Innovative Trägerraketen verbessern Aussichten für Europas Raumfahrt
Die Raumfahrt wird für die Wirtschaft immer attraktiver, da die Einstiegskosten für Trägerraketen und Satellitenplattformen immer weiter fallen. Dies ist zum Teil auf die Entwicklung neuer elektrischer Komponenten und Batterietechnologien sowie zum Teil auf die Nutzung der unteren Erdumlaufbahn zurückzuführen. Infolgedessen entsteht eine neue Generation kleinerer Satelliten mit einem Gewicht von weniger als 200 kg, mit deren Start bald zu rechnen ist. Während diese Satelliten immer kleiner werden, werden ihre Anwendungen immer komplexer, denn sie stellen Daten sowie Telekommunikations- und Überwachungsfunktionen für die Erde unter ihnen bereit. Ein spezieller Startdienst für solche Satelliten könnte daher eine Schlüsselrolle bei der Förderung der europäischen Innovation in der neu entstehenden Wirtschaft des New Space spielen. Momentan müssen viele Kleinsatellitenmissionen mit einer größeren Rakete fliegen, die sie nicht immer genau dorthin bringt, wo sie hin sollen.
Eigens angefertigtes vertikales orbitales Startsystem
„Das Hauptziel des Projekts ENVOL bestand in der Entwicklung und dem Bau einer kleineren Rakete, die Europa einen hervorragenden kommerziellen, wettbewerbsfähigen und umweltfreundlicheren Startdienst bieten könnte“, erklärt ENVOL-Projektkoordinator Kristian Lium von Nammo in Norwegen. „Diese würde kleinen Satelliten im Bereich von 100-200 kg einen kostengünstigen, häufigen und flexiblen Zugang zum Weltraum ermöglichen.“ Zu diesem Zweck brachte das Projekt neun europäische Organisationen mit Fachwissen in der Luft- und Raumfahrtforschung und -gestaltung unter einen Hut. „ENVOL ist es gelungen, einige der besten Unternehmen in Europa zu vereinen, die sich auf Komponenten oder Untersysteme für Raumfahrtanwendungen spezialisiert haben“, bemerkt Lium. Das Projektteam begann mit der Entwicklung der Bausteine für ein eigens angefertigtes vertikales orbitales Startsystem. Dazu wurde ein modellbasiertes Systemtechnikinstrument zusammen mit einem multidisziplinären Instrument zur Optimierung/Analyse des Designs eingesetzt. Es wurden Flugbahnsimulationen durchgeführt, die eine detailliertere Planung und Analyse begünstigten.
Trägerraketen-Demonstratoren waren ein Erfolg
Durch diese gemeinsame Arbeit konnte das Konsortium die Gestaltung eines gut funktionierenden Mikro-Startgeräts für Kleinsatelliten ausarbeiten und festlegen. Mit Simulationen belegte das Projektteam die potenzielle Fähigkeit des Prototyps, die erforderliche Nutzlast an die richtige Position zu bringen. Insbesondere vier ambitionierte Trägerraketen-Demonstratoren – die Turbopumpe, der Treibstofftank, die Avionik der Trägerrakete und die Avionik der Nutzlast – standen im Mittelpunkt. „Die Reife der Technologien für diese Lösungen wurde durch verschiedene praktische Tests nachgewiesen“, ergänzt Lium. Die ENVOL-Trägerrakete basiert ebenfalls auf einer hybriden Antriebstechnologie, die die Vorteile von Feststoff- und Flüssigkeitsantrieben in sich vereint. Feststoffraketen sind in der Regel preiswerter und einfacher zu bauen, während Flüssigtreibstoffraketen mehr Leistung erbringen können und vielseitiger sind.
Verstärkte Nachfrage nach Kleinsatellitenstarts
Die Erfolge des Projekts ENVOL stellen einen wichtigen Fortschritt dar, um die erwartete steigende Nachfrage nach dem Start von kleinen Satelliten zu befriedigen. „Das ENVOL-Konsortium hat nachgewiesen, dass Europa in der Lage ist, durch Zusammenarbeit eine kleine Trägerrakete zu entwickeln“, bestätigt Lium. Zu den weiteren Maßnahmen gehört die Sicherung einer angemessenen Finanzierung, damit die Technologie in realen Anwendungen eingesetzt werden kann. Außerdem müssen noch weitere Arbeitsschritte durchgeführt werden, um alle Komponenten und Teilsysteme auf der Ebene der Trägerraketen vollständig zu integrieren. In der Zwischenzeit schreitet die Kommerzialisierung der Raumfahrtbranche weiter voran. Lium hofft, dass Raumfahrtzentren – wie der auf der landschaftlich reizvollen norwegischen Insel Andøya – bald als Startplätze für kleine Satelliten in niedriger Umlaufbahn genutzt werden und dass Europa als Ganzes diese Gelegenheit nutzt, um seine Fähigkeiten zum Start kleiner Satelliten auszubauen.
Schlüsselbegriffe
ENVOL, Satellit, Weltraum, Umlaufbahn, Erde, Antrieb, Luft- und Raumfahrt, Avionik
