Lexikon der Fernerkundung

Ariane

Baureihe von Trägerraketen der ESA, die im Rahmen der europäischen Raumfahrt zum Transport von Nutzlasten eingesetzt werden. Abschussbasis ist der Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guayana), 5° nördlich des Äquators. Der Name Ariane kommt von der französischen Bezeichnung für die Fruchtbarkeitsgöttin Ariadne aus der griechischen Mythologie.

Die Raketen werden von einem Geschäftsbereich des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Airbus Group (früher EADS) entwickelt. Im März 1980 wurde die Firma Arianespace gegründet. Sie ist nach diversen Umstrukturierungen inzwischen (Stand 2019) für Betrieb und Vermarktung der von ArianeGroup entwickelten europäischen Startsysteme Ariane und Vega zuständig.

Die erste Ariane Trägerrakete schoss an Heiligabend 1979 in den Himmel. Ariane-1 war dazu ausgelegt, zwei Telekommunikationssatelliten gleichzeitig ins All zu befördern um Kosten zu sparen. Als die Größe der Satelliten wuchs, machte Ariane-1 allmählich Platz für die stärkeren Ariane-2 und Ariane-3. Insgesamt fanden zwischen 1979 und 1986 elf erfolgreiche Starts der Ariane-1 statt und zwischen 1987 und 1989 fünf erfolgreiche Flüge der Ariane-2. Das Modell Ariane-3 flog zwischen 1984 und 1989 elf Mal erfolgreich ins All.

Die Ariane-4 wurde zu Recht als Arbeitspferd der Ariane-Familie bekannt. Seit ihrem ersten Flug am 15. Juni 1988 hat sie über 100 erfogreiche Flüge absolviert. Sie hatte sich als idealer und vielseitiger Träger für Telekommunikations- und Erdbeobachtungssatelliten erwiesen aber auch für Forschungsmissionen.

Ihre Rolle wurde von der Ariane-5 übernommen, die 1999 ihren ersten operationellen Flug unternahm. Ariane-5 kann sowohl für Starts zu geostationären Orbits, mittleren und niederen Erdumlaufbahnen eingesetzt werden, wie auch für Flüge zu anderen Planeten.

Ariane Entwicklungsreihe
Ariane Entwicklungsreihe Quelle: ESA

Bei aller Verwandtschaft zu den Vorgängermodellen Ariane 1 bis 4 ist die aktuelle Ariane 5 ein Trägersystem der 'nächsten Generation', bei dessen Entwicklung völlig neue Wege beschritten wurden. Seit 2005 bietet die neue Version der Ariane 5 eine GTO-Doppelstartkapazität von bis zu 10 Tonnen, um dem wachsenden Bedarf kommerzieller wie auch institutioneller Kunden zu entsprechen und Nutzlasten in eine geostationäre Umlaufbahn zu transportieren. Dies ermöglichen in erster Linie ihre neue kryogene Oberstufe mit einem Fassungsvermögen von über 14 Tonnen Treibstoff, sowie ihre leistungsgesteigerte kryogene Hauptstufe mit dem neuen Vulcain 2 Triebwerk. Obwohl noch umfangreiche Leistungssteigerungen der Ariane 5 in Planung sind, wird bereits die Entwicklung der Nachfolgeversion Ariane 6 vorbereitet.

Die Ariane ist die wichtigste europäische Trägerrakete. Weltweit verbucht die Ariane 5 die beste Bilanz aller regelmäßig eingesetzten Trägersysteme. Im Marktsegment der Startdienstleistungen für Telekommunikationssatelliten hat das europäische Trägersystem heute einen Anteil von über 50 Prozent. Sie brachte nicht nur über 100 Satelliten und Raumsonden ins Weltall, sondern befördert auch die europäischen Raumfrachter ATV (Automated Transfer Vehicle) zur Internationalen Raumstation ISS. Und sogar für eine der prestigeträchtigsten Weltraummissionen aller Zeiten, das James Webb Space Telescope von NASA, ESA und CSA, wurde die Ariane vorgesehen: im Dezember 2021 startete der Nachfolger des berühmten Hubble-Weltraumteleskops mit der europäischen Ariane 5.

Explosionsansicht einer Ariane 5 ECA

Explosionsansicht einer Ariane 5 ECA

Quelle: DLR
Parameter Ariane 5 ECA
Erster Start 11.12.2002
Startplatz ELA-3, Centre Spatial Guyanais, Französisch-Guayana
Höhe 55 m
Haupt-Durchmesser 5,4 m
Startmasse 780 t
Nutzlastkapazität 10,3 t in einen GTO*
Typische Nutzlasten Telekommunikations-, Forschungs- und
Erbeobachtungssatelliten
Stufen
  Feststoff-Booster**
EAP (2 Stck.)
Kryogene Hauptstufe
EPC
Kryogene Oberstufe
ESC-A
Höhe 31,6 m 23,8 m 4,7 m
Durchmesser 3,05 m 5,4 m 5,4 m
Leermasse 3,8 t 14,7 t 4,5 t
Treibstoffmasse

240 t HTPB*
146,2 t LOX*
23,8 t LH2*
12,8 t LOX*
2,1 t LH2*
Triebwerk
Schub (Vakuum)
Spez. Impuls (Vakuum)
Brennzeit
N/A
7000 kN
275 s
130 s
Vulcain 2
1390 kN
432 s
540 s
HM7B
67 kN
446 s
945 s

** Angaben pro BoosterQuelle: Arianespace

*GTO - Geostationärer Transferorbit
*HTPB - Hydroxyl-terminiertes Polybutadien

*LOX - Flüssiger Sauerstoff
*LH2 - Flüssiger Wasserstoff

Die Ariane-Baureihe wurde ergänzt durch den Einsatz der neu entwickelten Vega und Vega-C für leichtere Lasten und der weiterentwickelten russischen Sojus für mittelschwere Lasten. Beide können von eigenen Startrampen von Kourou aus starten.

Arianespace hält sich strikt an die Sanktionen, die von der internationalen Gemeinschaft (Europäische Union, Vereinigte Staaten von Amerika und Vereinigtes Königreich) nach dem Einmarsch Russlands in die Ukraine beschlossen wurden. Infolgedessen sind alle Starts mit Sojus-Launchern ausgesetzt. Die vorbereiteten Sojus-Trägerraketen und Galileo-Satelliten befinden sich in stabiler Konfiguration und in Sicherheit.

Im Bau ist die Version Ariane 6, die je nach Version in der ursprünglichen Planung eine Nutzlast von 3000 bis 8000 Kilogramm besitzen sollte und ab 2025 die heutige Ariane 5 ablösen könnte. Über ihren Bau wurde endgültig am 2. Dezember 2014 auf dem ESA Ministerial Council entschieden. Damit das Ariane-Trägersystem im internationalen Wettbewerb dauerhaft erfolgreich bleibt, muss es nicht nur technisch weiterentwickelt, sondern auch wirtschaftlich betrieben werden können. Der Aspekt der Wirtschaftlichkeit der europäischen Träger ist in den letzten Jahren immer wichtiger geworden - momentan ist eine kostendeckende Vermarktung der Ariane ohne staatliche Unterstützung nicht mehr möglich.

Ein Weg aus dieser Situation sollte die Weiterentwicklung der aktuellen Ariane zur Ariane 5ME sein: Dieses "Midlife Evolution"-Programm hatte eine Anhebung der Nutzlastkapazität der Ariane 5 auf zwölf Tonnen bei gleichen Startkosten zum Ziel. Diese, als Zwischenlösung bis zur Ariane 6 gedachte Weiterentwicklung der Ariane 5 wird nicht weiterverfolgt. Stattdessen wurde direkt mit der Entwicklung der Ariane 6 begonnen.

Studien im Vorfeld der Ministerratskonferenz hatten ergeben, dass auf der Grundlage der bisherigen Erfahrungen mit der existierenden Ariane 5 und den Entwicklungsarbeiten zur Ariane 5ME die Bausteine verfügbar sind, um ein zukunftsfähiges Trägerkonzept umzusetzen, welches den verschärften Wettbewerbsbedingungen auf dem Weltmarkt gerecht wird. Durch die Kombination dieser bereits vorhandenen Bausteine sowie der Entwicklung weiterer Elemente ist es möglich, die Ariane 6 in nur fünf Jahren fertig zu entwickeln.

Die Trägerkonfiguration der neuen Ariane 6 nutzt sowohl in der Unter- als auch der Oberstufe, die Treibstoffkombination Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff (kryogener Antrieb). Die neue Unterstufe basiert technologisch auf der "alten" Unterstufe der Ariane 5, ist jedoch kostenoptimiert ausgelegt. Als Oberstufe kommt eine Abwandlung der bereits für die Ariane 5ME gedachten neuen Oberstufe mit dem wiederzündbaren und ebenfalls kryogenen "Vinci"-Triebwerk zum Einsatz.

Für mehr Flexibilität im Vergleich zur Ariane 5 sorgen die gleichartigen Booster-Motoren auf Feststoffbasis. Die Ariane 6 kann, je nach Konfiguration, fünf oder elf Tonnen Nutzlast in den Weltraum transportieren. Dafür ist sie dann entweder mit zwei oder vier Boostern ausgestattet. Der Erstflug der 70 Meter langen Rakete war für Ende 2020 geplant, verschiebt sich jedoch mindestens auf das 4. Quartal 2023. Gebaut wird sie von "ArianeGroup" (vormals "Airbus Safran Launchers"), einem 50/50 Joint Venture der Unternehmen "Airbus Defence and Space" und des französischen Triebwerksherstellers "Safran".

Ariane 6 - Animation

Ariane 6 - Animation

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Quelle: ESA

Ariane Next - auch bekannt als SALTO (reuSable strAtegic space Launcher Technologies & Operations) - ist der Codename für eine zukünftige Rakete der Europäischen Weltraumorganisation, die in den 2020er Jahren von der ArianeGroup entwickelt wird. Diese teilweise wiederverwendbare Trägerrakete ist als Nachfolgerin der Ariane 6 geplant und soll in den 2030er Jahren in Betrieb genommen werden. Ziel der neuen Trägerrakete ist es, die Startkosten im Vergleich zur Ariane 6 zu halbieren. Die bevorzugte Architektur ist die der Falcon 9-Rakete (eine wiederverwendbare erste Stufe, die senkrecht landet, mit einem gemeinsamen Triebwerksmodell für die beiden Stufen), wobei ein Triebwerk verwendet wird, das eine Mischung aus Methan und flüssigem Sauerstoff verbrennt. Die ersten Technologiedemonstratoren befinden sich in der Entwicklung. (CNES)

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