Ein Booster pro Monat ist zu wenig

Die Ariane 5 startet mit zwei Feststoffboostern, die in Einzelfertigung gebaut werden. Im Durchschnitt wird pro Monat ein Booster benötigt. Die Vulcain-2- und HM7B-Triebwerke der restlichen Stufen werden sogar nur alle zwei Monate benötigt. Entsprechend ist das Personal unterbeschäftigt und die Produktionsanlagen werden äußerst schlecht ausgenutzt. Starts der Ariane 5 mussten von Anfang an subventioniert werden und wurden nie wirtschaftlich. Die Startkosten der Ariane 6 sollen durch größere Stückzahlen der Raketen und einfacher aufgebauten Boostern um fast die Hälfte sinken.

Die Booster der Langen Marsch 5 sind zwar technisch veraltet und haben fast das doppelte Leergewicht vergleichbarer Booster auf aktuellem Stand. Aber die Treibstoffkombination aus Kerosin und flüssigem Sauerstoff sorgt für einen niedrigeren Treibstoffverbrauch und macht sie dennoch deutlich besser als die Feststoffbooster der Ariane 5. Diesen Nachteil müssen die übrigen Stufen der Ariane 5 wieder wettmachen.

Chinesische Triebwerke sind dreimal so schwer

Die zentrale Stufe ist das technisch fortgeschrittenste und anspruchsvollste Teil der Ariane 5. Bei der Langen Marsch 5 wird sie von zwei YF-77-Triebwerken angetrieben. Zusammen haben sie zwar den gleichen Schub wie das Vulcain-2-Triebwerk der Ariane 5, aber dafür auch das dreifache Gewicht. Noch dazu verbrauchen sie beim gleichen Schub 2,5 Prozent mehr Treibstoff. Ihre Triebwerksdüsen werden durch Wasserstoff gekühlt. Aber um den Aufbau zu vereinfachen, wird dieser Wasserstoff nicht zurück ins Triebwerk geleitet und verbrannt, sondern direkt nach außen abgegeben.

Das Resultat ist eine ineffizientere, schwerere Raketenstufe. Die zentrale Stufe der Ariane 5 ist fast drei Tonnen leichter, obwohl sie mehr Treibstoff fassen kann und noch dazu effizienter ist. Aber trotz aller teuren Hightech in den leichten Tanks und dem Vulcain-2-Triebwerk reicht das nicht aus, um die geringere Leistung der ineffizienten Feststoffbooster auszugleichen.

Die Oberstufe ist das Wichtigste

Die letzte Stufe ist der wichtigste Teil jeder Rakete. Das ganze Konzept der Stufentrennung basiert darauf, dass die unteren Stufen abgeworfen werden und ihr Gewicht nicht zusammen mit der Nutzlast in den Orbit gelangen muss. Je früher eine Stufe abgetrennt wird, umso weniger wirkt sich ihr Leergewicht auf die Leistung der Rakete aus. Für die letzte Stufe gilt dieser Luxus nicht mehr. Jedes Kilogramm zusätzliches Gewicht bedeutet ein Kilogramm weniger Nutzlast. Nirgends wirkt sich ein effizientes Triebwerk so stark auf die Nutzlast aus wie hier.

In der chinesischen Rakete werden zwei wasserstoffbetriebene YF-75D-Triebwerke der neuesten Bauart verwendet. Sie arbeiten im effizienten Expanderzyklus, wie die amerikanischen RL-10-Triebwerke der Centaur-Oberstufe und erreichen auch einen ähnlichen Schub bei vergleichbarer Effizienz. Allerdings werden sie als Paar montiert. Ein einzelnes Triebwerk kann mit einer sehr viel größeren Düse ausgestattet werden, wodurch der Treibstoffverbrauch beim gleichen Schub um etwa 5 Prozent sinkt.

Das Gewicht der Triebwerke und des Tanks ist aber keineswegs mit der US-Technik vergleichbar. Während die Centaur leer nur 10 Prozent des Gewichts im vollgetankten Zustand hat, sind es bei der chinesischen Stufe ganze 23 Prozent. Die Langer Marsch 5 verliert hier wegen ihrer einfachen Technik fast drei Tonnen Nutzlast, noch ohne die niedrigere Effizienz der Triebwerke zu berücksichtigen.

Mit ihrer überlegenen Technik müsste die Ariane 5 mühelos besser sein, doch das ist nicht der Fall.