Antriebssysteme für Trägerraketen
Als Hauptauftragnehmer und Konstruktionsbehörde für die Trägerraketen der Ariane-Familie verfügt ArianeGroup über jahrzehntelange Erfahrung bei der Entwicklung und Herstellung von Antriebssystemen.
ArianeGroup ist eines der wenigen Unternehmen weltweit, das alle Technologien für den Trägerraketenantrieb beherrscht, sowohl mit festen als auch flüssigen, lagerfähigen oder kryogenen Treibstoffen (Sauerstoff-Wasserstoff oder Sauerstoff-Methan), für alle Arten von Trägerraketen sowie ihre Haupt-, Ober-, Zusatz- oder Booster-Stufen.
Dank diesem einzigartigen Know-how kann ArianeGroup ihren Kunden maßgeschneiderte Lösungen für jede Mission anbieten
Prometheus®
Prometheus® ist ein wiederverwendbares kryogenes Triebwerk, das mit Flüssigsauerstoff und Methan (LOx/LCH4) betrieben wird. Das neue Triebwerk der 100 Tonnen-Schubklasse, soll die Hauptstufen künftiger europäischer Schwerlastraketen antreiben. Prometheus® ist das erste Mitglied einer Familie von wiederverwendbaren Triebwerken.
Prometheus® bietet Mehrfachzündung und variablen Schub, sodass sich das Triebwerk während der verschiedenen Phasen der Mission an die Flugbedingungen anpassen kann. Außerdem ist das Triebwerk mit intelligenten bordseitigen Steuersystemen sowie digitalisierter Triebwerkssteuerung und –diagnose ausgestattet.
Eine Variante mit Flüssigsauerstoff/-wasserstoff wird für Trägerraketen entwickelt, die diese Treibstoffe nutzen.
Storable Propellant Engine (SPE)/BERTA
Das Zweistoff-Triebwerk SPE/BERTA ist ein neues, innovatives Hochleistungstriebwerk der 5kN-Klasse, das für den Betrieb mit lagerfähigem Raketentreibstoff bei Raumtemperatur entwickelt wurde. Diese Art von Triebwerk ist mehrfach wiederzündbar, sodass es sich besonders für längere Missionen oder den Transport in verschiedene Umlaufbahnen geeignet.
Die BERTA-Technologie wurde von ArianeGroup in Deutschland entwickelt. Diese Arbeiten erfolgten im Rahmen des Future Launchers Preparatory Programme (FLPP) der Europäischen Weltraumorganisation ESA, das den künftigen Generationen europäischer Trägerraketen gewidmet ist. Das SPE/BERTA-Triebwerk wird unter anderem die zukünftige Zusatzstufe Astris der Ariane 6 antreiben, die die Vielseitigkeit der europäischen Trägerrakete weiter verbessert. BERTA ist leicht, robust, leistungsstark, mehrfach wiederzündbar und liefert den präzisen kinetischen Impuls, der für Astris-Missionen – wie das Aussetzen von Satelliten direkt auf der geostationären Umlaufbahn – benötigt wird.
Eine Version mit modularem Schub, genannt SPE-T (T = throttleable, englisch für „modularer Schub“), wird für ein zukünftiges Mondmodul entwickelt.
Vinci®
Vinci® ist das kryogene Triebwerk der Ariane 6-Oberstufe und verfügt über eine Schubkraft von 180 kN. Es ist mehrfach wiederzündbar und somit eine wesentliche Komponente für die Vielseitigkeit der Trägerrakete.
Dieses Triebwerk mit Expander-Zyklus funktioniert mit Flüssigsauerstoff und Flüssigwasserstoff (LOx/LH2) und verfügt über leistungsstarke Sauerstoff-/Wasserstoff-Turbopumpen sowie einen optimierten regenerativen Kühlkreislauf der Brennkammer. Für seine Konstruktion und Fertigung werden Verfahren eingesetzt, deren Auswahl mittels einer kostenoptimierten Konstruktionsmethode erfolgte. Es wurde von ArianeGroup gemeinsam mit europäischen Partnern im Rahmen eines Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt.
Zur Ergänzung des Vinci®-Antriebssystems hat ArianeGroup ein völlig neuartiges System entwickelt: Die Auxiliary Propulsion Unit (APU) bedrückt die Treibstofftanks der Oberstufe und liefert zusätzlichen Schub, beispielsweise für das sequenzielle Aussetzen von Satelliten-Clustern.
Nach Abschluss der kommerziellen Mission kann Vinci® ein letztes Mal gezündet werden, um die Oberstufe aus dem Orbit zu bringen und somit Weltraumschrott zu minimieren.
Vulcain®2.1
Vulcain®2.1 ist das Triebwerk der Ariane 6-Hauptstufe und sorgt in den ersten acht Flugminuten für starke Beschleunigung bis in eine Höhe von etwa 275 km.
Dieses kryogene Triebwerk wurde von ArianeGroup gemeinsam mit europäischen Partnern im Rahmen eines Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt. Bei seinem Betrieb werden Flüssigsauerstoff und Flüssigwasserstoff (LOx/LH2) über einen Gasgenerator und zwei Turbopumpen in die Brennkammer geleitet und dort gezündet, sodass ein Schub von 1370 kN im Vakuum entsteht.
Das 3,6 Meter hohe Vulcain®2.1 ist eine optimierte Version des Vulcain 2-Triebwerks der Ariane 5. Technologische Innovationen sind bspw. die Herstellung des Gasgenerators im 3D-Druckverfahren, eine vereinfachte Schubdüse und ein neues, elektrisch gesteuertes Heißgasventil im Abnahmetest. Im Streben nach Vereinfachung der Betriebsabläufe hat ArianeGroup eine neue, hochmoderne Montagelinie für das Triebwerk eingerichtet.
Eine weitere Neuerung des Vulcain 2.1 zur Leistungssteigerung: Das Zündsystem der Schubkammer wurde vom Triebwerk auf die Startrampe verlegt.