Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/iss-frachter-antares-rakete-startet-wieder-1610-123863.html    Veröffentlicht: 17.10.2016 14:00    Kurz-URL: https://glm.io/123863

ISS-Frachter

Antares-Rakete startet wieder

Zwei Jahre nach der Explosion beim Start soll wieder eine Antares-Rakete einen Frachter zur ISS bringen. Die Kombination aus amerikanischer, russischer, ukrainischer und europäischer Technik hat eine interessante Geschichte.

Um 1:40 Uhr morgens, mitteleuropäischer Zeit, soll wieder ein Cygnus-Frachter des amerikanischen Raumfahrt- und Rüstungskonzerns Orbital ATK zur ISS fliegen. Er soll die Raumstation mit 2,5 Tonnen Fracht versorgen. Es wird nach zwei Jahren der erste Start einer modernisierten Antares-Rakete sein. Der Start wurde seit August mehrfach verschoben, zuletzt wegen eines defekten Kabels in der Startrampe.

Der letzte Start einer Antares-Rakete fand im Oktober 2014 auf Wallops Island im US-Staat Virginia statt. Wenige Sekunden nach dem Start hatte eines der NK-33 Triebwerke der Rakete einen Defekt. Die Rakete fiel auf die Startrampe zurück und explodierte. Nach dem Startunfall musste die Startrampe für 15 Millionen US-Dollar repariert werden. Nach einem Streit um die Kosten zahlte Orbital ATK schließlich einen Anteil von 5 Millionen US Dollar, den Rest übernahmen die Nasa und die Behörde für kommerzielle Raumfahrt in Virginia.

Triebwerke aus sowjetischen Restbeständen

Die NK-33-Triebwerke wurden ursprünglich am Anfang der 1970er Jahre für den Nachfolger der sowjetischen Mondrakete N-1 gebaut. Danach lagerten sie über Jahrzehnte in nicht klimatisierten Lagerhäusern, bis ein Teil der Triebwerke in die USA importiert und von Aerojet Rocketdyne umgebaut wurde. Anschließend wurden sie als AJ-26 bezeichnet. Bis ins Jahr 2013 waren sie die Raketentriebwerke, die im Verhältnis zu ihrem Gewicht den höchsten Schub hatten. Das änderte sich erst mit der Entwicklung des Merlin-1D-Triebwerks von SpaceX, das aber deutlich weniger effizient als das NK-33 ist.

Die Unfallursache wurde nie abschließend geklärt. Aber schon vor dem Unfall gab es ähnliche Probleme mit den alten Triebwerken auf dem Teststand. Nach dem Unfall benötigte Orbital ATK Ersatztriebwerke, die wieder aus Russland beschafft wurden. Sie werden als RD-181-Triebwerke bezeichnet. Sie sind deutlich schwerer als die NK-33, haben dafür aber mehr Schub und sind noch etwas effizienter. Ihre Leistung ist mit den RD-191-Triebwerken der neuen russischen Angara-Raketen identisch. Sie wurden aber für den Einsatz in der Antares-Rakete modifiziert.

Der Frachter wird in Europa gebaut

Die restlichen Strukturen der ersten Stufe stammen aus dem ukrainischen Staatsbetrieb Juschmasch, der schon in der Sowjetunion die Zenit-Raketen baute. Juschmasch war deshalb auch Teil des amerikanisch-russisch-ukrainischen-norwegischen Joint Ventures SeaLaunch, das Zenit-Raketen von einer umgebauten Ölbohrplattform startete. Der Cygnus-Frachter selbst wird von dem französisch-italienischen Konzern Thales-Alenia im Auftrag von Orbital ATK hergestellt.

Die zweite Stufe der Antares-Rakete wurde vor der Fusion der beiden Unternehmen von Orbital Sciences bei ATK in Auftrag gegeben. ATK stammt selbst aus einer Fusion des Rüstungskonzerns Alliant Tech Systems mit dem Konzern Thiokol, der Minuteman-Interkontinentalraketen und die Feststoffbooster des Space Shuttles hergestellt hat. Thiokol erlangte vor allem durch das Challenger-Unglück internationale Bekanntheit, als die Gummidichtung eines Feststoffboosters wegen des kalten Wetters beim Start versagte.



Zwischen Pannen und Nuklearraketen

Ein Castor-30XL-Feststoffantrieb dient als zweite Stufe der Antares-Rakete. Er ist direkt von der Castor-120-Stufe der amerikanischen Peacekeeper-Rakete abgeleitet. Wahrscheinlich kann der Castor 30XL wegen der vorhandenen Produktionsanlagen kostengünstig hergestellt werden. Er verbindet eine niedrige Effizienz (spezifischer Impuls unter 300 Sekunden) mit relativ hoher Leermasse (etwa 8 Prozent), beides Eigenschaften, die eine zweite Stufe nicht haben sollte.

Die zweite Stufe gelangt zusammen mit der Nutzlast in den Orbit. Je schwerer die leere Stufe ist, um so weniger kann die Nutzlast wiegen. Der spezifische Impuls sagt aus, wie lang eine bestimmte Menge Treibstoff einen bestimmten Schub erzeugen kann. Je niedriger der Wert, desto mehr Treibstoff wird benötigt. Die zweite Stufe der Falcon-9-Rakete von SpaceX erreicht bei einer Leermasse von 4 Prozent einen spezifischen Impuls von 348 Sekunden. Dabei gilt selbst diese Stufe als relativ ineffizienter Kompromiss zur Kostensparung.

Trotz der offensichtlichen politischen Brisanz hat die Rakete bisher für sehr wenig Konflikte in der US-Politik gesorgt. Ganz im Gegensatz zur Atlas-V-Rakete, die mit einem russischen RD-180-Triebwerk ausgestattet ist, aber ansonsten aus amerikanischer Produktion stammt und einen jahrelangen Streit in der Regierung auslöste.

Es gibt Zweifel an der Zuverlässigkeit

Orbital ATK entstand im Jahr 2015 aus der Fusion von Orbital Sciences und dem ATK. Orbital Sciences war die zweite Firma, die bei der Ausschreibung der amerikanischen Frachtversorgung der ISS den Zuschlag bekommen hat. Es wird der achte Flug eines Cygnus-Transporters sein. Der fünfte Cygnus wurde bei der Explosion der Rakete zerstört, der sechste und siebte wurden jeweils mit einer Atlas V gestartet.

Obwohl die Antares-Rakete mit neuen Triebwerken in der ersten Stufe und einer ebenso unerprobten vergrößerten zweiten Stufe besteht, gab es keinen Testflug mit der Rakete. Das Unternehmen selbst ist zuversichtlich, aber Beobachter sind deutlich zurückhaltender:

1/2 Orbital ATK guys say they're confident the never flown, revamped Antares with the new engines will succeed on Sunday. #OA5

— Parabolicarc.com (@spacecom) 15. Oktober 2016

2/2 Orbital confident about last Antares w/ 40+ year old engines. NASA commercial resupply officials gave it 50/50 chance of failing #OA5

— Parabolicarc.com (@spacecom) 15. Oktober 2016


Orbital Sciences war schon vor der Fusion mit ATK einer der größten Satellitenhersteller der Welt. Die Firma betrieb unter der Bezeichnung Minotaur eine sehr erfolgreiche Reihe kleiner Trägerraketen aus umgebauten ehemaligen Interkontinentalraketen, wie der Peacekeeper- oder der Minuteman-Raketen. Dazu kamen auch Eigenentwicklungen wie die von einem Trägerflugzeug startende Pegasus-Rakete und die Taurus-Rakete. Die Taurus-Rakete zerstörte 2009 und 2011 durch zwei Fehlstarts Nasa-Satelliten im Wert von 700 Millionen US-Dollar. Sie soll demnächst unter der Bezeichnung Minotaur-C wieder fliegen.

Der Start der Antares-Rakete kann auf Nasa TV live verfolgt werden: <#youtube id="Fih5Wpe6ac4">  (fwp)


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