Booster (Raketenantrieb)

Ein „GEM 40“ Feststoffbooster vor der Montage an eine Delta-II-Rakete.

Ein Feststoffbooster des Space Shuttles wurde im Ozean geborgen und nach Cape Canaveral gebracht.

Rückholung einer Space-Shuttle-Feststoffrakete (SRB).

Als Booster wird in der Raumfahrttechnik und bei militärischen Raketen eine Hilfsrakete bezeichnet, die beim Start eingesetzt und dann abgeworfen wird. Sie kann an der Trägerrakete oder einem Außentank (so beim Space Shuttle) angebracht sein. Booster dienen der Erzeugung zusätzlichen Schubs während des Starts.

Sind sie ausgebrannt, bei gängigen Trägerraketen in 40–60 km Flughöhe, werden sie abgetrennt und landen am Boden oder im Wasser. Einige größere Booster wie die des Space Shuttles, der Ariane 5 und der Energija-Rakete landen mit Hilfe von Fallschirmen weich, um auf Fehler inspiziert und wenn möglich wieder verwendet zu werden. Auch im Bereich von Flugzeugen und anderer atmosphärischer Flugkörper finden Booster zur kurzzeitigen Schubsteigerung Anwendung. Flugkörper mit Ramjet benötigen zum Beispiel zum Erreichen der für das Triebwerk notwendigen Mindestgeschwindigkeit eine andere Antriebsquelle. Auch als Starthilfe bei Flugzeugen kommen kleine Raketenbooster zum Einsatz. Drohnen wie die CL-289 werden aus dem Stand mittels eines Raketenboosters gestartet, aber auch größere militärische Flugzeuge können oft optional mit Boostern ausgerüstet werden, um die Startstrecke mittels eines JATO-Starts zu verkürzen.

Technik

Nach dem verwendeten Treibstoff wird zwischen zwei Bauarten unterschieden:

Festtreibstoff-Booster (engl. solid rocket booster, kurz SRB), wie sie beim Space Shuttle (als Space-Shuttle-Feststoffraketen) und vielen Raketentypen wie Delta II, Atlas V und Ariane 5 Verwendung finden. In der sowjetischen Raumfahrt wurden Feststoffbooster nicht genutzt.

Flüssigtreibstoff-Booster (engl. liquid rocket booster, kurz LRB) werden vor allem in sowjetischen/russischen Trägerraketen wie Sojus oder Energija, aber auch indischen (GSLV) und chinesischen (LM-2E und LM-3B) Raketen eingesetzt. Gerade auf russischer Seite spricht man allerdings nicht von Boostern bzw. Hilfsraketen, sondern von Blöcken der ersten Stufe. Auf US-amerikanischer Seite nutzt bisher nur die Delta IV Heavy LRBs, weiterhin sollen die in Entwicklung befindlichen Falcon Heavy und Atlas V Heavy LRBs verwenden. Als Liquid-Fly-Back Booster (LFBB) werden wiederverwendbare Flüssigtreibstoff-Booster bezeichnet, die durch ihre Rückkehr als Flugzeug zum Startplatz die hohen Startkosten senken sollen.

Bei einigen Trägerraketen wird auch ein Mix von SRB und LRB verwendet, z. B. bei der europäischen Ariane 44LP. Bei der japanischen H-2A war der Mix geplant, wurde jedoch nicht umgesetzt.

Häufig werden, je nach zu erzielender Nutzlast, zwei oder vier Booster eingesetzt, um symmetrische Schubverhältnisse zu garantieren; diese sind aber auch bei der Kombination von drei, sechs oder neun Boostern erreichbar. Bei der Energija wurden die Booster paarweise gebündelt und man konnte die Rakete mit zwei (realisiert), drei oder vier solcher Boosterpaare einsetzen. Bei der Delta II werden 3, 4 oder 9 Booster verwendet. Einige Raketen wie die Atlas V können Booster auch in unsymmetrischen Verhältnissen einsetzen; in diesem Fall muss der Schubvektor der Booster durch den Massenmittelpunkt der Rakete führen.

Zwei Feststoffbooster für das Space Shuttle auf einem Crawler-Transporter
Windkanalmodell eines wiederverwendbaren Boosters (Ariane 5 Liquid-Fly-Back Booster)
Eine Delta IV Heavy mit zwei Flüssigtreibstoffboostern
Der obere Teil eines „GEM-46“-Feststoffboosters einer Delta II Heavy im Vergleich zur Größe eines Technikers

Literatur

G. Brüning, X. Hafer:Flugleistungen. Springer Verlag Berlin Heidelberg GmbH, Berlin Heidelberg 1978.
Ernst Messerschmid, Stefanos Fasoulas:Raumfahrtsysteme. Springer Verlag Berlin Heidelberg, Berlin Heidelberg 2000, ISBN 978-3-662-09675-8.

Weblinks

Antriebssysteme - Sterne und Weltraum (abgerufen am 26. Mai 2016)
Grundlegende Theorie des Raketenantriebs (abgerufen am 26. Mai 2016)
Raketenbewegung (abgerufen am 26. Mai 2016)