Neuer Ariane-Prüfstand in Lampoldshausen eingeweiht

Hardthausen  Eine halbe Million PS im Zaum halten: Der neue Prüfstand P5.2 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Lampoldshausen soll die Ariane-6-Oberstufe testen und für den Flug ins All qualifizieren.

Von Patricia Okrafka

Trois, deux, un - wie im Weltraumzentrum Kourou wird der Countdown auf Französisch heruntergezählt. Doch statt einer Rakete startet die Einweihung des neuen Prüfstands P5.2 am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Harthäuser Wald. Es ist ein Prüfstand, den es so kein zweites Mal in Europa gibt.

Der Teil wird getestet, der die Satelliten hochschießt

Die Tore des dreistöckigen Gebäudes öffnen sich. Hier soll die Oberstufe der europäischen Trägerrakete Ariane 6, also der oberste Teil, der die Satelliten hochschießt, unter Bodenbedingungen getestet und für den Flug ins All vorbereitet werden. Im Triebwerk treffen die Treibstoffe aufeinander. Dessen Wirkprinzip ähnelt einer Knallgasprobe aus dem Chemieunterricht: Wenn sich Wasserstoff mit Sauerstoff verbindet und das Gemisch gezündet wird, gibt es eine Explosion.

Was diese Anlage für Lampoldshausen und Europa bedeutet? "Es ist eine große Erweiterung unserer Testmöglichkeiten. Wir haben bis jetzt hauptsächlich Komponenten getestet - Triebwerke in allen Größen, also von klein bis ganz groß. Wir sind nun in der Lage, ganze Raketen-Oberstufen zu testen. Das ist in Europa einzigartig", sagt Anja Frank, Leiterin der Abteilung Versuchsanlagen am Standort.

Für DLR-Vorstandsvorsitzende Pascale Ehrenfreund ist die Anlage eine Antwort auf Anforderungen im weltweiten Raumtransport. "Der Prüfstand ist anpassungsfähig, flexibel im Einsatz und kosteneffizient. Und er trägt maßgeblich zum Erhalt eines sicheren, wettbewerbsfähigen und unabhängigen Zugangs zum All bei."

Der Bau hat fünf Jahre gedauert und kostete 50 Millionen Euro

Finanziert wurde der Bau, der fast fünf Jahre gedauert und rund 50 Millionen Euro gekostet hat, von deutschen ESA-Beiträgen zum Ariane-6-Entwicklungsprogramm. Die Oberstufe wird vermutlich Ende des Jahres nach Lampoldshausen geliefert, bevor es nach Kourou in Französisch-Guayana geht, und dann weiter ins All. Der Erstflug ist für 2020 angedacht.

 

Ariane-Oberstufe

Angetrieben von einem Vinci-Triebwerk

Höhe:

Durchmesser:

Gewicht (leer):

max. Gewicht:

Treibstoffmenge:

Treibstoff:

11,6 Meter

5,4 Meter

6 Tonnen

40 Tonnen

33 Tonnen (28t LOX, 5t LH2)

Flüssigsauerstoff (LOX),

Flüssigwasserstoff (LH2)

Nutzlast geostationäre

Umlaufbahn:

Schubkraft:

Anzahl Zündungen:

Brenndauer:

Temperaturen:

10,5 Tonnen

180 kN (ca. 559.000 PS)

max. 4

max. 848 Sekunden

-250°C (Flüssigwasserstoff)

bis +3000°C in der Brennkammer

HSt-Grafik, Quelle/Foto: ArianeGroup

Ariane-Oberstufe

Angetrieben von einem Vinci-Triebwerk

11,6 Meter

5,4 Meter

6 Tonnen

40 Tonnen

33 Tonnen (28t LOX, 5t LH2)

Flüssigsauerstoff (LOX),

Flüssigwasserstoff (LH2)

 

10,5 Tonnen

180 kN (ca. 559.000 PS)

max. 4

max. 848 Sekunden

-250°C (Flüssigwasserstoff)

bis +3000°C in der Brennkammer

Höhe:

Durchmesser:

Gewicht (leer):

max. Gewicht:

Treibstoffmenge:

Treibstoff:

 

Nutzlast geostationäre

Umlaufbahn:

Schubkraft:

Anzahl Zündungen:

Brenndauer:

Temperaturen:

HSt-Grafik, Quelle/Foto: ArianeGroup

Doch bevor es so weit ist, muss die Funktionsfähigkeit der Raketenstufe gewährleistet werden. Projektleiter Gerhard Krühsel war für die Entwicklung und den Aufbau des P5.2 zuständig. Jetzt übernimmt Anja Frank. Sie ist verantwortlich für den Betrieb aller Prüfstände und der dazugehörigen Anlagen. Ihre Aufgabe in den nächsten Monaten: "Die Inbetriebnahme, die Funktionalität des Prüfstandes nachweisen, und - wenn die Oberstufe kommt - eben auch das reale Testen."

Im Innern des Prüfstands verbirgt sich Ingenieurskunst. Dicke, blaue Stahlpfeiler sollen die Oberstufe festhalten und die Kräfte abfangen, die hier ab Januar 2020 wirken werden. Und das müssen sie auch, denn beladen wiegt das Raketenteil 40 Tonnen. "Das Triebwerk hat einen Vakuumschub von 18 Tonnen. Um es zu veranschaulichen: Es entwickelt eine thermische Leistung von etwa 550 000 PS", sagt Frank.

Nicht zu unterschätzen seien die großen Temperaturunterschiede, die innerhalb der Stufe herrschen. "Wir haben Flüssigwasserstoff auf der einen Seite mit minus 250 Grad Celsius. Auf der anderen Seite haben wir eine Verbrennungstemperatur in der Brennkammer von über 3000 Grad Celsius." Diese großen Spannungen, die thermischen und mechanischen Lasten und die hohe Dynamik müsse die Oberstufe aushalten. "Das ist auch ein Teil dessen, was wir nachweisen und was wir hier prüfen", sagt Frank.

Keine Beschwerden trotz Lärm

Ob die Oberstufe gerade getestet wird oder nicht, sieht man von Weitem an der aufsteigenden Wasserdampfwolke. Anwohner hören die Tests aber auch, denn die sind laut. "Wir haben aber eigentlich keine Beschwerden. Unsere Versuche sind relativ kurz - im Normalfall. Das Triebwerk kann ein paar Minuten laufen, dann ist der Treibstoff zu Ende", sagt Anja Frank. "Wir haben viele Messstellen, die wir kontrollieren." So könne nachgewiesen werden, dass Lärmgrenzen eingehalten werden. Außerdem werde Wasser eingedüst. "Das kann Schall dämpfen", so die Leiterin der Versuchsanlagen.

 

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