Fahrplan zum bau einer neuen wiederverwendbaren trägerrakete

Bestandsaufnahme der Entwicklung des im Rahmen der Innovationsplattform von ArianeGroup und CNES entwickelten Themis-Demonstrators

Nach einem ersten Artikel über die Sanierungsmaßnahmen an der Diamant-Startanlage des Oberstufen-Demonstrators Themis für eine künftig wiederverwendbare Trägerrakete wollten viele unter Ihnen mehr über das laufende Projekt erfahren. Die Projektentwicklung zwischen Themis 1 und Themis 3 in Bezug auf Konzeption und Bau des Demonstrators umfasst zahlreiche Etappen.

Themis 0, ArianeGroup-Standort Vernon, Frankreich

An diesem Standort finden derzeit Bodentests am Prüfstand statt. Dass bedeutet, dass ArianeWorks eine Reihe von für die Funktionsfähigkeit des Triebwerks erforderlichen Komponenten überprüft. Darunter finden sich unter anderem die beiden Raketentanks für die das Triebwerk versorgenden kryogenen Treibstoffe sowie ihre Zulauf- und Ablaufleitungen und ihr Drucksystem.

In dieser Phase erfolgt die Kontrolle der Befüllung, der Entleerung und der Einstellung des geeigneten Druckniveaus für die Zündung des neuen Triebwerks-Demonstrators von ArianeGroup Prometheus®. Anhand dieser Tests kann ArianeWorks den Einsatz der neuen Raketentreibstoffe überprüfen. Die Rede ist von der Kombination LOx/CH4 (Flüssigsauerstoff und Flüssigmethan), die hier unter den für das Triebwerk versorgungsrelevanten Bedingungen verwendet werden.

Themis 1G, ArianeGroup-Standort Vernon, Frankreich

In dieser zweiten Phase wird eine Stufe angefertigt, deren gemoetrische und materialtechnische Charakteristiken was die Auswahl der Technologien, Materialien und Verfahren anbelangt einer einsatzbereiten Stufe noch besser gerecht werden. Auch diese Stufe ist mit dem Triebwerksdemonstrator Prometheus® ausgestattet, verfügt jedoch über eingeschränkte Ausrüstung. Vorrangiges Ziel ist es, die Abläufe am Boden zu validieren, um Prometheus® in der Folge erstmals zu zünden.

Themis 1H, Standort Esrange der Swedish Space Corporation in Kiruna, Schweden

Während dieser Phase entsteht eine neue, ebenfalls mit einem Prometheus®-Triebwerk ausgestattete Raketenstufe. Es handelt sich faktisch nahezu um eine echte Oberstufe, wenngleich auch hier die Ausrüstung begrenzt wurde, um die Maschine zu starten und wieder zurückzuholen und damit den Projektreifegrad in Sachen Wiederverwendung weiter zu steigern.

Zu diesem Zweck werden sogenannte „Hop-Tests“ bzw. kurze Sprungtests durchgeführt, bei denen ein Start in einige Dutzend Meter Höhe erfolgt, bevor erneut die Landung eingeleitet wird. Dies stellt eine ziemliche Herausforderung für die Startrampe dar, die zwischen Start und Landung mangels Zeit nicht abkühlen kann.

Themis 3, Standort Raumfahrtzentrum Kourou, Französisch-Guayana

Diese Phase stellt eine Wiederholung der Phase 1 dar. Hier wird die Stufe allerdings mit drei Prometheus®-Triebwerken bestückt, um alle Flugaspekte zu examinieren: Aufstieg, Wenden, Abstieg und Landung mit Triebwerk voran und senkrecht (auch „Toss-Back“ genannt), was zahlreiche Höhen- und Geschwindigkeitsmanöver erforderlich macht.

Schon bald werden wir Sie mit weiteren Informationen zu all diesen Phasen versorgen. Zwischenzeitlich verweisen wir Sie auf den nächsten Artikel, in dem wir Ihnen Einblicke in die Materialauswahl für die Demonstrator-Startanlage geben. Thema ist dann Beton!

ArianeGroup möchte sich bei Marie Jacquesson der französischen Raumfahrtagentur CNES für die uns geschenkte Zeit bedanken. Sie ist Verantwortliche der Abteilung für thermische Struktur und Materialien der Direktion Trägerraketen.