FLUG REVUE Februar 1980: Das Ariane-Programm

Nach dem Erstflug: Europas Trägerrakete auf dem Weg zum Erfolg

DAS ARIANE-PROGRAMM

Am Heiligen Abend des vergangenen Jahres war es so weit: Mit dem geglückten Start zum Erstflug stellte die europäische Trägerrakete Ariane die Fähigkeit Europas unter Beweis, sich vom Raketenpotential der USA durch eigene Satellitenträger unabhängig zu machen. Raumfahrt-Mitarbeiter 0.W. Müller informiert über Technik, Mission, künftige Startplanung, Leistungssteigerungen und über das Konkurrenzverhältnis der Ariane zum amerikanischen Raumtransporter Space Shuttle.

Seit Anfang Oktober stand sie im tropischen Klima Kourous in Franz. Guayana, um auf ihren Erstflug vorbereitet zu werden. Mit einer Sorgfalt, die auch das kleinste Sicherheitsrisiko auszuschließen schien, verlief der monatelange Check-out. Ein milliardenschweres Projekt sollte zum Ziel geführt werden - mehr noch, es galt, ein Prestige unter Beweis zu stellen, das sich Westeuropas Raumfahrtindustrie auf anderem Gebiet, dem des Satellitenbaues, lange erworben hatte.

Zwei angesetzte Starttermine mußten vergehen, ohne daß sich der Erfolg einstellte: am 15. Dezember schaltete die Startautomatik die vier schon gezündeten Triebwerke der Grundstufe nach wenigen Sekunden ab, am 23. Dezember erzwangen kleine technische Defekte und die Wetterlage im Startgebiet eine weitere Verschiebung um 24 Stunden. Der Meilenstein für die europäische Raumfahrt wurde Heiligabend gesetzt: um 18.14 Uhr MEZ hob ARIANE, mehr als 200 Tonnen schwer, in einem Bilderbuchstart von der ESA-Basis ab. 14 Minuten später steuerte die ausgebrannte dritte Stufe mit einer 200 kg-Technologiekapsel an der Spitze präzise die Umlaufbahn an. Zu den Bodenstationen gefunkte Telemetriedaten verkündeten den erfolgreichen Abschluß des ARIANE-Fluges LO-1.

Die ursprüngliche Programmplanung sah den Erststart für Mitte vorigen Jahres vor, und noch bis November 1978 glaubte man, diesen Termin halten zu können. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Verschiebung um gut vier Monate unvermeidlich, als ernsthafte Schwierigkeiten bei der Erprobung der dritten Stufe auftraten. Im Juni vorigen Jahres gab es Ärger bei den Pumpenlagern des Raketenmotors Viking, die es geraten erscheinen ließen, nunmehr den LO-1-Start in die erste Dezember-Hälfte zu verlegen. Dennoch: Bei einer über sechs Jahre laufenden Trägerraketenentwicklung den Erstflug mit einer Verspätung von nur sechs Monaten anzutreten, verdient große Anerkennung.

Mitte September fand der letzte Qualifikationsversuch mit der kompletten ersten Trägerstufe in Vernon bei Paris auf den Versuchsanlagen des französischen Triebwerksherstellers SEP (Societe Européenne de Propulsion) statt, knapp zwei Jahre nach dem ersten Stufenversuch. Zum gleichen Zeitpunkt ging die erste Flugeinheit per Schiff von Frankreich auf die Reise zum Startgelände in Kourou, nachdem in Les Mureaux u. a. die elektrischen Tests des Gesamtsystems erfolgreich abgeschlossen worden waren. In der Bundesrepublik wurde am 12. Oktober in einem letzten großen Brennversuch auf den Prüfständen der DFVLR im württembergischen Hardthausen die zweite Stufe qualifiziert. Nur die Qualifikation der dritten Stufe, der technisch anspruchsvollsten und im harten Zeitplan der Entwicklung mit größtem Risiko behafteten, stand unter einem schlechten Stern. Ende 1978 zerstörte nach mehreren erfolgreichen Brennversuchen in den vorangegangenen Monaten eine Explosion teilweise Triebwerk und Prüfstand. Die Qualifikationstests mit den in ihrer endgültigen Ausführung dickwandigeren Treibstofftanks konnten trotz Verschiebung des Starttermins für LO-1 nicht rechtzeitig abgeschlossen werden. Nachdem mit dem Triebwerk weitere zufriedenstellende Ergebnisse erzielt worden waren, entschloß sich die französische Raumfahrtbehörde CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) zu dem ungewöhnlichen Schritt, die Drittstufe HM 7 ohne Vollzug der Qualifikation auf ihren Erstflug zu schicken.

Europas zweiter Träger-Versuch

ARIANE ist der zweite Anlauf des westlichen Europas innerhalb von zwei Jahrzehnten, sich durch einen eigenen Satellitenträger vom Raketenpotential der USA unabhängig zu machen. Im Frühjahr 1973 wurde das EUROPA-Raketenprojekt der European Launcher Development Organisation ELDO endgültig zu den Akten gelegt, nachdem mehrere Fehlstarts in Woomera (Australien) und zuletzt in Kourou scheinbar die Unfähigkeit der Europäer zum gemeinsamen Bau einer Großrakete gezeigt hatten und Frankreich und die BRD als alleinige Finanziers übrig geblieben waren. Doch bereits auf der Konferenz der Forschungsminister im Dezember 1972 schlug Frankreich eine „Ersatzrakete der dritten Generation“, die L3S vor, deren Konzept auf früheren ELDO-Studien für die fortschrittliche EUROPA III-Rakete fußte.

Sieben Monate später verabschiedeten die Forschungschefs Europas ein dreigeteiltes Verhandlungspaket, das neben dem Weltraumlabor SPACELAB und dem damaligen maritimen Nachrichtensatelliten MAROTS die Trägerrakete L3S enthielt. Es war die Geburtsstunde der ARIANE. In einem am 7. Februar 1974 unterzeichneten Abkommen übertrug die damalige ESRO, aus der ein Jahr später die ESA wurde, der französischen Raumfahrtbehörde CNES das technische und administrative Management des Projekts und die zentrale Verantwortung.

Vier Hauptaufträge erteilte CNES französischen Firmen: dem raumfahrterfahrenen Konzern AEROSPATIALE für die Treibstoffbehälter und die Struktur der ersten Stufe, die Integration der ersten und dritten Stufe und für die Gesamtintegration des Trägers; der Triebwerksfirma SEP für die Antriebssysteme aller drei Stufen; AIR LIQUIDE für die Flüssigwasserstoff- und Flüssigsauerstoff-Tanks der dritten Stufe und MATRA für das zwischen dritter Stufe und Nutzlastverkleidung befindliche Ausrüstungsabteil. Als einziger nichtfranzösischer Hauptauftragnehmer erhielt die belgische Firma ETCA den Zuschlag für Einrichtungen des Check-Out-Systems und der Flugsicherheitskontrolle.

Die deutsche Raumfahrtindustrie erhielt einen bedeutenden Anteil an der Entwicklung übertragen. AEROSPATIALE vergab an ERNO, Bremen einen 71 Mio. DM-Auftrag (Preisbasis 1973/74) für die zweite Stufe, der die Systementwicklung von oberer und unterer Übergangsstruktur, vom Triebwerksträger und vom Wassertank, die Stufenausrüstung mit Verkabelung und Verrohrung und schließlich die komplette Montage des 3 Tonnen schweren ARIANE-Mittelteils umfaßte. Dornier wurde mit Entwicklung und Bau der Tankeinheit der zweiten Stufe - einem Integraltank, in dem die beiden Treibstoffe, getrennt durch einen Zwischenboden, gelagert sind - beauftragt. Der 34 Mio.-Auftrag umfaßte insgesamt 13 Tankeinheiten, darunter 4 für das Trägererprobungsprogramm.

Vom ARIANE-Triebwerkshersteller SEP erhielt MBB, Ottobrunn, für das in der dritten Stufe verwendete erste Kryogentriebwerk Europas den Auftrag zur Entwicklung und Herstellung der Brennkammer, bei der eine spezielle Fertigungstechnologie angewendet wurde, und der Hauptabsperrventile für die hochenergetischen Treibstoffe Wasserstoff und Sauerstoff. Der MBB-Auftrag (ca. 50 Mio. DM) umfaßte außerdem Telemetrieantennen und Prüfstandsausrüstungen. Als vierter deutscher Auftragnehmer übernahm MAN für 58 Mio. DM die Fertigung des Schubgerüstes und des ringförmigen Wassertanks der ersten Stufe sowie des Turbopumpenaggregats und des Gasgenerators für die Viking-Motoren. Die Fertigung und Montage des Turbopumpen führte im MAN-Auftrag MTU, München, durch.

Neben diesen Industriefirmen erhielt die Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt einen 18 Mio. Auftrag für Abnahme- und Qualifikationsversuche mit der zweiten Stufe. 40 Versuchsläufe wurden bis zum November vorigen Jahres auf dem Großprüfstand P 4 des DFVLR-Instituts für Chemische Antriebe und Verfahrenstechnik im württembergischen Hardthausen-Lampoldshausen durchgeführt.

Der Wert der deutschen Aufträge erreichte nicht ganz den 20%-Anteil, den die BRD an den Gesamtprojektkosten übernommen hatte. Dieser Anteil war jedoch zugleich der höchste nach dem französischen. Frankreich trug 64 % der Kosten des Entwicklungsprogramms, das zugleich Bau und Start der ersten vier Flugeinheiten umfaßte. Die Kostenverteilung auf die restlichen Partnerländer betraf Belgien mit 5%, Großbritannien mit 2,5 %, die Niederlande und Spanien mit je 2% und Italien, die Schweiz, Schweden und Dänemark mit noch einmal zusammen 4,5%. Großbritannien zum Beispiel steuerte dafür u. a. die Trägheitsplattform und den Autopiloten bei, die Niederlande das Schubgerüst der dritten Stufe, Italien die jetzt mit dem ersten Erprobungsschuß gestartete Technologiekapsel und die Schweiz die Nutzlastverkleidung.

Und die Programmkosten?

Zu Beginn des Projekts wurden die Gesamtkosten des Entwicklungsprogramms mit 1,5 Mrd. DM angegeben (Preisbasis 1973), worin eine Marge von 20% zur Abdeckung von technischen Risiken enthalten war. Heute dürften die Entwicklungskosten nach vorsichtiger Schätzung mindestens bei etwa 2,5 Mrd. DM liegen, was zu einem wesentlichen Teil auf inflatorische Preissteigerungen zurückzuführen ist. Zwar zahlt Frankreich vereinbarungsgemäß bis zu 15% der gestiegenen Projektgesamtkosten allein, jedenfalls soweit es sich um direkte Entwicklungskosten handelt, die anderen Länder müssen sich jedoch ebenfalls ihrem prozentualen Anteil entsprechend finanziell stärker engagieren. So beträgt der Beitrag der Bundesrepublik in diesem Jahr noch 56 Mio. DM, verglichen mit jährlich 40 Mio. in früheren Jahren. Außerdem sind von deutscher Seite für das Beschaffungsprogramm, also die mit der 5. Flugeinheit beginnende Serienproduktion, 5,6 Mio. an die ESA zu entrichten. Und wie schon in den vergangenen Jahren sind noch einmal 10 Mio. DM für die Unterhaltungskosten der Startbasis Kourou zuzahlen.

Die dreistufige, 48 Meter lange und beim Start 208 Tonnen schwere Trägerrakete hat ihr technisches Konzept unter Beweis gestellt. Bewußter Verzicht auf risikoreiche Entwicklungen - auch der Antrieb der dritten Stufe fußt auf Ergebnissen einer Entwicklung, die lange vor dem ARIANE-Programm in Frankreich begann -, die Übernahme der für den EUROPA III-Träger konzipierten Auslegung der ersten Stufe und gleiche Raketentriebwerke in den beiden Grundstufen sind die kennzeichnenden Merkmale. Die erste Stufe - Länge 18,5 m, Durchmesser 3,8 m - enthält 145 t der beiden konventionellen, bei sowjetischen wie US-Trägern üblichen Treibstoffe Distickstofftetroxid und UDMH (unsymmetrisches Dimethyl-Hydrazin).

Sie ist mit vier Viking-Triebwerken bestückt, deren Turbopumpenaggregate 145 Sekunden lang die Treibstoffe in die Brennkammern fördern. Der in 1,5 Sekunden nach Zündung erreichte Startschub beträgt 2445 Kilo-Newton (kN), der Schub der vier Motoren in großer Höhe bis zu 2750 kN. Die Triebwerke sind paarweise um eine Achse schwenkbar, um eine Steuerung während des Fluges um Nick-, Gier- und Rollachse der Rakete zu ermöglichen. Sie sind an einem zylindrischen Schubrahmen befestigt, der mit der restlichen Stufenstruktur, den beiden identisch gleichen Treibstoff-Stahltanks, verbunden ist. Ein torusförmiger Tank umgibt die Stufenachse. Aus ihm werden pro Sekunde 16 Liter Wasser entnommen, um die in den vier Gasgeneratoren produzierten Gase auf eine für die Turbinen zulässige Temperatur abzukühlen. Beim Brennschluß des Antriebssystems hat die erste Stufe eine Höhe von 45 km erreicht, wo sie durch Absprengen und Abbremsen mit 8 Feststoffraketen von der Zweitstufe getrennt wird. Etwa 350 Sekunden sind nach dem Start vergangen, wenn sie in 380 km Entfernung vom Startplatz in den Atlantik stürzt.

Die nach der Trennung durch 6 Kleinraketen beschleunigte Mittelstufe erhält ihren Antrieb von einem einzelnen VIKING-Triebwerk, das sich von den Triebwerken der ersten Stufe nur durch die den Vakuumverhältnissen angepaßte glockenförmige Düse unterscheidet. In 138 Sekunden Brennzeit werden 34 Tonnen Distickstofftetroxid und UDMH verbraucht und damit ein Schub von 715 kN erzeugt. Die im leeren Zustand nur 3,2 t - also ein Zehntel der Gesamtmasse bei der Zündung - wiegende Stufe ist 11,5 m lang und besitzt einen Durchmesser von 2,6 m. Der aus einer Aluminiumlegierung hergestellte, sehr dünnwandige Integraltank trennt die beiden Treibstoffe nur durch einen Zwischenboden und wird mit Heliumgas unter einem Druck von 3,5 bar gehalten.

An seinem unteren Teil ist der konusförmige Schubrahmen für den Motor befestigt, der zur Steuerung der Stufe um die Nick- und Gierachse kardanisch aufgehängt ist. Die Rollsteuerung erfolgt in diesem Fall durch am Umfang der Stufe angebrachte Heißgasdüsen, die vom Gasgenerator des Triebwerks versorgt werden. Wie bei der ersten Stufe enthält ein Ringbehälter Wasser (600 Liter) zur Abkühlung der Generatorgase.

Europa-First: die Kryogenstufe

Unmittelbar nach Brennschluß und Trennung der zweiten und dritten Stufe durch Brems- bzw. Beschleunigungsraketentreibsätze wird die Oberstufe H 8 der ARIANE gezündet. Diese erste in Europa entwickelte Kryogenstufe enthält 8,2 Tonnen Wasserstoff und Sauerstoff in flüssiger Form, die ebenfalls in einem Leichtmetalltank in Integralbauweise mit Zwischenboden gelagert sind und deren Verdampfung durch eine spezielle thermische Isolierung der Tankaußenwand verhindert wird. Das HM-7-Triebwerk entwickelt während der 570 Sekunden Brennzeit einen Schub von 60 kN. Seine kardanische Aufhängung am Schubrahmen erlaubt eine Auslenkung von 2 Grad zur Gier- und Nickachsensteuerung der Stufe, während die Rollsteuerung wiederum durch separate Düsen, die mit Wasserstoffgas versorgt werden, bewirkt wird. Eine Besonderheit weist die von MBB, Ottobrunn entwickelte und gefertigte Einheit von Brennkammer und Expansionsdüse auf. Die Kühlung der aus Kupfer bestehenden Kammer erfolgt durch Wasserstoff, der in die Kammerwand eingefräste Längskanäle und anschließend die aus spiralförmig gewickelten Röhrchen bestehende Düsenwand durchströmt. Damit wurde eine Technologie verwirklicht, die auch bei der Brennkammer des Space Shuttle-Haupttriebwerks zur Anwendung kommt.

Die Verbindung zwischen der dritten Stufe und der Nutzlastverkleidung bildet eine zylindrisch angeordnete Gerätebaugruppe, die u. a. die Trägheitsplattform, den Bordcomputer und das Flugkontrollsystem enthält. Sie wird mit einem konischen Adapter zum Nutzlastabteil hin abgeschlossen. Die 8,7 m lange Nutzlastverkleidung mit einem Innendurchmesser von 3,2 m besitzt eine metallische Struktur mit für Funksignale transparenten Fenstern und Zugangsöffnungen zur Nutzlast und ist gegen die aerodynamische Erwärmung durch eine Ablationsschicht geschützt.

Ihre beiden Halbschalen werden zur Freigabe der Nutzlast auf pyrotechnischem Wege geöffnet, um je 60 Grad nach außen geschwenkt und dann abgeworfen. Dies geschieht 40 Sekunden vor Brennschluß der zweiten Stufe in einer Flughöhe von 110 km, wo eine Erwärmung des dann ungeschützten Satelliten unkritisch ist. Die ausgebrannte dritte Stufe erreicht in einer Entfernung von etwa 4000 km vom Startplatz zusammen mit dem Satelliten die Umlaufbahn und erhält nach dessen Abtrennung durch Wasserstoff-Kaltgasdüsen Steuerimpulse, die zu einer niederen Bahn und schließlich zum Verglühen in der oberen Atmosphäre führen. Das Trägheitslenksystem gestattet es, daß die Bahn, die im Falle des Transferorbits für die geostationäre Kreisbahn nominell bei 200 km x 36000 km liegt, mit einer Präzision von ± 5 m/s für die Injektionsgeschwindigkeit, von ± 0,5 km für die Perigäums- und ± 43 km für die Apogäumshöhe und von ± 0,02 Grad für die Bahnneigung erreicht wird.

Hauptmission: Satellitentrausport in den Transferorbit

Die Satellitenmasse für den Transferorbit wird dem künftigen Kunden heute mit 1700 kg angeboten, was gegenüber der ursprünglichen Nutzlastkapazität von rund 1500 kg eine deutliche Verbesserung darstellt. Diese 1700 kg schließen natürlich den für das Erreichen der endgültigen 36000 km-Bahn erforderlichen Apogäumsmotor ein. Im Falle des derzeit gängigen MAGE III-Feststoffmotors beträgt die Endmasse im geostationären Orbit 1004 kg, was einer eigentlichen Satellitenmasse von 965 kg entspricht.

Die Hauptmission, für die ARIANE ausgelegt wurde, ist der Transport von Satelliten in den Transferorbit für die geostationäre Bahn. Die günstige Lage der Kourou-Startbasis sehr dicht am Äquator (5,23 Grad N) ermöglicht es, durch eine einzige, praktisch ununterbrochene Antriebsphase für den gesamten Raketenaufstieg die um nur knapp 10 Grad geneigte Transferbahn zu erreichen. Demgegenüber erfordert etwa ein Start vom Kennedy Space Center, von dem Bahninklinationen von allenfalls 28 Grad erzielt werden können, zwei Antriebsphasen, also eine Wiederzündung der letzten Stufe, der eine längere antriebslose Freiflugphase vorausgeht.

Für spezielle Missionen braucht auch ARIANE eine lange Freiflugphase vor einem letzten Antriebsimpuls für das Erreichen des Endorbits, braucht also - da ein Wiederzünden der dritten Stufe nicht möglich ist - eine zusätzliche vierte Stufe. Typisch für derartige Missionen ist der geplante Start des EXOSAT-Satelliten mit einer stark exzentrischen Bahn (500 km X 200 000 km, 75 Grad Inklination), deren Perigäum nahe dem Erdsüdpol liegt. Als Zusatzstufe für den EXOSAT-Start ist die schon bei der französischen Trägerrakete DIAMANT-B geflogene Stufe P 0.7 vorgesehen. Sie übernimmt die Aufgabe, EXOSAT nach einer ballistischen Flugphase von rund 2,5 Stunden in einer elliptischen Transferbahn, in der ihn die ARIANE-Drittstufe absetzte, in den gewünschten Endorbit einzuschießen.

Das künftige Startprogramm

Die drei weiteren Erprobungsstarts des Trägers im Rahmen des APEX (= ARIANE Payload Experiments)-Programms sollen nach dem bisher noch gültigen Startplan im Mai (LO-2), im September (LO-3) und im Dezember (LO-4) dieses Jahres erfolgen. LO-2 wird der erste ARIANE-Einsatz für Satellitennutzlasten sein, und zwar für das deutsche soge
nannte „Feuerrad“-Experiment und den Amateur-Funksatelliten OSKAR-9. Mit dem dritten Start sollen das zweite Exemplar des ESA-Wettersatelliten METEOSAT und der indische experimentelle Nachrichtensatellit APPLE in die Umlaufbahn gebracht werden. METEOSAT-1, der die allabendliche Wetterkarte des deutschen Fernsehens liefert, wurde bereits 1977 mit der US-Trägerrakete Delta 2914 gestartet. METEOSAT-2 und APPLE, beide bei Erreichen der Transferbahn je etwa 650 kg schwer, werden jeweils durch einen bordeigenen Apogäumsmotor in den geostationären Orbit befördert. Die Nutzlast für den letzten Erprobungsflug LO-4 wird u. a. MARECS-A sein, der erste von drei maritimen Kommunikationssatelliten dieses Typs der ESA. MARECS, die maritime Ausgabe des ECS-Satelliten, soll Bestandteil des weltweiten INMARSAT-Nachrichtennetzes für den internationalen Schiffsverkehr werden.

Eine fünf Jahre zurückliegende Studie des CNES sah für dieses Jahrzehnt einen weltweiten Bedarf von 180 geostationären Satelliten voraus. Etwa eine Hälfte würde dem US-Bedarf entsprechen, die andere auf Europa, Japan, Staaten der Dritten Welt und auf internationale Interessenorganisationen entfallen. Die 20 für Europa prognostizierten sollten laut CNES 5 Telekommunikations-, 8 Direktfernseh- und 4 Meteorologiesatelliten umfassen. Heute, ein Jahr vor dem Start des ersten ARIANE-Trägers aus der Produktionsreihe, sieht diese Analyse keineswegs zu optimistisch aus. In den Auftragsbüchern von CNES als Generalunternehmer stehen bereits 11 operationelle Starts fest verzeichnet. Auf deutscher Seite ist die Firma ERNO bei der Serienfertigung, die seit einigen Monaten schon in Bremen läuft, als Hauptauftragnehmer für die Integration der zweiten Stufe verantwortlich, die Firmen MBB, Dornier und MAN sind mit Aufträgen mit von der Partie, die die gleichen Systeme der Rakete wie schon im Entwicklungsprogramm betreffen.

Ariane-Kunde INTELSAT

Die Reihe der operationellen Starts 1981 wird ausgerechnet durch einen Kunden eröffnet werden, mit dem man anfänglich am wenigsten gerechnet hatte, die internationale Betriebsgesellschaft für Fernmeldesatelliten INTELSAT, Washington. Im Februar vergangenen Jahres hatte sie der ESA einen Auftrag und eine weitere Option für den Start von zwei Satelliten des Typs INTELSAT V erteilt. In diesem Jahr werden die drei ersten von insgesamt sieben INTELSAT-V noch mit dem US-Träger Atlas-Centaur gestartet. Weil der für die weitere Serie des modernsten und schwersten (975 kg) Nachrichtensatellitensystems der westlichen Welt vorgesehene Space Shuttle erst frühestens Ende nächsten Jahres zur Verfügung steht, wird INTELSAT V-D nun von ARIANE befördert, und zwar voraussichtlich im April. Mitte 1981 wird MARECS-B, der zweite maritime ESA-Nachrichtensatellit dieser Reihe, in seine Umlaufbahn gebracht, zusammen mit dem italienischen Wettersatelliten SIRIO-2, der von der ESA als Projekt übernommen wurde. Für den gemeinsamen Start soll zum ersten Mal das seit Mitte 1978 entwickelte Doppelstartsystem SYLDA eingesetzt werden, eine Schalenstruktur, die den unteren Satelliten (MARECS) umschließt und als Plattform für den oberen (SIRIO) dient. Ende nächsten Jahres übernimmt ARIANE den Transport von zwei weiteren ESA-Satelliten: EXOSAT für wissenschaftliche Aufgaben speziell im Röntgenstrahlenbereich auf einer sehr 1anggestreckten elliptischen Bahn und - eventuell jedoch erst im Februar des darauffolgenden Jahres - ECS-1, den ersten europäischen kommerziell genutzten Nachrichtensatelliten, der westlich von Afrika über dem Äquator stehen wird.

Das ARIANE-Startprogramm für 1982 ist ebenfalls gut ausgebucht. Für Februar ist MARES-C eingeplant, für Mitte des Jahres der zweite Satellit des ECS-Systems, weitere Aspiranten sind die Exemplare A und B des französischen regionalen Nachrichtensatellitensystems TELECOM-1. Möglich erscheint außerdem der Start des ersten von zwei Nachrichtensatelliten ARABSAT für die Arabische Liga, um dessen Bau sich gerade Hughes Aircraft und das europäische MESH-Konsortium bewarben. ARIANE müßte sich hier evtl. gegen eine verbesserte Version der Delta-Trägerrakete durchsetzen. Die weiteren Marktaussichten sind, wenn man vom zweiten INTELSAT-V und einem möglichen Start des kanadischen Regional-Fernmeldesatelliten ANIK-C absieht, durch den Eigenbedarf der ESA gekennzeichnet. So soll im Frühjahr 1984 der von CNES entwickelte Erdbeobachtungssatellit SPOT, der ursprünglich ein Projekt des nationalen französischen Raumfahrtprogramms war, in einen sonnensynchronen Kreisorbit (820 km) gebracht werden. ERS-1, ein weiterer europäischer Satellit für die Fernerkundung, wird voraussichtlich Ende 1985 gestartet. Ein drittes Exemplar des Wettersatelliten METEOSAT und zwei weitere Nachrichtensatelliten des ECS-Systems beanspruchen ebenfalls ARIANE-Startkapazität. Alles in allem ein Programm, das - wenn es voll zum Zuge kommt - dort Grenzen erkennen läßt, wo die Startfrequenz in Kourou zur Debatte steht. Denn beim derzeitigen Ausbauzustand der ESA-Basis, der durch eine einzige Startrampe gekennzeichnet ist, sind gerade fünf Starts im Jahr möglich.

Während die ESA den INTELSAT-V-Start noch zum „Werbepreis“ für umgerechnet 45 Mio. DM verkaufte, soll künftig ein außereuropäischer Kunde etwa 60 Mio. DM für die Benutzung von ARIANE zahlen, für europäische Kunden sind sogar 75 Mio. DM in Aussicht genommen. Dies jedenfalls sieht vorläufig die Vermarktung der ARIANE durch das in Gründung stehende Industriekonsortium ARIANE-SPACE von 30 Unternehmen aus den 10 am ARIANE - Entwicklungsprogramm beteiligten europäischen Ländern vor. Hauptaktionär der auch für die Trägerproduktion verantwortlichen Gesellschaft wird CNES mit ca. 34% sein, auf deutscher Seite wird sich MBB mit 2% am bisher geplanten Anfangskapital von umgerechnet 64 Mio. DM beteiligen.

Die kommerziellen Aussichten für den ARIANE-Markt sind günstig, zumindest heute, wo das amerikanische Space Shuttle-Programm in starken Zeitverzug geraten ist und dafür optierende Kunden bereits unwillig reagieren. Im November mißlang wieder ein Test mit den drei Motoren des Hauptantriebs. Weil sieben erfolgreiche Versuche zur Qualifikation nötig sind, rechnet man in NASA-Kreisen mit dem Erstflug der COLUMBIA kaum noch vor September dieses Jahres und mit dem ersten operationellen Start frühestens im Dezember nächsten Jahres. Die US-Trägerraketen, die bisher das Satellitentransportgeschäft für in wie für ausländische Kunden beherrschten, werden nicht mehr beliebig lange zur Verfügung stehen. Die Atlas-Centaur - in Nutzlast- und Missionskapazität ARIANEs schärfster Konkurrent - hob u. a. 8 Satelliten der INTELSAT-IV-Klasse in eine Umlaufbahn und wird noch in diesem Jahr die ersten drei INTELSAT-V starten. Ihre Bauserie wie die von Amerikas Raketenveteran, der schwergewichtigen Titan-3C, die runde 5 Tonnen in den Transferorbit zu heben vermag, läuft 1981 aus. Tut sich also eine „Raketenlücke" auf? Die US-Regierung hat bereits im vergangenen Herbst die NASA angewiesen, sich an der Entwicklung einer verstärkten Delta-Trägerrakete zu beteiligen, die bis zu 1300 kg in den Transferorbit befördern kann, rund 300 kg mehr als die bisher verwendete Delta 3910.

Das zu erwartende weltweit gesteigerte Interesse an Starts von Nachrichtensatelliten kann vom Shuttle allein nicht befriedigt werden, der ohnehin bis Juni 1984 ausgebucht ist. Somit wäre nach amerikanischer Auffassung eine verstärkte Delta als Alternative zur ARIANE nötig.
Leistungssteigerung möglich

Jedoch auch die ESA will sich auf Dauer nicht mit ARIANEs derzeitiger Nutzlastkapazität begnügen. Nach ihrer Meinung zeichnen sich zwei Nutzlastklassen für die Zukunft ab, die erlauben würden, beliebige Zweierkombinationen von Satelliten der Delta-Klasse zu starten. Für eine Leistungssteigerung könnte zunächst die Marke von 2000 kg für den Transferorbit angepeilt werden, die möglichst schon Ende nächsten Jahres erreicht sein sollte. Die zweite Klasse betrifft eine Gesamtnutzlast von 2400 kg. In dieser höheren Nutzlästkapazität sieht eine seit vorigem Jahr vorliegende CNES-Studie sogar das gleich anzusteuernde Ziel bei einer in zwei Phasen durchzuführenden Leistungssteigerung. Im zweiten Schritt strebt CNES die 3 Tonnen-Marke an, die bis 1984 erreicht werden sollte. Aufbauend auf der derzeitigen ARIANE sollen ARIANE-2 und ARIANE-3 2000 bzw. 2400 kg in den Transferorbit für die geosynchrone Bahn befördern.

Die technische Lösung dafür sieht eine Verstärkung der Grundstufe durch zwei Feststoff - Booster (nur bei ARIANE-3) und eine Vergrößerung des Treibstoffvolumens der dritten Stufe auf 10 Tonnen vor. Die Nutzlasterhöhung auf besagte 3000 kg bei einer ARIANE-4 verlangt einschneidendere Veränderungen. Denn neben vier Feststoff-Boostern muß die Treibstoffmasse der ersten Stufe von bis dahin 145 t auf 200 t vergrößert werden. Und dies kann wegen der sich ergebenden Verlängerung der Rakete um fast 3 m nur bei einer entsprechenden Änderung des Startturms in Kourou realisiert werden. Natürlich sind bei Überlegungen zur Leistungssteigerung eines Trägersystems der Fantasie kaum Grenzen gesetzt und viele Varianten möglich. Die Geschichte amerikanischer Trägerentwicklungen mit oftmals skurrilen Lösungen ist ein Beispiel dafür. Eine ARIANE-5 würde laut CNES in den 90er Jahren eine Nutzlast von 5 Tonnen in den Transferorbitbringen. Mit ihren Vorgängern hätte sie kaum noch viel Ähnlichkeit: sie wäre ein im Grunde zweistufiges Gerät mit einer 50 t schweren kryogenen Oberstufe und einem Nutzlastraum, der dem halben Laderaumvolumen des Space Shuttle entspricht. Je nach Missionsbedarf könnte sie durch eine dritte oder sogar vierte Stufe ergänzt oder - als CNES' progressivste Idee - um einen kleinen bemannten Raumtransporter aufgestockt werden. Wie weit die ESA-Mitgliedsstaaten dem vorgeschlagenen Weg der europäischen Trägerweiterentwicklung folgen werden, bleibt abzuwarten. Am 26. Juli vergangenen Jahres stimmte der ESA-Rat immerhin der vorbereitenden Programmphase für ARIANE-2/-3 zu. Text: D. W. Müller

Letzte Änderung: 4. Februar 2005

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