Ariane 6 Jungfernflug doch kein Erfolg? SpaceX Falcon 9 Fehlstart

Ich ziehe nochmals zwei Sachverhalte zusammen, die mir die Tage unter die Augen gekommen sind. Das US-Raumfahrtunternehmen SpaceX musste die Woche erstmals einen Fehlschlag bei einer Falcon 9-Trägerrakete verzeichnen. Und beim Jungfernflug der europäischen Ariane 6-Rakete gab es eine Fehlfunktion, die gravierende Auswirkungen auf künftige Missionen haben kann.

SpaceX Falcon 9 Fehlschlag bei 335. Missionen

Es sollte eine Routinemission werden, bei der die SpaceX Trägerrakete Falcon 9 mehrere SpaceX Starlink-Kommunikationssatelliten in den erdnahen Weltraum bringen sollte. Am erdnächsten Punkt sollte durch eine erneute Zündung des Triebwerks der zweiten Stufe die Bahn um einige Kilometer angehoben werden. Aber der Raketenmotor versagte bei der erneuten Zündung, wodurch die Starlink-Satelliten sowie die Oberstufe binnen Wochen zur Erde zurück stürzen und in der Atmosphäre verglühen werden.

(Quelle: YouTube)

Im Video des Flugs sieht man die rot glühende Düse der 2. Antriebsstufe, aber am unteren Ende des Tanks und an der Triebwerksaufhängung bildet sich Eis. Es sieht nach einem Leck aus. Bei Reuters heißt es, dass die US-Flugaufsicht (FAA) weitere Starts untersagt hat, bis die Ursache für die Fehlfunktion gefunden wurde. Golem hat in diesem Artikel noch einige Informationen zusammen getragen.

Ariane 6 Jungfernflug doch ein Fehlschlag?

Es sah wie ein Bilderbuchstart beim Jungfernflug der europäischen Ariane 6-Trägerrakete aus. Ich hatte den Live-Stream (bei dem es immer mal wieder kurze Aussetzer gab) mit verfolgt und im Beitrag Klappt der Jungfernflug der Ariane 6? Ja! etwas dazu geschrieben.

Die Oberstufe erreichte die Erdumlaufbahn und es schien ein voller Erfolg. Im verlinkten Artikel hatte ich geschrieben, dass die APU (Auxillary Power Unit) beim dritten Zünden der Oberstufe aus unbekannten Gründen ausgefallen ist.

Zwei Testsatelliten zum Wiedereintritt in die Atmosphäre wurden nicht ausgesetzt und die dritte Stufe verbleibt in der Umlaufbahn in ca. 500 km Höhe – geplant war es, diese Stufe abzubremsen und in der Atmosphäre verglühen zu lassen, um keinen Weltraumschrott entstehen zu lassen. Die Oberstufe wird für Jahrzehnte auf dieser Umlaufbahn verbleiben. Zuerst hieß es, dass dies aber wohl nur ein kleineres Problem sei und die Ariane 6 fünf von sechs Anforderungskriterien erfolgreich absolviert habe.

Nun liegen mir aber Informationen vor, die diesen Jungfernflug in einem etwas anders Licht erscheinen lassen. Die Oberstufe taumelt aktuell auf ihrer Bahn um die Erde, weil die dritte Wiederzündung der Oberstufe in der Erdumlaufbahn gescheitert ist. Aber was steckt dahinter?

Es hieß, die APU (Auxillary Power Unit) habe aus unbekannten Gründen versagt. Ich hielt das Kürzel für eine Stromversorgung, was aber falsch ist. Die APU ist eine Einheit, die dafür sorgen soll, dass auf den Treibstofftanks genügend Druck ist, um ein Wiederzünden der Triebwerke zu ermöglichen.

Zudem enthält die APU kleine Triebwerke zur Lagekontrolle – und ein Triebwerk soll die Oberstufe sogar beschleunigen, um durch die geringe Schwerkraft den Treibstoff in Richtung Raketenmotor mit der Treibstoffpumpe zu drücken.

Und genau diese APU ist während des Fluges aus unbekannten Gründen ausgefallen. Hier kommen wir zur Frage, ob das Design der Raketenstufe fehlerhaft ist. Bei anderen Oberstufen von Trägerraketen, die erneut gezündet werden müssen, wird der Druck auf die Tanks aus Helium-Tanks sichergestellt. Zur Lagekontrolle verwenden diese Oberstufen kleine Hydrazin-Triebwerke, die bewährt sind.

Bei der Ariane 6 soll die APU durch Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff aus den Tanks der Oberstufe sowohl die Hilfstriebwerke der APU zur Lagereglung gespeist als auch Treibstoff zur Druckerhöhung in den Treibstofftanks verdampft werden. Die Hilfstriebwerke werden durch verdampften Wasserstoff betrieben.

Die Webseite Golem hat in diesem Artikel eine Analyse des Sachverhalts vorgenommen. Bereits während der Live-Übertragung des Flugs konnte man erahnen, dass es massive Probleme gegeben habe, schreibt der Artikelautor. Der Live-Stream, der mit 20 Sekunden Verzögerung bereitgestellt wurde, sei immer in entscheidenden Zeitabschnitten ausgefallen.

Der Autor vermutet, dass die APU bereits während der zweiten Zündung Probleme zeigte. So sei die Oberstufe bereits während des Flugs in diesem Abschnitt für kurze Zeit ins Taumeln geraten und die Leute im Kontrollraum kamen ins Schwitzen. Videobilder der Oberstufe zeigen, dass die APU wohl unverbrannten Treibstoff ausstößt – möglicherweise gab es ein Treibstoffleck.

Gut, eine Fehlfunktion kann es immer geben. Der Golem-Artikel zeichnet aber nach, dass eine funktionsfähige APU essentiell für den Betrieb der Ariane 6-Rakete ist. Hintergrund ist, dass die Oberstufe in komplizierten Manövern Satelliten in verschiedenen Bahnhöhen aussetzen soll. Das ist aber nur mit mehrfacher Zündung des Triebwerks der Oberstufe möglich.

Im Golem-Beitrag wird auch ausgeführt, dass die APU bisher nie in der Schwerelosigkeit getestet wurde – angeblich ein Verstoß gegen die Design-Prinzipien, nach denen nur getestete Komponenten, die sich als zuverlässig erwiesen haben, verbaut werden.

Im Beitrag wird auch kritisiert, dass keine Redundanz in Form von Helium-Tanks und Hydrazin-Triebwerken zur Lageregelung im Design vorgesehen ist. Diese Redundanz hätte es der ESA ermöglicht, die APU in der Oberstufe der Ariane 6 auf mehreren Missionen zu testen. Bei einem Ausfall wären die Hydrazin-Triebwerke zur Lageregelung und die Helium-Tanks zur Druckerhöhung zum Einsatz gekommen.

Der ganz lesenswerte Golem-Artikel kommt zur Einschätzung, dass die unzuverlässige APU die künftigen Ariane 6-Missionen gravierend beeinträchtigen könnte.