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Langer Marsch 5: Wie Chinas neue Rakete besser als die Ariane 5 wurde

Trotz aller Fortschritte liegt die chinesische Raumfahrttechnik noch Jahrzehnte hinter dem Stand der europäischen, amerikanischen und russischen. Durch effizienten Einsatz dieser Technik übertrifft die Langer Marsch 5 aber selbst die Ariane 5.

Eine Analyse von veröffentlicht am
Die Langer Marsch 5 brachte erfolgreich ihren ersten Satelliten in den Orbit.
Die Langer Marsch 5 brachte erfolgreich ihren ersten Satelliten in den Orbit. (Bild: Xinhua)

Am Donnerstag hob Chinas neue Schwerlastrakete Langer Marsch 5 ab. Bei ihrem ersten Flug brachte sie den Experimentalsatelliten Shijian-17 in den Orbit, der die Verwendung von Ionentriebwerken in chinesischen Satelliten testen soll. China zeigt mit dieser Rakete deutlich, was man aus schwacher Technik herausholen kann. Gleichzeitig führt die Konkurrenz vor, wie man trotz starker Technik Potenzial verschenkt.

Inhalt:
  1. Langer Marsch 5: Wie Chinas neue Rakete besser als die Ariane 5 wurde
  2. Ein Booster pro Monat ist zu wenig
  3. Die Oberstufe als ewiges Provisorium

Denn während Langer Marsch 5 (Chang Zheng-5) für die chinesische Raumfahrt einen großen Schritt nach vorn bedeutet, zeigt ein Blick auf die technischen Daten deutlich, dass die chinesische Technik noch immer weit hinter dem technischen Stand anderer Länder liegt. Vor allem die Triebwerke sind ungewöhnlich schwer für den Schub, den sie liefern, und dabei weniger effizient als vergleichbare Technik. Auch die Konstruktion der Tanks entspricht nicht ganz dem modernen Leichtbau. Dabei wird die mögliche Nutzlast einer Rakete vollständig von Leichtbau und Treibstoffeffizienz bestimmt. Dennoch schlägt sie die Konkurrenz in jedem Leistungsvergleich. Wie ist das möglich?

Die Ariane 5 ist der einzige Konkurrent

Die Rakete kann bis zu 14 Tonnen in den geostationären Übergangsorbit (GTO) befördern. Außer schweren Satelliten soll sie auch Missionen wie den Mondlander Chang'e 5 und die Module für Chinas nächste Raumstation, Tiangong-3, starten. Es gibt derzeit nur drei Raketen, die mehr als 10 Tonnen in den GTO befördern können: Neben Langer Marsch 5 sind das die US-amerikanische Delta IV Heavy und die europäische Ariane 5. Die Delta IV Heavy hat zwar die gleiche Leistung wie die Langer Marsch 5, aber mit Startkosten von fast einer halben Milliarde US-Dollar befördert sie fast nur noch schwere Spionagesatelliten des US-Militärs. Der Betreiber will sie schnellstmöglich durch die neue Vulcan-Rakete ersetzen.

Somit ist die europäische Ariane 5 die einzige Konkurrenz zu Langer Marsch 5, zumindest bis die schon oft verschobene Falcon Heavy von SpaceX fliegt. Trotz der rückständigen Technik der Chinesen unterliegt die Ariane 5 aber jedem Leistungsvergleich. Mit einem Startgewicht von 777 Tonnen erreicht sie nur eine Nutzlast von 10,5 Tonnen. Die chinesische Rakete ist mit 867 Tonnen zwar etwas schwerer, aber in Anbetracht einer Nutzlast von 14 Tonnen deutlich effizienter.

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Dabei ist das Konzept hinter der Langen-Marsch-5-Rakete durchaus mit der Ariane 5 vergleichbar. Eine zentrale Raketenstufe mit sehr effizientem Wasserstoffantrieb wird mit der Hilfe von weniger effizienten Booster-Raketen gestartet. Für Missionen, die Satelliten in hohe Umlaufbahnen oder Raumsonden auf eine Fluchtbahn von der Erde wegbringen sollen, gibt es noch eine weitere wasserstoffbetriebene Oberstufe. Gerade dort können Leichtbau und niedriger Treibstoffverbrauch einer Rakete zu hoher Effizienz verhelfen.

Die Booster aus Russland

Die Geschichte der Booster-Raketen geht bis in 1990er Jahre zurück, als China einige Exemplare russischer RD-120 Triebwerke erhielt. Diese kerosinbetriebenen Triebwerke gehörten schon damals nicht mehr zur russischen Spitzentechnologie. Sie entwickeln weniger Schub und sind weniger effizient als die neueren Triebwerke, die vom RD-170 abgeleitet wurden. Im Lauf der 2000er Jahre wurden die Triebwerke zunächst kopiert und schließlich eigene Triebwerke entwickelt. Das bisher leistungsfähigste ist das YF-100. Insgesamt werden in der Rakete acht YF-100-Triebwerke verbaut. Zwei dieser Triebwerke treiben jeden der Booster an.

Die Booster der Langer Marsch 5 sind dabei weitgehend identisch mit der ersten Stufe der kleineren Langer Marsch 7. Die noch kleinere Langer Marsch 6 wird von nur einem YF-100 angetrieben. Ihre erste Stufe dient ihrerseits als Booster für die größere Langer Marsch 7. Auf diese Weise kommen die Triebwerke zukünftig in fast allen chinesischen Raketen zum Einsatz. Durch die hohen Stückzahlen können die Produktionskosten gesenkt werden. Eine Erfahrung, die die Esa selbst mit der Ariane-4-Rakete gemacht hat, deren Viking-Triebwerke über 1.000-mal gebaut wurden. Auch die Raketen von SpaceX profitieren vor allem von der Massenproduktion der Merlin-Triebwerke.

Aber mit der Einführung der Ariane 5 verabschiedete sich die Esa von der Massenproduktion der Triebwerke. Stattdessen sollten einfache Feststoffbooster zum Einsatz kommen. Ihre schlechte Leistung sollte durch Hightech-Triebwerke im Rest der Rakete kompensiert werden. Das scheiterte aber an der fehlenden Koordination.

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spammeloop 13. Nov 2016

Wenn wir über Weltraumschrott reden ist (im Monent) das größte Problem alte Satelliten in...

Jossele 11. Nov 2016

Möchte mich diesem Lob anschließen! +1

mnementh 07. Nov 2016

Das ist doch genau die Einschätzung, oder habe ich einen anderen Artikel gelesen?

mnementh 07. Nov 2016

Du hast auch nur die Pinyin-Umschrift (ohne Betonungszeichen) wiedergegeben, der Name...

mnementh 07. Nov 2016

Ähm, von welchem China sprichst Du? Natürlich herrscht in China Marktwirtschaft. Die...


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