Raketentechnik: Eine veraltete Rakete macht einen Schritt in die Zukunft

Die Vulcan ist nicht wiederverwendbar und dennoch zukunftsweisender als die Ariane 6, dank Jeff Bezos und Triebwerken von Blue Origin.

Artikel von Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 8. Januar 2024, 15:00 Uhr

Die neue Vulcan-Rakete beim Start. (Bild: ULA / Screenshot: Golem.de)

Die Vulcan-Rakete ist erfolgreich gestartet und hat den Peregrine-Mondlander der US-amerikanischen Firma Astrobotics nach 50 Minuten Flug auf seiner geplanten Flugbahn ausgesetzt. Eigentlich sollte die Vulcan-Rakete der United Launch Alliance (ULA) schon 2019 zum ersten Mal fliegen. Der Countdown verlief ohne Zwischenfälle und ULA-Chef Tory Bruno scherzte, dass die Bodenkontrolle so wenig sagte, dass er glaubte, seine Kopfhörer seien kaputt.

Die Mission der Rakete verlief nach Abtrennung der Feststoffbooster und der ersten Raketenstufe in drei Phasen. Zuerst erreichte die Centaur-V-Oberstufe einen Übergangsorbit. Der höchste Punkt von dessen Umlaufbahn wurde nach einer zweiten Zündung der Triebwerke auf rund 400.000 km erhöht und der Peregrine-Lander abgetrennt, der damit direkt in die Nähe des Mondes gelangen wird. Eine dritte Triebwerkszündung brachte die Stufe schließlich in einen heliozentrischen Orbit.

Peregrine ist eine Demonstrationsmission, die vor allem im Februar eine erfolgreiche Landung demonstrieren soll. An Bord sind sowohl ein 2 kg schwerer US-amerikanischer Mondrover namens Iris, der mit einer Kamera ausgestattet ist, als auch eine Gruppe von fünf kleinen mexikanischen Mondrovern mit einem Gewicht von je rund 60 Gramm, die mit einem Katapult auf der Mondoberfläche verteilt werden und koordiniertes Verhalten testen sollen. Hinzu kommen Instrumente zur Messung der Strahlenbelastung und der dünnen Mondatmosphäre.

Die beste Rakete der ULA ...

Die Aufmerksamkeit galt allerdings der Vulcan-Rakete selbst, die nun die Nachfolge der Atlas-V- und Delta-IV-Raketen antritt, die wegen der hohen Kosten der Delta IV und der Verwendung der russischen RD-180-Triebwerke in der Atlas V keine Zukunft mehr hatten. Die Vulcan war neben der japanischen H-3 und der europäische Ariane 6 eine der Raketen, die 2015 angekündigt wurden, um mit der Falcon 9 konkurrenzfähig zu bleiben. Daran sind sie alle gescheitert.

Die Vulcan-Rakete nutzt die methanbetriebenen BE-4-Triebwerke von Blue Origin, die etwas effizienter als die kerosinbetriebenen RD-180 sind und fast 30 Prozent mehr Schub liefern. Die Treibstofftanks wurden von der Delta-IV-Rakete der ULA übernommen und haben einen Durchmesser von 5,4 statt nur 3,8 Metern bei der Atlas V. Durch die Verwendung des dichteren Methans können die Tanks nun deutlich mehr Treibstoff aufnehmen als die Wasserstofftanks der alten Delta IV. Außerdem bleibt Platz für bis zu sechs statt nur fünf GEM-63 XL Feststoffbooster, die schon mit der Atlas V erprobt wurden. Für den Testflug kamen zwei Booster zum Einsatz.

Neu ist auch die wasserstoffbetriebene Centaur-V-Oberstufe, die mit 54 Tonnen Treibstoffkapazität die bei weitem größte Variante in der 62-jährigen Geschichte der Centaur-Oberstufen ist und die erste mit einem Durchmesser von 5,4 Metern. Sie wird von zwei RL-10C-X Triebwerken angetrieben, deren Entwicklungsgeschichte ebenso bis in die 1960er Jahre zurückreicht. Zusammen bilden die Stufen und Feststoffbooster ein gut optimiertes System, das selbst die Nutzlastkapazität der alten Delta-IV-Heavy deutlich übertrifft, deren Starts fast eine halbe Milliarde US-Dollar kosteten.

... und schon beim Start veraltet

Die Vulcan ist in jeder Hinsicht die beste Rakete, die die ULA jemals gebaut hat, und dennoch wirkt sie heute wie ein Relikt aus einer vergangenen Zeit. Kein Teil der Rakete ist wiederverwendbar. Für die einst angekündigten Pläne für eine wiederauftankbare Oberstufe namens ACES und abtrennbare BE-4-Triebwerke, die mit einem Helikopter in der Luft aufgefangen werden sollten, wurde kaum Entwicklungsarbeit geleistet.

Die Rolle der Rakete selbst beschränkt sich nun vollkommen darauf, eine Alternative zur Falcon 9 und Falcon Heavy zu sein, falls diese einmal nicht verfügbar sein sollten. Für größere Aufgaben kommt die Rakete zehn Jahre zu spät. Damit ist fraglich, ob sie ähnlich wie die Atlas V über 100 erfolgreiche Missionen fliegen kann, eine gute Leistung, die aber inzwischen von der Falcon 9 – mit fast 100 Flügen allein im Jahr 2023 – in den Schatten gestellt wurde.