Ariane 6
| Ariane 6[1][2] | |
|---|---|
![Ariane 6[1][2]](/wiki/Datei:Ariane_62_and_64.svg)
| |
| Typ | Trägerrakete |
| Hersteller | ArianeGroup |
| Aufbau | |
| Höhe | 63 m |
| Durchmesser | 5,4 m |
| Startmasse | Ariane 62: 530 t Ariane 64: 860 t |
| Stufen | 2 |
| Stufen | |
| 1. Stufe | 1. Stufe |
| Triebwerk | Vulcain |
| Treibstoff | LH2, LOX |
| 2. Stufe | 2. Stufe |
| Triebwerk | Vinci |
| Treibstoff | LH2, LOX |
| Starts | |
| Status | In der Entwicklung |
| Startplatz | Raumfahrtzentrum Guayana |
| Nutzlastkapazität | |
| Kapazität LEO | Ariane 62: 10,35 t Ariane 64: 21,65 t |
| Kapazität GTO | Ariane 62: 4,5 t Ariane 64: 11,5 t |
| Kapazität SSO | Ariane 62: 7,2 t Ariane 64: 15,5 t |
Die Ariane 6 ist eine europäische Trägerrakete aus der Ariane-Serie und für eine Nutzlast von 5 t bis 11,5 t in den GTO ausgelegt.[3] Über ihren Bau wurde endgültig am 2. Dezember 2014 auf dem ESA Ministerial Council entschieden[4] und der Entwicklungsauftrag am 12. August 2015 an das Joint-Venture Airbus Safran Launchers (ASL) – seit 1. Juli 2017 ArianeGroup – vergeben.[5] Nach dem Treffen des ESA Council am 17. April 2019 gab Arianespace die Produktion der ersten 14 Ariane 6 in Auftrag.[6] Der Erstflug war für Ende 2020 geplant, verschiebt sich jedoch auf 2023.[7]
Konzepte und Entwicklung
Entwicklungsziele
Die beteiligten europäischen Partner aus Europäischer Union, ESA und der Wirtschaft verfolgten vor allem zwei Ziele:[3]
- Die Wahrung eines unabhängigen Zugangs zum Weltraum für verschiedenste unbemannte Missionen basierend auf europäischer Technik.
- Die Verbesserung der Wettbewerbssituation angesichts eines wachsenden Marktes an kommerziellen Anbietern für Satellitenstarts.
Als Zielstellung für die Kostenersparnis wurde der Faktor 2 genannt (Halbierung der Startkosten pro Mission).[8] Dies soll durch verschiedene Maßnahmen im Bereich Organisation, Produktionsoptimierung und moderne industrielle Verfahren wie 3D-Druck erreicht werden. Der Hersteller ArianeGroup schrieb dazu: „Die Organisation der Produktion wurde völlig überarbeitet und optimiert. Aufgrund der Erfahrungen mit der Ariane 5 und des langjährigen Kunden-Feedbacks setzt die ArianeGroup auf eine Logik der ‚Entwicklung für den Betrieb‘. […] bis hin zur Entwicklung gemeinsamer Elemente mit der Trägerrakete Vega-C.“[9]
Entwicklungsgeschichte
Im Jahr 2014 beschloss der Ministerrat der ESA, Entwicklung und Bau einer neuen Rakete in Auftrag zu geben.[10] Anders als die Ariane 1 bis Ariane 5 sollte die Ariane 6 ursprünglich nicht mehr für Doppelstarts von zwei Satelliten auf einmal in eine geostationäre Transferbahn (GTO) ausgelegt sein.[11] Die Planungen der Ariane 6 sahen die Verwendung von Festtreibstoff vor, bis auf die Oberstufe, die mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben wird. Diese sollte von der Ariane 5 ME kommen.[12] EADS Astrium erhielt deshalb am 30. Januar 2013 von der ESA den Auftrag, die genaue Bauweise (Stufengrößen und Anzahl der Booster und deren Größen) der Ariane 6 mit 3 t bis 6,5 t maximaler Nutzlast festzulegen.[13]
Während des Jahres 2014 änderte sich das Konzept der Rakete erneut.[14] Die dreistufige Ariane 6 sollte nun mit zwei oder vier Feststoffboostern ausgestattet werden. Die erste Stufe sollte Festtreibstoff verbrennen und die beiden oberen H2 und O2.[15]
Im September 2014 wurde ein nochmals überarbeitetes Konzept vorgestellt. Die nunmehr zweistufige Rakete verwendet in der ersten Stufe ein Vulcain-2-Triebwerk und in der zweiten ein Vinci-Triebwerk, die beide mit hohem spezifischem Impuls kryogenen Wasser- und Sauerstoff verbrennen. Es gibt eine Version mit zwei und eine mit vier Feststoffboostern. Die Nutzlast beträgt 5 t bzw. 11,5 t. Die stärkere Version ermöglicht, anders als ursprünglich geplant, auch Doppelstarts mit zwei etwa 4,5 t schweren Satelliten.[16] Die Startkosten je Kilogramm Nutzlast sollen etwa halb so hoch sein wie bei der Ariane 5. Am 1. oder 2. Dezember 2014 sagten die Minister der Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumagentur (ESA) rund vier Milliarden Euro für die Entwicklung der Ariane 6 zu.[17]
Die Elemente der Ariane 6 sollen in Kourou aus Kostengründen horizontal zusammengesetzt werden. Die Ariane 5 dagegen wird noch vertikal stehend montiert.
Im März 2018 veröffentlichte Arianespace ein neues Benutzerhandbuch[18] mit geänderten Leistungsdaten: Die Rakete ist jetzt ausdrücklich für alle denkbaren Zielorbits wie LEO, SSO, MEO, GTO, GEO, HEO und Fluchtbahnen konzipiert, die Nutzlast der 64er-Version bei GEO-Zielorbit beträgt jetzt 5,0 t, in den GTO 11,5 t und zum Mond (LTO) 8,2 t bis 8,5 t (trotz Deorbit der Oberstufe).[19]
Im Oktober 2018 wurden die Qualifikationstests für das Vinci-Triebwerk abgeschlossen und im Juli 2019 die für das Vulcain.[20]
Arianespace plant, in der Mission, die auf ihren ersten Start folgt, Satelliten für das europäische Satellitennavigationssystem Galileo mit einer Ariane 6 in den Orbit zu bringen. Zu den kommerziellen Kunden der Ariane 6 gehören Viasat und die Satellitenkonstellation Projekt Kuiper von Amazon.[7]
Teilnehmer
An Entwicklung und Produktion der Ariane 6 sind Unternehmen aus 13 ESA-Mitgliedsstaaten beteiligt. Bis April 2019 gab die ESA folgende Liste von Ländern (in alphabetischer Reihenfolge) an; diese Information wurde im Mai 2019 von der ESA-Website entfernt:[21]
Belgien Belgien, Deutschland Deutschland, Frankreich Frankreich, Irland Irland, Italien Italien, Niederlande Niederlande, Norwegen Norwegen, Österreich Österreich, 
Rumänien, 
Schweden, 
Schweiz, 
Spanien und Tschechien Tschechien.
Technik
Aufbau
Die Ariane 6 ist, je nach Länge der Nutzlastverkleidung, zwischen 52 m und 61 m hoch. Die beiden Wasserstoff/Sauerstoff-Stufen und die Nutzlastverkleidung haben einen Durchmesser von 5,4 m. Die erste Stufe soll mit 140 t Treibstoff (H2/O2) betankt werden und die zweite mit 31 t.[22] Beide Stufen haben jeweils zwei separate Tanks für Wasserstoff und Sauerstoff. Der Stufenadapter zwischen 1. und 2. Stufe ist lang, sodass das Vinci-Triebwerk, anders als noch bei der Ariane 5ME vorgesehen, keine ausfahrbare Schubdüse benötigt, sondern in voller Länge hineinpasst. Die Ariane 6 ist beim Start so schwer, dass der Schub des Vulcain-2.1-Triebwerks nicht ausreicht, um sie abheben zu lassen. Sie benötigt dazu mindestens zwei Feststoffbooster. Die zwei oder vier Feststoffbooster des Typs P120 enthalten je etwa 142 t Festtreibstoff und haben jeweils einen Durchmesser von 3,4 m und eine Höhe von 13,5 m mit Verkleidung.[22]
In der Nutzlastverkleidung kann direkt unter der Nutzlast optional eine auf Kundenwunsch missionsspezifisch angepasste, mehrfach zündbare Astris Kickstufe eingebaut werden, die die Nutzlast auch auf ungewöhnlichen Flugbahnen direkt in den Zielorbit bringen kann. Dieses ermöglicht das Aussetzen mehrerer Satelliten in verschiedenen Umlaufbahnen sowie Missionen zum Mond, zum Mars oder zu Asteroiden. Die Hera-Mission wird zum ersten Mal diese Kickstufe verwenden.[23]
Daten der Komponenten
| Raketentyp | Ariane 62 | Ariane 64 |
|---|---|---|
| Status | im Bau | |
| Maximale Nutzlast | 5,0 t GTO 10,35 t LEO |
11,5 t GTO 21,65 t LEO |
| Komponente | Feststoffbooster | |
| Stufenname | Equipped Solid Rocket (ESR) | |
| Triebwerk | P120 | |
| Länge | 16 m | |
| Durchmesser | 3 m | |
| Masse | Leergewicht: 2 × 11 t Treibstoff: 2 × 142 t |
Leergewicht: 4 × 11 t Treibstoff: 4 × 142 t |
| Schub Ø (max.) (kN) | 2 × 4500 = 9000 kN | 4 × 4500 = 18000 kN |
| Brennzeit | 135 s | |
| Treibstoff | NH4ClO4 / Al, HTPB (Feststoff) | |
| Komponente | Hauptstufe | |
| Stufenname | Lower Liquid Propulsion Module (LLPM) | |
| Triebwerk | Vulcain 2.1 | |
| Länge (m) | 29 m | |
| Durchmesser | 5,4 m | |
| Masse | 140 t (Treibstoff) | |
| Schub am Boden | ≥ 960 kN | |
| Schub Vakuum | ≥ 1350 kN | |
| Brennzeit | 460 s | |
| Treibstoff | LOX / LH2 | |
| Komponente | Oberstufe | |
| Stufenname | Upper Liquid Propulsion Module (ULPM) | |
| Triebwerk | Vinci | |
| Länge | 11,5 m | |
| Durchmesser | 5,4 m | |
| Masse | 31 t (Treibstoff) | |
| Schub max. | 180 kN | |
| Brennzeit (s) | 900 s ;wiederzündbar | |
| Treibstoff | LOX / LH2 | |
Geplante Starts
Literatur
- Ariane 6. In: Bernd Leitenberger: Internationale Trägerraketen: Die Trägerraketen Russlands, Asiens und Europas, Edition Raumfahrt, 2016, ISBN 978-3-7386-5252-9, S. 360–366
- Bernd Leitenberger: Europäische Trägerraketen 2: Ariane 5, 6 und Vega, Edition Raumfahrt, 2. Auflage 2015, ISBN 978-3-7386-4296-4
Weblinks
- www.esa.int: Ariane 6
- Herstellerkonsortium ArianeGroup
- astronews.com: Neuer Kunststoff-Booster besteht Tests
Einzelnachweise
- ↑ Arianespace: Ariane 6
- ↑ European Space Agency: Ariane 6
- ↑ a b Ariane 6. ESA, 30. April 2019, abgerufen am 8. Mai 2019 (englisch).
- ↑ Ministerial Council Meetings. ESA, 12. Dezember 2014, abgerufen am 25. Februar 2015 (englisch).
- ↑ ESA vergibt Entwicklungsauftrag für Ariane 6. Frankfurter Rundschau, 15. August 2015, abgerufen am 7. Mai 2019.
- ↑ Press Release: Ariane 6 series production begins with first batch of 14 launchers. Arianespace, 6. Mai 2019, abgerufen am 7. Mai 2019 (englisch).
- ↑ a b Jason Rainbow: Ariane 6 launch debut pushed into 2023. 13. Juni 2022, abgerufen am 16. Juni 2022 (englisch).
- ↑ Ariane 6. (Video) In: YouTube. ESA, 20. Juli 2017, abgerufen am 11. November 2017 (englisch).
- ↑ Die Ariane 6 – Die Nachfolgerin. Ariane Group, abgerufen am 11. November 2017.
- ↑ Alexander Stirn: Neue Rakete, alte Probleme. In: Spektrum der Wissenschaft. 6. Januar 2021, abgerufen am 11. September 2022.
- ↑ Paris fordert von Deutschland Entscheidung über Ariane-6-Rakete. FOCUS Online, 23. Dezember 2009, abgerufen am 27. Juli 2015.
- ↑ Christoph Seidler: ESA-Gipfel: Durchbruch auf der Raumfahrtkonferenz. Spiegel Online, 21. November 2012, abgerufen am 21. November 2012.
- ↑ Airbus Defence and Space wins ESA contracts to design Ariane 6 and continue development of Ariane 5 ME. Airbus Defence and Space, 30. Januar 2013, abgerufen am 27. Juli 2015 (englisch).
- ↑ Tobias Willerding: SpaceX startet – Europa streitet. raumfahrer.net, 7. September 2014, abgerufen am 9. September 2014.
- ↑ Peter B. de Selding: ESA Ministerial in Doubt as France, Germany Remain Far Apart on Future Launcher. spacenews.com, 8. September 2014, abgerufen am 9. September 2014 (englisch).
- ↑ Cyrille Vanlerberghe: Ariane 6 : la version de la dernière chance. le Figaro, 5. September 2014, abgerufen am 20. September 2014 (französisch).
- ↑ ESA soll neue Ariane-Rakete entwickeln. ORF.at, 2. Dezember 2014, abgerufen am 3. Dezember 2014.
- ↑ Roland Lagier: Ariane 6, User’s manual – Issue 1 Revision 0 March 2018. (PDF) Arianespace, 22. März 2018, abgerufen am 5. Mai 2018 (englisch).
- ↑ Susanne Auer: Directly from the source – The new version of the #Ariane6 User’s Manual is out – including updated performance figures. Twitter, 23. April 2018, abgerufen am 5. Mai 2018 (englisch).
- ↑ Ariane 6 Vulcain engine: successful qualification testing. Arianespace, 18. Juli 2019, abgerufen am 18. Juli 2019.
- ↑ Ariane 6. (Nicht mehr online verfügbar.) ESA, 20. Februar 2019, archiviert vom Original am 28. April 2019; abgerufen am 8. Mai 2019 (englisch, diese Information wurde im Mai 2019 von der ESA-Website entfernt.).
- ↑ a b Ed Kyle: Ariane 6. Planning for Europe's Next Generation Launcher. Space Launch Report, 28. Juli 2018, abgerufen am 8. Mai 2019 (englisch).
- ↑ Ariane 6 targets new missions with Astris kick stage. Abgerufen am 28. März 2022 (englisch).
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