Technik

Ariane 6: 3D-Drucker halbiert Kosten für Trägerrakete

von
Carsten Fischer

Mehr Nutzlast für weniger Geld: Die Raumfahrtorganisation ESA hat bei der Trägerrakete Ariane 6 ambitionierte Ziele. Die Lösung: Teile aus dem 3D-Drucker.

Nahaufnahme eines 3D-Druckers
Druckkosten mal anders: Bauteile aus dem 3D-Drucker sollen die Kosten für die Ariane 6 um rund 50 Prozent gegenüber der Ariane 5 senken. Foto: Shutterstock / asharkyu

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum die ESA Raketenteile im 3D-Drucker fertigt
  • Was die Techniker bei der Ariane 6 alles anders machen
  • Was die ESA mit dem Prometheus-Triebwerk plant

Warum die ESA Raketenteile im 3D-Drucker fertigt

Die Vorgaben sind ambitioniert: Die neue Trägerrakete Ariane 6 der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA soll günstiger werden als das Vorgängermodell. Außerdem soll die Traglast für Transporte in den Weltraum gesteigert werden. Die Lösung für das Vorhaben: Teile aus dem 3D-Drucker.

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Kosten senken und Effizienz steigern, so möchte die ESA sich der neuen Konkurrenz von Elon Musks SpaceX stellen. Die Raumfahrtorganisation investiert dafür 2,4 Milliarden Euro, die sich aus öffentlichen Mitteln aller Teilnehmerstaaten zusammensetzen. Mit dem Entwicklungsauftrag beauftragt ist das Joint-Venture ArianeGroup (vormals Airbus Safran Launchers).

Spätestens 2020 soll die Rakete ihren Weg in den Orbit finden, dafür wird derzeit an allen Ecken und Enden zeitgleich geschraubt. Der Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guyana, erhält einen neuen Aufbau, und im Baden-Württembergischen Lampoldshausen finden erste Tests mit dem Triebwerk vom Typ Vulcain 2 statt.

Was die Techniker bei der Ariane 6 alles anders machen

Schon die Montagehalle im französischen Les Mureaux verrät, dass die ESA bei der Ariane 6 vieles anders macht — sie ist nämlich deutlich flacher als bisherige Bauten.

Der Energieverbrauch wird beträchtlich gesenkt und die Montage enorm vereinfacht.

Baustellenleiter Yoann Montier

Die 30 Meter hohe Hauptstufe wird dieses Mal horizontal statt vertikal aufgebaut. Dadurch würde der Energieverbrauch des Gebäudes beträchtlich gesenkt und die Montage enorm vereinfacht, so Baustellenleiter Yoann Montier.

Wo immer es möglich ist, produzieren die Techniker Bauteile in 3D-Druckern. Ein Beispiel: Eine Einspritzdüse des Vulcain-Triebwerks besteht üblicherweise aus rund 200 Einzelteilen, die Arbeiter herstellen und zusammenführen müssen. Im dreidimensionalen Drucker geschieht dies in einem Vorgang, der sich gleichzeitig durch eine enorme Kosteneinsparung auszeichnet.

Insgesamt wird die Rakete bis zu 50 Prozent günstiger sein als ihr Vorgänger Ariane 5 (laut dem Portal Ingenieur.de kostet der Start einer Ariane 5 mit zwei Satelliten an Bord gut 200 Millionen Euro). Die Ariane 6 soll ganze Flotten kleiner Satelliten, sogenannte Konstellationen, mit derselben Leichtigkeit ins All bringen können wie größere Ladungen.

Was die ESA mit dem Prometheus-Triebwerk plant

Eine weitere Innovation wird derzeit rund 75 Kilometer nordwestlich von Paris in Vernon gefertigt. Dort konstruieren die Ingenieure ein Raketentriebwerk, das es so in Europa noch nicht gegeben hat.

Das Triebwerk heißt Prometheus ("Precursor Reusable Oxygen METHane cost Effective Engine"), das meint in etwa ein wiederverwendbares, kostengünstiges Triebwerk, das Flüssigsauerstoff und Methan verbrennt. Derzeitige Antriebe verwenden Flüssigwasserstoff und Sauerstoff .

Entscheidende Vorteile von Prometheus: Statt zehn Millionen Euro soll das neue Triebwerk nur noch eine Million Euro kosten. Und: Es kann bis zu fünf Mal wiederverwendet werden.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, ob die Teile überhaupt gebaut werden können. Deshalb wurden etwa einige der Komponenten verkleinert: Ingenieure haben sie so angepasst, dass ein 3D-Metalldrucker sie fertigen kann.

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Überhaupt spielt der Kostenfaktor nicht nur in der Raumfahrt eine bedeutende Rolle. Derzeitige Prognosen gehen davon aus, dass dieser Wissenschaftszweig in naher Zukunft stark wachsen dürfte, weil das Interesse an extraterrestrischem Leben mehr und mehr zunimmt, und die Kosten weiter sinken.

Experten spekulieren, dass ein erstes komplett wiederverwendbares Trägersystem um das Jahr 2030 entwickelt wird.

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