Eine gute halbe Stunde nach dem Start am Freitag, 14. April 2023, trennt sich die JUICE-Sonde erfolgreich von der Ariane 5-Oberstufe - die achtjährige Reise zum Jupiter hat begonnen.
Der Start der Weltraummission JUICE erfolgte am 14. April 2023 mit einer Ariane-5-ECA-Trägerrakete. Die Ariane-5 ist die Schwerlastrakete für die europäische Raumfahrt. Sie wurde im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt und ist seit 1996 im Einsatz. Mit der Ariane 5 ECA können Nutzlasten von fast 16 Tonnen in die Erdumlaufbahn oder knapp elf Tonnen aus dem Erdorbit heraus zu Zielen im Sonnensystem gebracht werden.
Die Trägerrakete ist mit ihrem Nutzlast-Behältnis an der Spitze, dem „Fairing“, 53 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 5,4 Metern. In der Raketenspitze können ein oder zwei Satelliten in die geostationäre Umlaufbahn transportiert werden, bei kleinen Satelliten auch drei. Seitlich am Raketenkörper sind für eine Steigerung der Startleistung zwei Booster angebracht. Die Startmasse der Ariane 5 ECA beträgt 777 Tonnen.
Im Vulcain-Triebwerk der ersten und dem HM-7B-Triebwerk der zweiten Stufe werden kryogener – das heißt, auf sehr niedrige Temperaturen heruntergekühlter Wasserstoff und Sauerstoff – in der sogenannten „Knallgasreaktion“ verbrannt. Der Zusatz „ECA“ bringt die Weiterentwicklung des Antriebs gegenüber vorherigen Versionen zum Ausdruck: „Evolution Cryotechnique Type A“. Für die erste Stufe werden während der neun Minuten Brenndauer 173 Tonnen Treibstoff verbraucht, für die zweite Stufe weitere 14,6 Tonnen für eine Brenndauer von noch einmal knapp 16 Minuten. Das Vulcain-2-Triebwerk der ersten Stufe entwickelt dabei einen Schub von 1.390 Kilonewton im Vakuum, das HM-7B-Triebwerk 67 Kilonewton im Vakuum.
In den beiden etwa 30 Meter hohen Boostern, die seitlich angebracht sind und einen Durchmesser von jeweils 3 Metern haben, kommt ein Festbrennstoff aus Polybutadien, Aluminiumpulver und Ammoniumperchlorat zum Einsatz. Das Schubprofil der beiden Booster ändert sich mit zunehmender Brenndauer und steigert sich von anfänglich 4.400 Kilonewton auf 6.650 Kilonewton. Die Booster sind nach 130 Sekunden ausgebrannt, werden abgetrennt und fallen in den Atlantischen Ozean. Dort werden sie geborgen und recycelt.
Überblick über die verschiedenen Versionen der Ariane 5.
Die Komponenten der Ariane-5-Trägerraketen werden in Europa von verschiedenen Herstellern gebaut, zum Europäischen Weltraumzentrum Guyana (Centre spatial guyanais, CSG) gebracht und dort integriert. Der europäische „Weltraumbahnhof“ in Kourou wird von der Französischen Weltraumorganisation CNES betrieben. Seit 1979 starten hier Ariane- und Vega-Raketen, zeitweise starteten auch Sojus-Trägerraketen von dort. Kourou ist nur 580 Kilometer vom Äquator entfernt, sodass hier beim Abheben in Richtung Osten fast der maximale Betrag der Erdrotation von 1.666 Kilometer pro Stunde gewissermaßen als „Startguthaben“ genutzt werden können.
Seit 1979 erfolgten 105 Starts mit der Ariane 5, der Transport der JUICE-Mission wird der vermutlich vorletzte Start dieser Trägerrakete sein. Als Nachfolger wird gegenwärtig die Rakete Ariane 6 entwickelt. Der Beginn der Mission JUICE wird der 23. Start einer Ariane 5 ECA sein. Insgesamt hat die Ariane 5 in allen geflogenen Versionen eine Zuverlässigkeit von 98,5 Prozent. Für den Bau und Betrieb der Ariane-Raketen ist das multinationale Unternehmen Arianespace mit Sitz in Évry bei Paris verantwortlich.
ESA-Mission mit starker deutscher Beteiligung
JUICE ist die größte und umfangreichste ESA-Mission zur Erforschung der Planeten des Sonnensystems. Neben der ESA haben auch die NASA und die japanische Weltraumorganisation JAXA zur Mission beigetragen. Die ESA übernimmt die Finanzierung für die Satellitenplattform, den Start mit der Ariane-5-ECA-Rakete sowie den Betrieb der Sonde. Die Finanzierung für die wissenschaftlichen Nutzlasten für JUICE werden zum größten Teil von den nationalen Raumfahrtagenturen und den beteiligten Instituten selbst getragen. Neben den Experimenten JANUS, SWI und GALA fördert die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit dem Teilchenspektrometer Particle Environment Package (PEP), dem Jupiter-Magnetometer (J-MAG), dem Radar-Instrument Radar for Icy Moons Exploration (RIME) und einem Instrument zur Radiosondierung der Jupiteratmosphäre (3GM) weitere deutsche wissenschaftliche Beiträge aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm.
