Neue ESA-Verträge zur Fortsetzung der Projekte Prometheus und Phoebus
Die ESA treibt die Weiterentwicklung der beiden wichtigsten Demonstrationsprojekte für den Weltraumtransport, Prometheus und Phoebus, voran. Kurzfristig wird davon die neue europäische Trägerrakete Ariane 6 profitieren, und eine neue Generation europäischer Trägerraketen im nächsten Jahrzehnt wird vorbereitet.
Daniel Neuenschwander, ESA Direktor für Raumtransport, André-Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup, and Pierre Godart, CEO der ArianeGroup in Deutschland, haben in einer virtuellen Online-Veranstaltung Verträge im Wert von 130 Millionen EUR für Prometheus und 15 Millionen EUR für Phoebus unterzeichnet.
Die Unterzeichnung dieser Verträge ist ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung der beiden Projekte, die sich nun auf Schlüsseltechnologien und -prozesse konzentrieren, die bereits in Vorbereitung wertvoller Demonstrationen definiert wurden.
„Um Europas autonomen Zugang zum Weltraum zu finanzierbaren Kosten zu gewährleisten, arbeitet die ESA konsequent an der Entwicklung neuer Technologien für zukünftige Lösungen für den Weltraumtransport. Das wiederverwendbare Prometheus-Triebwerk und die Phoebus-Oberstufe sind hervorragende Beispiele dafür“, kommentierte Daniel Neuenschwander.
Prometheus ist ein besonders kostengünstiger Demonstrator für wiederverwendbare Raketentriebwerke, der mit flüssigem Methan betrieben wird. Es ist sehr vielseitig und daher für den Einsatz für Erststufen, den Boostern und Ober-Stufen zukünftiger europäischen Trägerraketen geeignet.
Er bietet variablen Schub, Mehrfachzündungen und intelligente Bordsteuerungssysteme für die Wiederverwendbarkeit. Dank der additiven Schichtherstellung, die 70 % der Masse des Triebwerks ausmacht, ist die Anzahl der Teile gering, was die Produktion beschleunigt und den Abfall reduziert. So können die Kosten im Vergleich zum aktuellen Ariane 5 Vulcain 2-Triebwerk auf ein Zehntel reduziert werden. Außerdem wird erwartet, dass die Verwendung von umweltfreundlichem flüssigem Methan-Kraftstoff die Kosten für den Bodenbetrieb vor und nach dem Flug senkt.
Um die aktuelle Anlaufphase abzuschließen, werden mit zwei vorhandenen Demonstratoren für Prometheus-Triebwerke im DLR-Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Lampoldshausen statische Heisslauftests durchgeführt. Bei diesen Tests gesammelte Daten werden wichtige Erkenntnisse zur Validierung und Demonstration des Triebwerkkonzepts liefern. Dies wird in die Planungen zur Erhöhung des Triebwerksschubs von derzeit 1000 kN auf 1200 kN einfließen.
André-Hubert Roussel, CEO der ArianeGroup, erklärte: „Mit dem Wissen, das wir uns erarbeitet haben, werden wir leichtere, viel kostengünstigere Triebwerke entwickeln können und europäische Trägerraketen werden wettbewerbsfähiger und umweltfreundlicher.“
Sechs Prometheus-Demonstratoren werden für Tests hergestellt. Gleichzeitig wird dies nachweisen, dass das Triebwerk serienmäßig zu den angestrebten Kosten produziert werden kann.
Das Projekt wird auch ein Prometheus-Konzept auf der Basis von flüssigem Wasserstoffbrennstoff vorbereiten, das Alternativen zu Methan bieten wird und bereits 2025 für Ariane 6 verfügbar sein könnte.
Phoebus ist eine stark optimierte Oberstufe für zukünftige Versionen der kommenden Trägerrakete Ariane 6 sowie anderer Trägerraketen. Phoebus könnte die Nutzlastkapazität von Ariane 6 für eine geostationäre Umlaufbahn um mehr als zwei Tonnen steigern und die Produktionskosten senken.
ArianeGroup wird mit MT Aerospace zusammenarbeiten, um Schlüsseltechnologien von Phoebus zu validieren, die seit Mai 2019 mit Unterstützung der ESA entwickelt wurden.
Dies ermöglicht den Abschluss der letzten Phase mit der detaillierten Planung, dem Bau und dem Test eines nahezu vollständigen Demonstrators, der aus einem Sauerstofftank, einem Wasserstofftank, der Verbindungsstruktur zwischen den beiden Tanks und einem Außenzylinder, repräsentativ für die äußere Haut der Oberstufe, bestehen wird. Alle diese Konstruktionen werden aus Kohlefaserverbundwerkstoff hergestellt. Eine Reihe zusätzlicher Funktionen macht diesen Demonstrator zu einem repräsentativen Prüfstand für verschiedene vielversprechende Technologien.
Frühe Prototypen werden das Risiko der Produktion des vollständigen Demonstrators einschränken und die Industrialisierung des Prozesses für die Serienproduktion von oberen Stufen entscheidend beeinflussen.
Zusätzliche Technologien in den Bereichen Materialien und Strukturen, Antrieb und Avionik könnten Phoebus als „Prüfstand“-Gelegenheit nutzen, um ihren Technologiestandard zu erhöhen.
Diese Aktivitäten werden im Rahmen des ESA- Future Space Transportation-Programm durchgeführt.
