Ariane 5 - Technik, Entwicklung, Zukunft

Also wenn Ariane 6 dann nur mit einem radikalen Schnitt. Entwicklungsaufwand der Ariane 5 geteilt durch 2 als Obergrenze. Andernfalls ist die finanzielle Belastung zu groß.  Der Entwicklungsaufwand für eine unbemannte Rakete wie die Ariane 5 war und ist viel zu hoch. Da ist dringend eine Reform notwendig.
Klar ist aber auch, dass mittelfristig internationale Kunden wegfallen. Indien nutzt gegenwärtig zwar noch die Ariane 5. Die Probleme mit der GSLV werden aber nicht ewig anhalten. Eigene Nutzlasten bis 5 Tonnen wird das Land dann selber starten (und auch die anderer Länder/Organisationen). Insofern wird Europa darauf angewiesen sein, eigene Nutzlasten selbst zu starten.

Mit den Prognosen für Kunden wäre ich auch vorsichtig. Das Problem ist ja das Ariane 5 als einziges Trägersystem weitgehend vom freien Markt abhängig ist. US-Anbieter haben praktisch nur Regierungsaufträge und selbst bei Russland machen sei den größten Teil aus. Schon ein kleiner Verlust bringt da die ESA in Zugzwang wie EGAS zeigte. Ob es die Ariane 6 richten soll? Ich bin skeptisch. Vielleicht ist es besser zu akzeptieren, dass es ökonomisch nicht möglich ist mit russischen oder chinesischen Anbietern zu konkurrieren. Es hat ja auch einen Grund warum heute so viel in China gefertigt wird - das Lohnniveau ist schlicht und einfach viel geringer. Dann wäre Ariane 5 der Träger für einen nationalen Zugang zum Weltraum, der auch kommerziell verfügbar ist, aber er würde sich nicht alleine dadurch finanzieren. Bei Ariane 6 habe ich noch keine Schätzungen über Entwicklungsaufwand und spätere Kosten gesehen.

Das Ariane 5 so teuer wurde liegt zum einen an der ursprünglichen Auslegung als (auch) bemannter Träger und zum Zweiten an dem Hickhack dass man seit 10 Jahren um den Ausbau macht anstatt ihn konsequent zu beenden. Man hat auch viel bezahlt um technologisches Wissen zu erwerben, wie bei Vulcain und Vinci (leistungsfähigstes Triebwerk mit Gasgenerator / Expander Cycle Antrieb) oder die Booster (leichteste ihrer Größe aus Edelstahl). Da es nach Gerüchten bei Ariane 6 auch wieder um Entwicklungsaufträge für Frankreich geht wird man wahrscheinlich wieder etwas neu entwickeln anstatt eine preiswerte Lösung zu suchen.

Mal anderes Thema:

OCAM Ariane 5 On-Board Camera

Endlich hab ich den Namen des Kamerasystems herausgefunden. OCAM heißt das. Dazu dieser Artikel:
http://www.esa.int/esaCP/SEM24KC4VUE_Germany_0.html
http://www.kayser-threde.de/de/press/news_detail.php?id=161

Entwickelt wurde OCAM von der Münchner Firma Kayser-Threde GmbH, die seit vielen Jahren in der Raumfahrtbranche einen guten Namen hat.
Das komplette Kamerasystem wiegt gerade einmal 25 Kilogramm. Je nach Aufgabenstellung gehören hierzu bis zu vier Kameras, ein eigenes Datenkompressionssystem, eine Batterie zur Stromversorgung, Elektronik zur Signalaufbereitung und -übertragung sowie zusätzliche Schnittstellen zu Experimenten. Die Systemelektronik ist so ausgelegt, dass Signale auch noch aus einer Entfernung von 20 000 Kilometern zur Erde übertragen werden können.

Die Experten der Europäischen Weltraumorganisation ESA sowie des Betreiberunternehmens Arianespace waren begeistert. Beim Start der Ariane-Mission V 173 saßen sie nicht nur in der ersten Reihe, sie flogen sogar live mit.

Offenbar nicht ausreichend....

OCAM soll künftig bei den meisten Arianestarts zum Einsatz kommen – insbesondere zum „Live-Test“ technisch anspruchsvoller Systeme, die auf speziellen Versuchsplattformen montiert sind.

Leider nichts draus geworden...  :'(

Jemand möge Arianespace/ESA mal mitteilen diese Kamera zumindestens bei den Regierungsstaats (ATV, Raumsonden) wieder einzubauen...

Mit der Kamera: das ist ein Dauerproblem bei der ESA. Also nicht dass bei Ariane 5 keine Kamera mitfliegt, sondern allgemein, dass man sich wenig Gedanken über Bilder machen die einfach nur schön sind, auch wenn sie vielleicht nicht unbedingt nützlich sind. Ich glaube mal gelesen zu haben, dass jemand es bedauerte, dass bei Ulyssus keine Kamera drin war und die VMC auf Venus Express ist ja auch nicht gerade berauschend und Bilder die veröffentlicht werden gibt es schon lange nicht mehr.

Man sollte die Kamera nicht nur einmal mitführen, sondern wenn genügend Nutzlast übrig ist mehrfach, z.B. an den Boostern (Abtrennung - hochsteigen bis zur Gipfelhöhe - Wassern verspricht spektakuläre Sichten)
oder unten an der ESC-A (mit Blick auf die Erde nach der Trennung)

Außerdem wäre es gut die Videos mit derselben Framerate online zu stellen wie sie gemacht wurden und nicht um den Faktor 2 beschleunigt.

Astrium meldet mit dem PDR (vorläufige Entwicklungsprüfung) das Erreichen eines weiteren Meilensteins in der Entwicklung der Ariane 5 ME. Damit sollen die Voraussetzungen für die Entscheidung der weiteren Finanzierung durch die Ministerratssitzung im Nov. 2012 erreicht sein.

http://www.astrium.eads.net/de/pressezentrum/astrium-absolviert-wichtigen-entwicklungsschritt-fur-die-ariane-5-me-midlife.html

Frankreich ist wegen der Ariane 5 ME immer noch unentschlossen:
http://www.spacenews.com/civil/111208-france-undecided-ariane5.html

Viele Leute sind laut Artikel auch frustiert über die hohen Kosten der Ariane. Interessant zum Beispiel diese Passage:

Rolf Densing, director of space programs at Germany’s space agency, DLR, expressed frustration that despite nearly two years of work by government and industry officials looking for ways to cut Ariane 5’s overall costs, few savings have been found.

“We negotiated with our monopolistic [rocket] industry to make space more affordable,” Densing said during the Dec. 6 conference. “But despite all this work we have only been able to find 1 or 2 percent in savings.”

Man hat sich mit der "monopolistischen" Raketenindustrie in Europa unterhalten um die Kosten zu senken aber nur 1-2% an Einpaarungen identifizieren können.

Seit einer Woche sehen ich das neue Konzept von MT-Aerospace zu einem Kerosinträger auch aus dieser politischen Sicht, v.a. den Zeitpunkt der Veröffentlichung .

Ich halte das aktuelle Design der Ariane 6 für Unsinn. Wäre es sich nicht Sinnvoller, sich an den EELV Trägern zu orientieren und lieber einen Träger zu entwickeln, der ein breites Specktrum von Nutzlast befördern kann? Das ist ja gerade das Schöne an einem Träger wie der Atlas 6 oder der Delta 4: Diese Träger können den Nutzlastbereich zwischen Delta 2 Heavy und Titan 4b abdecken. Warum soll das Europa nicht auch können?

Statt dessen wirft man 100te Millionen zu Festern raus und baut der Konkurenz eine passende Startrampe in Südamerika.

Europa konnte das mit der Ariane 4.
Warum man bei der Ariane 5 auf dieses Feature verzichtet hat ist mir auch ein Rätsel. Anstatt 2 großen wären ja auch mehrere kleine Feststoffbooster denkbar, deren Anzahl man variieren könnte. Das bringt zwar sicher nicht die Riesenersparnis, weil sie wohl gemessen am Gewicht am preiswertesten sind, aber immerhin einige Prozent weniger an Startkosten.
Wie vor allem Frankreich auf eine neue Trägerrakete bei einer "monopolistischen" Industrie drängt, ist unverständlich, denn wie wir ja bei ULA gesehen haben, nützen neue Träger nichts, wenn das Monopol dann den Preis frei diktieren kann.
Die Frage die sich nun stellt ist wohl eher industriepolitisch als technisch. Aber politisch scheint EADS ja gewollt zu sein.

Hallo,

Warum man bei der Ariane 5 auf dieses Feature verzichtet hat ist mir auch ein Rätsel.

Vielleicht weil man dachte, die Ariane 5 könnte so profitabel werden. Würde ich als Laie vermuten. Hat ja glaube ich
ein paar Jahre (fast) funktioniert. Allerdings nur in einem ganz kleinen Nutzungsfenster, wenn sich die Anforderungen
verändern, wie größere/kleinere Nutzlasten oder Galileo-Satelliten starten, dann ist es vorbei und die Startrate geht nach unten.
Vermutlich wird man immer subventionieren  müssen, dass machen alle anderen auch, direkt oder indirekt.

Ich halte das aktuelle Design der Ariane 6 für Unsinn. Wäre es sich nicht Sinnvoller, sich an den EELV Trägern zu orientieren und lieber einen Träger zu entwickeln, der ein breites Specktrum von Nutzlast befördern kann? Das ist ja gerade das Schöne an einem Träger wie der Atlas 6 oder der Delta 4: Diese Träger können den Nutzlastbereich zwischen Delta 2 Heavy und Titan 4b abdecken. Warum soll das Europa nicht auch können?

Statt dessen wirft man 100te Millionen zu Festern raus und baut der Konkurenz eine passende Startrampe in Südamerika.

"Konkurrenz" halte ich für ein hartes Wort: Sowohl Arianespace, als auch ESA und die Mitgliedstaaten profitieren von der Kooperation mit Russland. Und sind wir nicht eine raumfahrttreibende Menschheit? Zumindest wäre es schön, wenn es so wäre.

Zu Ariane 6, es ist einfach so, je kleiner das Anwendungsgebiet, sprich je kleiner, der Nutzlastbereich, desto billiger ist der Träger. Ob das nun Sinn oder Unsinn ist, wissen vermutlich nicht einmal die Leute, die sich das ausgedacht haben, genau. Ich finde es auch recht sinnlos, Ariane 5 ME und 6 parallel zu entwickeln, ich würde vielmehr lieber eine Sache im Focus sehen. Aber ich bin kein CEO oder ähnliches, ich bin nur Student , also bleibt mir (und vermutlich den meisten anderen hier) nix als abzuwarten und  zu hoffen, dass es für die europäische Raumfahrt gut ausgeht.

Bei der Entwicklung der Ariane 5 stand der Transport von Hermes (der Euro Shuttle, der nie gebaut wurde) im Vordergrund. Dafür wurde die Ariane 5 optimiert. Der Transport von Sats war nur ein Nebeneffekt. Leider war, als man Hermes eingestellt hat, die Entwicklung der Ariane 5 schon zu weit fortgeschritten, so das man am grundlegenden Design nichts mehr ändern konnte. Daher ist die Ariane 5 für den Sat - Transport nur suboptimal. Da die Hauptstufe zudem untermotorisiert ist, ist Ariane 5 zwingend auf ihre Booster angewiesen, um überhaupt abheben zu können. Daher sind kleinere Booster nicht möglich. Man darf Ariane daher nicht mit der Delta 4 vergleichen, die auch ohne Booster abheben kann. Die Ariane kann das nicht, sie muss eher mit dem Space Shuttle verglichen werden. Die Hauptstufe ist so schwer, das sie ohne Booster nicht einmal ohne Nutzlast und Oberstufe abheben könnte.

"Konkurrenz" halte ich für ein hartes Wort: Sowohl Arianespace, als auch ESA und die Mitgliedstaaten profitieren von der Kooperation mit Russland. Und sind wir nicht eine raumfahrttreibende Menschheit? Zumindest wäre es schön, wenn es so wäre.

In welcher Weise profitieren sie von einer Zusammenarbeit mit Russland? Abgesehen davon, das Russland unter Putin akuell auf dem besten Weg in eine Diktatur ist, von der selbst Gadaffi und co noch einiges lernen könnten. Mit einem solchen Staat möchte ich persönlich nichts zu tun haben, der steht für mich auf der selben Schwelle wie Nordkorea, Iran und Syrien.

Und was den Profit einer Zusammenarbeit betrifft, so sehe ich den nicht. Mit jedem Start einer EU- oder ESA Nutzlast auf einer Sujus oder Proton gehen in der EU Arbeitsplätze verloren, während sich die Russen eine goldene Nase verdienen. Dabei ist die Sojus von Kurou alles andere als billig, auf das Kilo Nutzlast bezogen erreicht die Sojus fast das Niveau der Atlas 5 401 und ist schon deutlich über der Ariane 40. Das einzige, was man mit dieser Zusammenarbeit erreicht hat ist, mit EU Steuergeldern Arbeitsplätze in der EU zu vernichten!

Bei der Entwicklung der Ariane 5 stand der Transport von Hermes (der Euro Shuttle, der nie gebaut wurde) im Vordergrund. Dafür wurde die Ariane 5 optimiert. Der Transport von Sats war nur ein Nebeneffekt. Leider war, als man Hermes eingestellt hat, die Entwicklung der Ariane 5 schon zu weit fortgeschritten, so das man am grundlegenden Design nichts mehr ändern konnte. Daher ist die Ariane 5 für den Sat - Transport nur suboptimal. Da die Hauptstufe zudem untermotorisiert ist, ist Ariane 5 zwingend auf ihre Booster angewiesen, um überhaupt abheben zu können. Daher sind kleinere Booster nicht möglich. Man darf Ariane daher nicht mit der Delta 4 vergleichen, die auch ohne Booster abheben kann. Die Ariane kann das nicht, sie muss eher mit dem Space Shuttle verglichen werden. Die Hauptstufe ist so schwer, das sie ohne Booster nicht einmal ohne Nutzlast und Oberstufe abheben könnte.

Du vergisst zu erwähnen, dass man damals aber auch an verschiedene Oberstufen dachte, die dann auch für GTO Transporte optimal wurden und die dann gestrichen wurden.
Mehrere Booster und das derzeitige Konzept schließen sich nicht aus. Die derzeitige Ariane 5 startet mit 1,5 g und hat eine Spitzenbeschleunigung von 4,6 g. Da gäbe es also noch Luft für eine Version mit einer Startbeschleunigung von 1,3 g und eine mit einer Spitzenbeschleunigung von 5,5 g. Sprich: 2,4,6 kleinere Booster wobei die 4 Booster Kombination dann die Ariane 5 wie sie heute existiert ersetzen würde.

@vger

Bei einer Neudimensionierung der Booster musst du allerdings auch darauf achten, dass die Rakete nach Abwurf der Booster lange genug oberhalb der dichteren Luftschichten fliegt bis die EPC soweit leer gebrannt ist, dass sie wieder an Höhe gewinnt.

Eine Verkleinerung der Booster wäre nur sinnvoll, wenn man auch die Erststufe verkleinert.

@vger

Bei einer Neudimensionierung der Booster musst du allerdings auch darauf achten, dass die Rakete nach Abwurf der Booster lange genug oberhalb der dichteren Luftschichten fliegt bis die EPC soweit leer gebrannt ist, dass sie wieder an Höhe gewinnt.

Eine Verkleinerung der Booster wäre nur sinnvoll, wenn man auch die Erststufe verkleinert.

Natürlich ist das heute blödsinnig, insbesonders weil die Ariane 5 von dem Entwurf von 1985 doch stark abweicht, als die EPC noch kleiner war. Aber damals hatte man sicher auch die Chance Booster zu entwickeln die genausolange wie die jetzigen brennen, aber eben weniger Schub entwickeln, sodass deren Beschleunigung ausreicht. Darüber hinaus gab es ja schon damals Pläne für leistungsfähige Oberstufen, über die man jetzt immer noch nur diskutiert, anstatt sie zu entwickeln.

Variable Booster sind ja auch bei einigen FLPP Entwürfen für die Ariane 6 vorgesehen.

Dabei ist die Sojus von Kurou alles andere als billig, auf das Kilo Nutzlast bezogen erreicht die Sojus fast das Niveau der Atlas 5 401 und ist schon deutlich über der Ariane 40. Das einzige, was man mit dieser Zusammenarbeit erreicht hat ist, mit EU Steuergeldern Arbeitsplätze in der EU zu vernichten!

Etwa 80 Mio Euro pro Start ist wirklich teuer. Das wird bei Galileo in den nächsten Jahren richtig ins Geld gehen.
Das soll ja offensichtlich die Hauptaufgabe der Sojus sein.
Das Geld für die Sojus-startanlagen hätte man sicher besser in eine verbesserte Oberstufe der Ariane 5 investiert.
Und so in Zukunft was gespart.

Wie beim Space Shuttle sind auch bei der Ariane 5 Hauptstufe und Booster perfekt aufeinander abgestimmt. Die Booster bringen 90 % des Startschubs. Es gibt also enge Grenzen, in denen die Booster verkleinert werden können. Die Hauptstufe lebt von der starken Beschleunigung durch die Booster, erst nach 3 Min hat die Hauptstufe so viel Treibstoff verbrannt, das das Schub - Gewichts - Verhältnis der Stufe über 1 : 1 steigt. Dadurch würde schon eine kleine Leistungsminderung bei den Boostern die Nutzlast deutlich veringern. Die Booster sind zudem das Billigste an dem Träger, man würde nicht viel sparen aber die Nutzlast würde massiv einbrechen. Gutes Beispiel sind hier die Delta 2 Träger mit nur 3 oder 4 Boostern, die waren 10 Mio Dollar billiger, hatten aber nur die halbe Nutzlast. Insofern ist ein Umbau der Ariane 5 auf Einzelstarts einfach zu teuer. Man kann die Nutzlast zwar noch um etliche Tonnen nach oben erweitern, aber nicht sinnvoll nach unten verkleinern. Insofern ist es schon Sinnvoll, über einen neuen Träger nachzudenken (immerhin ist die Ariane 5 schon 15 Jahre im Einsatz), aber so richtig sagen mir die Konzepte alle nicht zu. Die modernsten Träger sind die EELV und die Angara, die alle auf dem gleichen Prinzip aufgebaut sind, um mit einem Träger und wenigen Komponenten einen großen Nutzlastbereich abzudecken. Die USA hatten damals bei der Entwicklung der EELV das Konzept der Ariane 4 abgeschaut und es bis zur Perfektion weiterentwickelt. Leider scheinen die Europäer nicht so schlau zu sein.

Vielleicht hätte mann die Ariane 4 weiter entwickeln sollen, statt sie der Ariane 5 zu Opfern.
Jetzt ist es aber zu spät.

Mfg Collins

Ich denke die Ariane 4 hat das Ende ihrer Leistung erreicht. Wo hätte sie noch wachsen können, außer mit einem grundlegenden Redesign? Das wäre dann auch eine neue Rakete gewesen. Die heutige Atlas V hat auch nur wenig mit der Atlas III zu tun.

Die Ariane 45 war am Ende. Noch ein paar Booster mehr , das wäre vielleicht gegangen aber hätte wenig gerbraht weil die Oberstufe ja nicht mitwachsen. Zwar ist die sojus nun so teuer wie die Ariane 4, aber seit deren letzten Flug sind ja auch 10 Jahre vergangen, und sie wäre heute sicher noch teurer. Ariane 5 war vor 10 Jahren ja auch billiger (und die Sojus erst recht).

@MR: ich beziehe mich auf das ursprüngliche Konzept der Ariane 5 wie es 1985 erschien. Da war die EPC deutlich leichter (120 t) und hätte nach der Abtrennung eine Beschleunigung über 1 g gehabt, die heutige liegt darunter. Man kann das im Buch von Bernd Leitenberger  über europäische trägerraketen nachlesen (auf seiner website stehts leider nicht).

Gerade die Unwägbarkeiten mit der Sojus zeigen aber doch deutlich dass man einen eigenen Träger braucht. Es gab ja auch mal Vorschläge für Mischformen aus Ariane und Vega die gerade die Lücke füllen würden und die Nutzlast der Sojus gehabt hätten.
Edit: Tippfehler korrigiert

Ariane 5 war am Ende? Oder doch 4?

@MR: ich beziehe mich auf das ursprüngliche Konzept der Ariane 5 wie es 1985 erschien. Da war die EPC deutlich leichter (120 t) und hätte nach der Abtrennung eine Beschleunigung über 1 g gehabt, die heutige liegt darunter.

Das ändert leider nichts am Kernproblem. Die Ariane 5 ist für die heutigen Bedürfnisse komplett falsch geplant. Dadurch, das man auf Doppelstarts angewiesen ist, ist man nicht flexibel genug. Klar, als man das Design vor 25 Jahren festgelegt hat, galten noch andere Bedingungen, so war damals noch kein Start von westlichen Nutzlasten auf russischen Trägern möglich. Heute sind die Zeiten aber anders. Durch den Zwang von Doppelstarts ist Ariane weniger flexibel, hinzu kommt der Preisdruck durch russische und chinesische Träger.

Könnte man Einzelstarts zu einem vernünftigen Preis anbieten, so wäre man weitaus flexibler. Ehe man die Sojus nach Südamerika holt, wäre es vielleicht besser gewesen, das Geld für eine mofifizierte Ariane 4 auszugeben. Die wäre sicher nicht viel teuer als die Sojus aktuell geworden. Aber diese Gelegenheit hat man verspielt. Man hat lieber den Russen eine Rampe geschenkt und muss sich jetzt von denen mit irrsinnigen Startpreisen abzocken lassen. Ein gutes Beispiel, warum man sich Partnerschaften mit den Russen sehr genau überlegen sollte. Die gehen meistens nicht sehr gut aus.

Zitat von: vger am 29. Oktober 2011, 19:25:32

Sinnvoller wäre wohl die Oberstufe nach Frankreich zu geben...

Mit dem Vorschlag wirst du nicht nur hier in Deutschland auf einem Haufen Widerstand stoßen. Frankreich hat ja die "leitende" Funktion im Ariane-Programm und haben die EPC und die EAP entwickelt. Wenn die noch die Zweitstufe bauen würden, dann könnte man die Araine 5 auch gleich ne französische Rakete mit europäischer Finanzierung nennen. Es ist gut so, dass Astrium die ESC baut, denn die arbeiten schon seit Jahren an der Stufe. Außerdem wird die ESC der Ariane 5 ME auch ne ganz andere sein als die der Ariane 5 ECA, abgesehen von Vinci. Diese soll ja leichter werden, wodurch das Start-:Leermasseverhältniss besser wird.

Leichter? Die Esa spricht von 6 t,EADS von 6,25 t  das ist deutlich schwerer, Und es ist fast dasselbe Voll/Leermasseverhältnis.

Sooo Deutschland und Frankreich wollen jetzt eine Arbeitsgruppe gründen um Differenzen bei der Ariane 5 zu überbrücken:
http://www.spacenews.com/policy/120209-france-germany-resolve-ariane5-differences.html

Konkret geht es um Ariane 6 vs Ariane 5 ME. Am 30. Juni soll eine "Lösung" vorliegen. Frankreich benutzt Deutschlands Kritik, dass die Ariane 5 zu teuer ist, als Argument für die Ariane 6. Die Ariane 6 soll auch die Sojus in Kourou ersetzen.

Außerdem ist Frankreich eindeutig für das ATV-VAC und nicht das Orion-SM, eine Position die Deutschland auch einnehmen müsste, wenn der angebliche Robotikschwerpunkt das Papier wert ist auf dem er geschrieben ist.

Fazit: Bravo, ich unterstütze beide französische Postionen.

Bei Ariane 6 sehe ich auch eher neue Chancen für einen erneuten bemannten Anlauf aus Europa, falls sowas überhaupt mal erneut in Betracht gezogen wird. Eine kleine Kapsel à la CST-100 mit beschränkter Funktionalität könnte ein vernünftiger kostengünstiger Ansatz sein.