Die Entwicklung eines europäischen wiederverwendbaren Flüssigkeitsraketentriebwerks hat einen Meilenstein erreicht: Am 29. Oktober hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auf dem modernisierten Prüfstand P5 in Lampoldshausen erstmals erfolgreich mehrere Heißläufe des Prometheus-Triebwerks innerhalb eines Versuchstags durchgeführt. Das teilte das DLR am 6. November mit.
Der Test habe ebenfalls gezeigt, dass das Triebwerk ohne Anlasser starten kann, so das deutsch-französische Raumfahrtunternehmen ArianeGroup. Es sei das erste Mal, dass das in Europa mit einem Gasgenerator-Triebwerk in dieser Schubklasse erreicht wurde.
Prometheus ist eine Entwicklung von ArianeGroup mit Unterstützung der europäischen Raumfahrtagentur ESA. Es handelt sich um ein wiederverwendbares Triebwerk in der Klasse von 100 bis 120 Tonnen Schub (rund 981 bis 1177 kN). Das ist vergleichbar mit dem aktuellen Hauptstufentriebwerk Vulcain 2.1 der Ariane 6.
Flüssigmethan statt Flüssigwasserstoff
Allerdings wird Prometheus anders als Vulcain 2.1 mit Flüssigmethan und Flüssigsauerstoff betrieben – ein Novum in der europäischen Raumfahrt. Methan besitzt eine höhere Dichte als Flüssigwasserstoff und kann bei höheren Temperaturen gelagert werden. Das erleichtert nach Angaben des DLR die Auslegung und Handhabung der Tanks und Versorgungssysteme.
Prometheus soll nicht nur wiederverwendbar sein, sondern auch über eine flexible Schubregelung verfügen und deutlich günstiger in der Herstellung sein als bisherige Triebwerke. Letzteres will ArianeGroup durch ein vereinfachtes Design und moderne Fertigungsverfahren erreichen. Laut früheren Angaben des Unternehmen werden 70 Prozent der Komponenten 3D-gedruckt.
Bei dem Test in Lampoldshausen wurde erstmals eine neue, additiv per "Cold Gas Spray"-Verfahren hergestellte Brennkammer eingesetzt. Bei dem Verfahren wird nach Angaben von ArianeGroup Metallpulver in hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche eines Bauteils aufgesprüht, wodurch es sich fest mit der Oberfläche verbindet.
Erweiterung des Prüfstands P5
"Die Wiederverwendbarkeit stellt inzwischen eine der wichtigsten Herausforderungen für den Raumtransport dar. Deshalb ist der Erfolg dieser neuen Tests des wiederverwendbaren Raketentriebwerks Prometheus eine bedeutende Errungenschaft für ArianeGroup und Europa", so Philippe Clar, Programmdirektor für Raumtransport von ArianeGroup.
Für die Tests in Lampoldshausen in Baden-Württemberg wurde der Prüfstand P5 modernisiert und unter anderem für den Betrieb mit Flüssigmethan sowie die Durchführung mehrerer aufeinanderfolgender Triebwerkszündungen erweitert. Auf P5 wurden früher die Vulcain-Hauptstufentriebwerke der Ariane 5 und auch ihre Nachfolger, Vulcain 2.1, getestet und qualifiziert.
"Mit dem modernisierten P5 können wir schubstarke methanbetriebene Raketentriebwerke zuverlässig und umfassend testen. Dabei untersuchen wir nicht nur einzelne Betriebszustände, sondern auch das Zusammenspiel verschiedener Phasen – von längeren Heißläufen über große Schubänderungen bis hin zur erneuten Zündung des Triebwerks. Damit haben wir eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung zukünftiger wiederverwendbarer Raketenantriebe geschaffen", sagt Anja Frank, Direktorin der DLR-Einrichtung Raumfahrtantriebe.
Prometheus wurde zuvor bereits am französischen ArianeGroup-Standort in Vernon getestet. Dort bereitet ArianeGroup die optimierte Version Mark 2 vor. Sie soll in Vernon die nächste Testkampagne durchlaufen.
