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Neue Triebwerke

Die Grasshopper war die experimentelle Rakete, mit der SpaceX anfing, Raketenlandungen zu testen. Die Rakete stieg senkrecht hoch, blieb kurz in der Luft stehen und sank dann wieder senkrecht zur Erde zurück, abgebremst von einem Triebwerk.

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Die Callisto soll bei mindestens zwei Flügen deutlich komplexere Manöver fliegen: Sie soll starten, dann ihre Lage bis fast in die Horizontale verändern und bis zu dem Punkt aufsteigen, an dem normalerweise die Oberstufe abgetrennt wird. Danach wird die Rakete drehen, zum Startplatz zurückkommen und landen.

Der Treibstoff schwappt

Durch die Änderung der Ausrichtung sei dies schwieriger als ein gerader Auf- und Abstieg, sagt Dumont. "In den Tanks ist Treibstoff für die Rückkehr, und der schwappt. Das heißt, es gibt Bewegungen des Treibstoffs im Tank." Trotz dieser Bewegungen müsse die Rakete stabil fliegen und dann auf einer sehr kleinen Fläche landen. Ein anspruchsvolles Vorhaben, das die Europäer planen.

Dafür benötigt die Rakete einen anderen Antrieb als ihn die europäische Ariane-Trägerrakete heute hat. "Man braucht relativ viel Schub beim Abheben, deswegen braucht man entweder wenige große oder viele kleine Motoren", sagt Holger Burkhardt, der beim DLR im Raumfahrtmanagement in der Trägerabteilung arbeitet. Bei der Rückkehr ist die Rakete viel leichter: Der Treibstoff ist weitgehend verbraucht, die Oberstufe ist abgetrennt. Zum Abbremsen und vor allem zum Landen wird also deutlich weniger Schub benötigt. "Das kann man dann mit einem großen Motor gar nicht machen." Die Falcon 9 feuert zum Boost-Back zurück zum Startplatz sowie zum Bremsen drei, zum Landen nur eines ihrer neun Triebwerke.

3D-Druck-Verfahren werden untersucht

"Das ist die Idee, die hinter Prometheus steckt", sagt Burkhardt: Die europäische Raumfahrtagentur Esa lässt einen kleineren Motor entwickeln, der dafür geeignet wäre. Dahinter steckt auch die Überlegung, dass durch die Erhöhung der Produktionskadenz der einzelne Motor günstiger wird. Dazu sollen auch neue Fertigungsmethoden wie 3D-Druck eingesetzt werden.

Es werde zudem erwogen, statt Sauerstoff und Wasserstoff künftig Sauerstoff und Methan als Treibstoffkombination zu nutzen. Methan und Sauerstoff müssen auf etwa 90 Kelvin gekühlt werden, Wasserstoff hingegen auf 20 Kelvin. "Damit werden viele Dinge noch mal deutlich komplexer, und das Thema Wasserstoffversprödung kommt auch noch hinzu", erläutert Burkhardt. Ein mit Lox (von: Liquid Oxygen)/Methan betriebenes Triebwerk sei vom Aufbau her einfacher und damit möglicherweise auch günstiger.

Wie lässt sich das auf die Ariane übertragen?

Bei Prometheus geht es allerdings nicht um Callisto. Die Ariane - die aktuelle Ariane 5 und die kommende Ariane 6 - ist immer mit im Fokus: "Hinter der ganzen Thematik: Wie kann ich Triebwerke günstiger bauen? steckt der Gedanke, die Erkenntnisse, wie man zu günstigeren Bauweisen findet, mehr oder weniger direkt auf Ariane in einer zukünftigen Evolution zu übertragen", sagt Burkhardt.

Der Zeitplan sei "sportlich ambitioniert", die Entwicklung schneller als bei vergleichbaren früheren Projekten. Gestartet ist Prometheus 2016, ebenfalls auf Initiative der Cnes. Im Dezember 2016 machte die Esa-Ministerkonferenz daraus ein europäisches Projekt. 2020 oder 2021 soll ein funktionsfähiger Demonstrator auf dem Prüfstand in Lampoldshausen in Baden-Württemberg getestet werden.

Kommt also die wiederverwendbare europäische Trägerrakete?

 Raumfahrt: Europäer experimentieren mit wiederverwendbaren RaketenUnd wozu das alles? 
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Kakiss 05. Feb 2018

Wie viel Geld kann man denn in Forschung stecken, bis die ersten auftauchen und...

tritratrulala 02. Feb 2018

Wenn das noch nicht geschehen ist, wird das wahrscheinlich bald so sein. In der Theorie...

Steffo 02. Feb 2018

Bis in den 80ern und 90ern hat Europa aufgeholt. Heute kommt es mir vor, als würde Europa...

Stefan Grotz 02. Feb 2018

Schön, dass dieses Thema endlich angegangen wird. Ich hoffe, dass die Verspätung auch...

PearNotApple 02. Feb 2018

Prinzipiell eine gute Idee. Aber das Problem ist, dass der Erdorbit keinem Staat gehört...


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