution, Ersatzträgerrakete der dritten Generation) übernahm die Teile der Europa-III, die nur niedrige Entwicklungskosten aufwiesen, und ersetzte die anderen Teile.

Die Viking Triebwerke waren zu dieser Zeit schon in der Erprobung. Die erste Version mit 40 t Schub war verfügbar, ein Upgrade auf 55 t wurde getestet, welches in Testläufen sogar schon 60 t Schub erreichte. Weitere Verbesserungen versprachen 70 t Schub. Vier dieser Triebwerke sollten eine relativ preiswerte erste Stufe antreiben, bei der auch nicht besonders auf das Gewicht geachtet werden musste. Die erste Stufe der Europa-III, die L150 (L für Liquid und 150 für 150 t Treibstoff) wurde so übernommen.

Die Entwicklung der zweiten Stufe der Europa-III und ihres leistungsfähigen, kryogenen Triebwerks wäre teuer gewesen. Die L3S reduzierte dieses Problem, indem die zweite Stufe viermal kleiner wurde und das Triebwerk nur 60 anstatt 200 kN Schub aufweisen sollte. Das Triebwerk basierte auf dem Triebwerk HM4. Dieses war 1967 zum ersten Mal in Vernon gelaufen. Frankreich hatte das Projekt jedoch schon 1968 nach 85 Tests wieder eingestellt. Das HM4 war mit vier Brennkammern und nur 40 kN Schub zu schubschwach und auch sein spezifischer Impuls war mit 4.040 m/s deutlich zu niedrig. Der Schub wurde beim HM6 für die L3S auf 60 kN gesteigert, der spezifische Impuls war auf 4.120 m/s geklettert. 1972 fanden die ersten Tests des HM6 statt.

Eine einfache Auslegung der dritten Stufe, der Verzicht auf die Fähigkeit zur Wiederzündung und die Nutzung des erprobten Nebenstromverfahrens sollten das Entwicklungsrisiko weiter senken. Doch alleine mit einer solchen Oberstufe wäre die mögliche Nutzlast noch zu gering gewesen. Die Maßnahme der Ingenieure bestand darin, eine weitere Stufe einzuführen und aus der zweistufigen eine dreistufige Rakete zu machen.

Die technisch einfachste Möglichkeit war es, eines der Viking Triebwerke dafür einzusetzen. Für die Arbeit im Vakuum musste nur die Düse verlängert werden. Charakteristisch an diesem ersten Entwurf war, dass beide Oberstufen einen Durchmesser von 2,00 m hatten. Da dies dem Durchmesser der Oberstufen von Europa-I und -II entsprach, vereinfachte sich die Erprobung auf schon existierenden Testständen.

Dieses Konzept der L3S mit den Stufen L150, L30 und H6 wurde auf der europäischen Weltraumkonferenz im Dezember 1972 präsentiert. Die deutsche Regierung äußerte ihre Bedenken, dass die USA bereits den Markt dominierten und es keinen Bedarf für die L3S geben würde. Befürchtet wurde auch, dass der Erkenntnisgewinn im Einsatz neuer Technologien bei der L3S nur gering wäre, vor allem verglichen mit dem Europa-III Konzept.

Unter der Zusicherung, dass Deutschland nur einen fixen Anteil von 320 Millionen DM an den Entwicklungskosten zahlen müsste, wurde die Bundesrepublik mit ins Boot geholt. Frankreich selbst war bereit, 62,5% der Kosten zu tragen. Im Gegenzug gewann Deutschland die Franzosen für das Spacelab Projekt, das größtenteils von Deutschland finanziert wurde. Die bei der Europa I+II rapide angestiegenen Entwicklungskosten führten dazu, dass die bundesdeutsche Regierung eine Deckelung ihres Engagements verlangte.

Die Entwicklungskosten der L3S wurden auf 2.200 Millionen Franc (etwa 510 Millionen Dollar, 380 MAU oder 1.609 Millionen DM) geschätzt. Dies war deutlich weniger als die 3,3 Milliarden Francs, welche die Europa-III B erfordert hätte. Sehr schnell gab es eine Einigung, und schon am 5.2.1973 beschloss die deutsche Bundesregierung ihre Beteiligung an der L3S. Damit waren 83% der Rakete finanziert.

In der Folgezeit fanden sich noch Partner für die restlichen 17% der Kosten. So wurde am 31.3.1973 bei einer europäischen Konferenz die Entwicklung der Ariane beschlossen. Die endgültigen Projektkosten betrugen nun 2,4 Milliarden Franc oder 390 MAU. Zuletzt stieß auch England im Februar 1974 mit einer Beteiligung von 2,5% dazu.

Das Entwicklungsbudget hatte 20% Spielraum für Überziehungen. Alle darüber hinaus gehenden Kostenüberschreitungen müsste Frankreich alleine tragen. Eine Kostenüberschreitung von mehr als 35% berechtigte die Partner zum sofortigen Ausstieg. Diese rigiden Grenzen unterschieden sich deutlich von denen ELDO/ Europa, die am Ende dreimal teurer als geplant wurde. Auf der anderen Seite wurde aber bemängelt, dass die L3S im Gegensatz zur Europa-III B technisch nur schwer erweiterbar war. Im Dezember 1973 wurde das Konzept optimiert. Die erste Stufe wurde kleiner (L140), die zweite und dritte größer (L33 / H8). Das HM6 mit vier Brennkammern wurde durch ein einzelnes HM7 ersetzt. Obwohl die Rakete so insgesamt 5 t leichter war, stieg die Nutzlast von 1.550 kg auf 1.600 bis 1.700 kg in den geostationären Übergangsorbit an. Die oberen Stufen wurden größer und leistungsfähiger und konnten somit die Gewichtsreduktion der ersten Stufe mehr als kompensieren.

Schon im Oktober 1973 erhielt die Rakete ihren Namen „Ariane“. Inzwischen war auch klar geworden, dass Europa einen autonomen Zugang in den Weltraum brauchte. Die beiden experimentellen Nachrichtensatelliten Symphonie 1 und 2, ein deutsch-französisches Gemeinschaftsprojekt, mussten von der Europa-II auf die amerikanische Delta-2000 umgebucht werden. Die USA nützten das aus und machten zur Auflage, dass Deutschland und Frankreich die Satelliten nur experimentell nutzen dürften, also kein Geld damit verdienen könnten. Das gab dem Bestreben nach einem autonomen Zugang zum Weltraum neuen Auftrieb.

Aus den Fehlschlägen bei der ELDO und Europa hatte Frankreich gelernt. Die Firma Aérospatiale wurde als Hauptauftragnehmer mit der Gesamtverantwortung für die Entwicklung der Rakete betraut. Die Triebwerke stammten von SEP. Die Ariane selbst war ein CNES-Projekt mit ausländischer Beteiligung. Zu einem ESA-Projekt wurde sie erst, als es um die Erweiterungen zur Ariane 2 bis 4 ging. Der Beschluss zur Auflösung der ELDO war gefallen, die ESA nahm ihre Arbeit am 30.5.1975 auf, als die Ariane schon beschlossen war. Anders als bei der Europa waren die einzelnen Stufen nicht an bestimmte Länder gebunden. Das zeigt sich am deutlichsten an der deutschen Beteiligung an der Ariane 1:

• MBB hatte zusammen mit SEP schon an dem kryogenen Antrieb der Europa-III gearbeitet und einen eigenen derartigen Antrieb entworfen. Daraufhin erhielt MBB den Auftrag, die Brennkammer und Düse der dritten Stufe zu entwickeln. Dieser Auftrag hatte einen Umfang von 50 Millionen DM.
• MAN bekam den Auftrag, das Schubgerüst und den Wassertank der ersten Stufe zu entwickeln. Des weiteren war MAN zuständig für den Gasgenerator und die Turbopumpe der Viking Triebwerke. Dies entsprach einer Au...

Inhaltsverzeichnis

• Inhaltsverzeichnis
• Vorwort
• Diamant
• Black Arrow
• OTRAG-Rakete
• ELDO / Europa
• Ariane 1
• Ariane 2 und 3
• Ariane 4
• Das CSG
• Die Politik im Wandel der Zeit
• Abkürzungsverzeichnis
• Impressum