Ares I

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Das Ares-Projektlogo

DieAres I war eine geplante US-amerikanische Trägerrakete. Sie wurde speziell für Starts desRaumschiffs Orion entwickelt und sollte mit diesem zusammen dasSpace Shuttle als bemannte Rakete ablösen. In ihrer letzten geplanten Konfiguration war es der Ares I möglich, bis zu 24,5 Tonnen in einen niedrigen Erdorbit zu befördern. Zusammen mit ihrer SchwesterraketeAres V war sie Teil desConstellation-Programms derNASA, das jedoch aufgrund finanzieller Engpässe vorzeitig eingestellt wurde.[1]

Inhaltsverzeichnis

Technik

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Die Komponenten der Ares I
Die Komponenten der Ares I

Die Ares I besitzt zwei Stufen. Die erste Stufe ist eine fünfsegmentige, vomSpace-Shuttle-Booster abgeleitete Feststoffrakete, welche vonAlliant Techsystems produziert worden wäre. Diese hätte ein alsAmmonium Perchlorate Composite Propellant (APCP) bezeichnetes Gemisch ausAmmoniumperchlorat alsOxidator undAluminium verbrannt und dabei einen Schub von ca. 16 Meganewton erzeugt. Einmal gezündet, lässt sich dieFeststoffstufe nicht mehr abschalten und hätte die Rakete während ihrer 126-sekündigen Brenndauer in eine Höhe von etwa 50 km gebracht. In dieser Höhe wäre die erste Stufe abgetrennt worden und ein System aus fünf Fallschirmen hätte für eine sichere Wasserung im Atlantik gesorgt. Dort hätte man sie geborgen und zum Startplatz zurückgeschleppt, wo die Segmente voneinander gelöst worden wären. Sofern die Regelungen es zugelassen hätten, wären sie zur Wiederaufbereitung ins Heimatwerk nahe Brigham City (Utah) geschickt worden, um für einen späteren Flug wiederverwendet zu werden. Der Transport solcher Segmente erfolgt auf dem Schienenweg.[2]

Bei der zweiten Stufe handelt es sich um eine verkleinerte Version desAußentanks des Space Shuttles. Sie ist primär aus einerAluminium-Lithium-Legierung gefertigt und enthält zwei kleinere Tanks für die Treibstoffe, wobei der obere Tank vor dem Start mit flüssigemWasserstoff (329 m³ bei 20 K), der untere mit flüssigemSauerstoff (108 m³ bei 90 K) befüllt worden wäre. Diese Stoffe hätten dasJ-2X-Triebwerk angetrieben, welches die Rakete in einen niedrigen Erdorbit befördert hätte. Dort wäre nach Brennschluss die Nutzlast direkt oder mit einer individuellen dritten Stufe ausgesetzt worden. Der Tank sollte vonBoeing in derMichoud Assembly Facility gebaut und über den Seeweg zum Startplatz überführt werden. Das vonPratt & Whitney Rocketdyne hergestellte Triebwerk wäre erst dort montiert worden.[3]

In der bemannten Konfiguration hätte sich an der Spitze der Rakete eine mit festen Treibstoffen betriebene Rettungsrakete befunden, welche die Mannschaftskapsel im Gefahrenfall schnell von der Rakete wegbeschleunigt hätte.

Startanlage

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Als einziger Startplatz war derLaunch Complex 39B desKennedy Space Centers vorgesehen.

Entwicklungsgeschichte

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Die Entwicklungsstufen der Ares I

Erste Vorschläge für eine Rakete, welche eine Feststoffrakete als erste Stufe und eine auf Flüssigtreibstoffen basierende zweite Stufe verwendet, stammen bereits aus dem Jahr 1995. Zu jener Zeit führteLockheed Martin im Auftrag desMarshall Space Flight Center eine Designstudie über künftige potentielle Raketen durch, welche Ähnlichkeiten mit dem heutigen Aussehen der Ares I aufweisen.

Zehn Jahre später begann man, an der Realisierung einer solchen Rakete zu arbeiten. Ursprünglich wurde die Rakete mit einer viersegmentigen Erststufe und einer modifiziertenSpace Shuttle Main Engine als Antrieb für die Zweitstufe entwickelt. Nach einer ersten Ergebniskontrolle zeigte sich jedoch, dass die Feststoffrakete nicht genügend Schub liefern könne, um die Rakete zu starten. Man kompensierte dieses Problem durch das Hinzufügen des fünften Segmentes und eine Gewichtsreduzierung an der maximalen Nutzlast. Weiterhin entschied man, aus Kosten- und Funktionalitätsgründen die SSME, welche allein rund 55 Millionen US-Dollar kostet und für Zündungen während des Fluges hätte modifiziert werden müssen, durch das J-2X-Triebwerk auszutauschen, welches nur etwa die Hälfte kostet und wiederstartfähig ist.

Am 4. Januar 2007 schloss die NASA den System Requirements Review, einen Test, bei dem die Rakete auf die Bedingungen des Constellation-Programmes getestet wurde, erfolgreich ab. Zeitgleich wurde bekannt, dass die Intertanksektion der zweiten Stufe durch einen Zwischenboden ersetzt wurde, um Gewicht einzusparen.

Der Auftrag für die Produktion der Flugcomputer wurde am 12. Dezember 2007 an Boeing vergeben.Am 10. September 2009 erfolgte die Erste Zündung des fünfsegmentigen Boosters[4].

Am 1. Februar 2010 wurde das Projekt zusammen mit dem Constellation-Programm gestoppt.

Erfolgte und geplante Starts

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Hauptartikel:Liste der Constellation-Missionen

Der erste TeststartAres I-X zu einem suborbitalen Flug war für den 27. Oktober 2009 12:00UTC geplant.[5] Nach mehreren wetterbedingten Startverschiebungen gelang der Erstflug am 28. Oktober 2009 15:30 UTC. Eingesetzt wurde eine Hauptrakete mit vier aktiven und einem passivenSRB-Segment, die eine inaktive zweite Stufe und Nutzlastdummys vom Startkomplex 39B des Kennedy Space Centers bis in 46 Kilometer Höhe trugen, dabei auf Mach 4,7 beschleunigten und die Stufentrennung erprobte. Bei dem Test sollten die Abläufe der Bodenkontrolle verfeinert und grundlegende Daten über Funktionalität der Hard- und Software gewonnen werden. Insbesondere sollten in der frühen Realisierungsphase realitätsnahe Daten über dassystemimmanente Problem derSRB-Eigenresonanzen gewonnen werden.

Nach der Streichung

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Am 31. August 2010 erfolgte die zweite Testzündung des fünfsegmentigen Boosters[6].

ATK gab Anfang Februar 2011 bekannt, dass es in Zusammenarbeit mitEADS Astrium aus dem als Erststufe für die gestrichene Ares I entwickelten 5-Segment-Booster und einer von Astrium abgewandelten EPC derAriane 5 als Zweitstufe eine neue Trägerrakete namensLiberty[7] zum kommerziellen Transport von Astronauten für die NASA entwickeln will.[8][9] Die NASA gab bekannt, dass sie dem Konsortium bei der Entwicklung der Rakete helfen will.[10]

Technische Daten

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Größenvergleich (v. l. n. r.) vonSaturn V,Space Shuttle, Ares I undAres V
Künstlerische Darstellung eines Ares-I-Starts
Ares I[11]
Startmasse (t)907
Höhe (m)99
StartplatzLC-39
Nutzlast (LEO (t))25,49
1. Stufe[12]
TypFeststoff
Länge (m)52,73
Durchmesser (m)3,66
Masse (t)801
Schub Ø (kN)16014
Brennzeit (s)126
TreibstoffAPCP
2. Stufe[11]
TypFlüssigtreibstoff
TriebwerkJ-2X
Länge (m)25,6
Durchmesser (m)5,5
Masse (t)156 (leer 17,5)
Schub Ø (kN)1308
Brennzeit (s)ca. 465
TreibstoffLOX /LH2

Weblinks

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Einzelnachweise

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  1. Statement by Charlie Bolden, NASA Administrator. (PDF) NASA, 1. Februar 2010, S. 4, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 1. Februar 2010; abgerufen am 1. Februar 2010 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.nasa.gov 
  2. NASA’s Ares I First Stage - Powering the Ares I Rocket for liftoff. (PDF; 698 kB) In: NASA Facts. NASA, Mai 2008, abgerufen am 13. April 2009 (englisch). 
  3. NASA’s Ares I Upper Stage – Powering the Second Phase of a Rocket’s Journey to Space. (PDF; 487 kB) In: NASA Facts. NASA, Mai 2008, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 21. Januar 2018; abgerufen am 13. April 2009 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.nasa.gov 
  4. NASA:NASA and ATK Successfully Test Ares First Stage Motor, 10. Sept. 2009 (englisch)
  5. Irene Klotz: NASA postpones Ares rocket test flight. Reuters, 27. Oktober 2009, abgerufen am 27. Oktober 2009 (englisch). 
  6. Booster DM-2 erfolgreich getestet, 31. Aug 2010.
  7. ATK and Astrium Unveil the Liberty™ Launch Vehicle Initiative for NASA's CCDev-2 Competition (Memento vom 17. Juli 2011 imInternet Archive), Datum: 8. Februar 2011 Abgerufen: 10. Februar 2011
  8. Liberty als Nachfolger von Ares I? 8. Februar 2011; abgerufen am 10. Februar 2011.
  9. Liberty rocket emerges from shadow of defunct Ares 1. 8. Februar 2011; abgerufen: 10. Februar 2011
  10. „Liberty“-Rakete, Nasa macht bei transatlantischem All-Projekt mit.Spiegel Online, 14. September 2011; abgerufen am 15. September 2011.
  11. abNASA – Ares I Upper Stage (Memento desOriginals vom 21. Januar 2018 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.nasa.gov (PDF; 476 kB)
  12. NASA - Ares I First Stage (Memento desOriginals vom 16. Februar 2017 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.nasa.gov (PDF; 828 kB)
US-amerikanischeTrägerraketen
Im Einsatz:

Atlas VElectronFalcon 9Falcon HeavyFirefly AlphaMinotaurMinotaur-CPegasusSLS

In Erprobung:

New GlennStarshipVulcan

In Entwicklung:

Antares 300DaytonaMLVNeutronNovaRocket 4SpinLaunchStarshipTerran R

Ausgemustert:

Antares 100/200AthenaAtlasConestogaDelta (I,II, III,IV) •Falcon 1Juno IJuno IILauncherOnePilotRedstoneRocket 3SaturnScoutSpace ShuttleSpartaSuper StrypiThorTitanVanguard

Nicht realisiert:

Ares (Ares I,Ares V) •Falcon 5Kistler K‑1Launcher LightLibertyNovaOmegaRS1Saturn‑ShuttleSea DragonShuttle‑CTerran 1VectorXS-1

Raketenstufen:

AgenaCastorCentaurEDSIUSPAMTOS

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