Ares (Rakete)

Konzeptvorstellungen von Ares I (leichter Träger) (links) und Ares V (schwerer Träger) (rechts)

Größenvergleich zwischen der Saturn V, dem Space Shuttle und den Ares-Modellen (veraltet)

Die derzeitige Planung der Ares I

Ares war der Name einer im Rahmen des 2010 eingestellten Constellation-Programms der NASA geplanten Trägerraketenreihe, die größtenteils aus auf dem Trägersystem des Space Shuttles basierenden Elementen bestehen sollte. Zwei Modelle waren geplant: ein leichter Träger in der 25-Tonnen-Klasse für den Transport des bemannten Raumschiffs Orion mit der Bezeichnung Ares I und eine unbemannte Schwerlastrakete zum Befördern von Antriebsstufen und Raumfahrzeugen für bemannte Mond- und Mars-Missionen mit der Bezeichnung Ares V.

Das Constellation-Programm und mit ihm die Entwicklung der Raketen wurde von der Regierung Obama aus finanziellen Gründen eingestellt.^[1] Die Konzepte der Ares IV und Ares V gingen teilweise in der Entwicklung des zukünftigen Trägersystems Space Launch Systems auf.

Namensherkunft

Die Namen wurden von der NASA am 30. Juni 2006 bekanntgegeben.^[2] Im Januar 2007 gab die NASA die Konzeptstudie einer dritten Rakete, der Ares IV, bekannt. Diese verwendet Komponenten beider Raketen und soll Menschen mit nur einem Start zum Mond befördern.

Der Name Ares ist vom Namen des griechischen Kriegsgottes Ares entlehnt, der mit dem Mars assoziiert wird. Die Nummerierung der Ares-Träger sollte in Anlehnung an die einstigen Saturn-I- und Saturn-V-Raketen des Apollo-Mondprogramms erfolgen. Da die Ares IV Teile der beiden Modelle verwendet, wurden auch deren Ziffern verwendet. Zuvor waren die Träger unter der vorläufigen Bezeichnung Shuttle Derived Launch Vehicle (SDLV) bekannt.

Ares I

Der Träger Ares I war zweistufig geplant und hätte eine Nutzlastkapazität von etwa 24,5 Tonnen für eine niedrige Erdumlaufbahn mit einer Bahnneigung von 28,5° (Bahn des Hubble-Teleskops) und 22,9 Tonnen für eine Bahnneigung von 51,6° (Bahn der ISS) gehabt. Als Höhe waren 99 m bei einem Durchmesser von 3,66 m der ersten Stufe und 5,48 m der zweiten Stufe geplant. Die Ares-I-Rakete hätte vorerst zum Start des Orion-Raumschiffs gedient, jedoch war auch geplant später auch andere Nutzlasten ins All befördern, zum Beispiel ein Versorgungsfahrzeug (siehe H-2 Transfer Vehicle).

Die erste Stufe war als eine, aus einer um ein fünftes Treibstoffsegment erweiterten Space-Shuttle-Feststoffrakete geplant. Dieses Segment sollte wiederverwendbar sein und wäre nach der Fallschirmlandung im Atlantik geborgen und für die Wiederverwendung vorbereitet worden.^[3] Die Avionik basierte auf der Atlas-Rakete. Ein spezieller Adapter sollte die Verbindung zur Oberstufe herstellen. Die zweite Stufe hätte flüssigen Wasserstoff (LH2) und flüssigen Sauerstoff (Liquid Oxygen – „LOX“) verbrannt und wäre von einem J-2X-Triebwerk von Pratt & Whitney Rocketdyne angetrieben worden, dessen Vorgänger bereits in der Oberstufe der Saturn V Verwendung fand. Sie würde außerdem in einer Instrumenteneinheit das Lenk- und Reaktionskontrollsystem der Unterstufe enthalten. Darüber befände sich die Nutzlastkapsel. An der Spitze von Ares I befand sich eine Rettungsrakete, um die Raumkapsel mit den Astronauten im Falle eines Fehlstarts aus dem Gefahrenbereich ziehen zu können.

Am 4. Januar 2007 schloss die NASA eine erste Prüfung der Systemanforderungen für die Ares I ab, die ein kritischer Punkt in deren Entwicklung ist. Dabei wurde bestätigt, dass das Entwurfskonzept der Ares I die gestellten Programmanforderungen erfüllt.^[4]

Am 10. September 2009 wurde die erste Bodentestzündung des 5-Segment-Boosters auf dem Testgelände in Promontory (Utah) erfolgreich durchgeführt, nachdem ein erster Versuch am 25. August 2009 zwanzig Sekunden vor der geplanten Zündung abgebrochen wurde. Grund für den Abbruch war eine fehlerhafte Treibstoffversorgung einer APU, die die Energie für die Schubvektorsteuerung bereitstellt.

Ein erster suborbitaler Testflug (Ares I-X) nur mit der ersten (mit nur vier befüllten Boostersegmenten) und einer Attrappe der zweiten Stufe fand am 28. Oktober 2009 statt.^[5]

Ares V

Der schwere Träger Ares V war zunächst nur für den unbemannten Einsatz vorgesehen. Nach dem ursprünglichen Konzept sollte sie rund 130 Tonnen Nutzlast in einen niedrigen Erdorbit befördern. Der Träger befände mit seiner Höhe von 109 m ungefähr in derselben Größenordnung wie die einstige Mondrakete Saturn V. Die Zentralstufe der Rakete hätte einen Tank verwendet, der technologisch auf dem Außentank des Space Shuttles basiert, jedoch mit etwa 10 m einen vergrößerten Durchmesser aufweisen würde sowie fünf RS-68-Triebwerke der Delta IV für den Antrieb besitzt. Zusätzlich sollte sie beim Start von zwei fünfsegmentigen Feststoffboostern des Space Shuttles unterstützt werden. Die Oberstufe, auch Earth Departure Stage (EDS) genannt, wäre von einem J-2X-Triebwerk angetrieben worden. Sowohl die Zentralstufe als auch die Oberstufe arbeiten mit der hochenergetischen Treibstoffkombination LOX/LH2. Primäre Nutzlast sollte zunächst die Altair-Mondlandefähre sein.

Im Juni 2008 stellte die NASA ein überarbeitetes Konzept für die Ares V vor:^[6] Demzufolge soll der Träger nunmehr etwa sechs Meter länger werden und ein sechstes RS-68-Triebwerk erhalten. Durch diese Veränderungen wird Ares V insgesamt etwa 71 Tonnen Nutzlast zum Mond transportieren können oder 188 Tonnen in einen niedrigen Erdorbit.

Ares IV

Seit Januar 2007 zog die NASA die Ares IV als ein weiteres Familienmitglied in Erwägung, das aus der Zentralstufe der Ares V und der Oberstufe der Ares I bestanden hätte und nur für Mondorbitmissionen genutzt werden sollte. Mit dieser Rakete könnte sowohl das Orion-Raumschiff als auch die Altair-Mondlandefähre in den direkten Mondorbit gestartet werden. Dort würden dann die Raumschiffe, im Gegensatz zum Ares-I-/Ares-V-Szenario, aneinander andocken. Auf diese Art wäre es auch möglich, ein Rettungsschiff zu starten, sollte es zu einem Unglück ähnlich wie bei Apollo 13 kommen. Die Ares IV war ursprünglich lediglich eine Konzeptstudie ohne konkrete Realisierungspläne. Nach der Beendigung des Constellation-Programmes durch Barack Obama 2010 wurde kurz darauf durch den Kongress der Vereinigten Staaten beschlossen, Teile des Ares-Konzepts weiter zu verwenden. Das daraus resultierende zukünftige Trägersystem Space Launch System basiert in den Grundzügen auf dem Konzept der Ares IV.

Siehe auch

• Bemannter Marsflug
• Space Launch System
• Liberty (Rakete)

Weblinks

Commons: Ares (Rakete) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• NASA: Ares I Factsheet (englisch, PDF; 1,5 MB)
• NASA: Ares V Factsheet (englisch, PDF; 4,8 MB)
• NASA: J-2X Factsheet (englisch, PDF; 3,0 MB)
• NASA: NASA Revives Apollo (englisch)

Nachweise