SALTO: Technologien für die erste wiederverwendbare Rakete Europas
Die aufrechte Landung einer Mehrweg-Trägerstufe – darum geht es im EU-Projekt SALTO. Die Abkürzung steht für „reuSable strAtegic space Launcher Technologies & Operations“, übersetzt: „Technologien für und Betrieb von strategischen wiederverwendbaren Raumtransportsystemen“. Sowohl SALTO selbst als auch das Themis-Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA sollen technische Schlüssel-Bausteine für die nächste Generation von europäischen Raumtransportern liefern, die durch ihre Wiedernutzbarkeit kostengünstiger, nachhaltiger und vielseitiger sind als bisherige Systeme.
Bei Testreihen des Prototyps der Erststufe soll das Vehikel einige Meter vom Boden abheben und aufrecht wieder landen. Den notwendigen Schub liefert dabei ein Prototyp des wiederverwendbaren Prometheus®-Triebwerks. Darüber hinaus werden mit Hilfe von SALTO verschiedene Technologien für einen zukünftigen, größeren Demonstrator mit drei Prometheus®- Triebwerken und einer größeren Reichweite und Geschwindigkeiten von mehrfacher Schallgeschwindigkeit entwickelt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist sowohl in den Flugversuchen als auch in der Entwicklung der zukünftigen Technologien involviert.
Multinationale Kooperation
Das SALTO-Konsortium vereint 25 Partner aus zwölf Staaten, darunter fünf Forschungszentren, 14 Großunternehmen sowie sieben kleine und mittelständische Unternehmen:
- Forschungseinrichtungen: DLR, CNES, ONERA, IRT Jules Verne, INCAS
- Großunternehmen: ArianeGroup SAS (Leitung), ArianeGroup GmbH, MT Aerospace AG, Safran Data Systems, Safran Electronics & Defense, Avio S.p.A., Sabca, Thales Alenia Space Belgium S.A., GTD Sistemas de Información S.A., GMV Aerospace and Defence SA, Deimos Engineering and Systems S.L.U, Sener TAFS SAU, Swedish Space Corporation, Amorim Cork Composites SA
- Start-ups und KMUs: ID-Services, Shark Robotics SARL, G.L.Electronic s.r.o, SIA WIT Berry, Realtime Technologies Ltd, SpaceForest sp. z o.o.
Das DLR beteiligt sich in vielfältiger Weise an SALTO und nutzt hierfür das Wissen, das hier in den letzten Jahren zu wiederverwendbaren vertikal landenden Raketen aufgebaut wurde, insbesondere bei der Entwicklung und Forschung aus den Projekten RETALT und CALLISTO.
Im Rahmen von SALTO bringen drei DLR-Institute ihre Kompetenzen ein: Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik ist für das aerodynamische und aerothermale Design des größeren Demonstrators mit drei Prometheus®-Triebwerken zuständig. Dafür werden umfangreiche strömungsmechanische Rechnungen und Windkanalversuche durchgeführt. Das Institut für Raumfahrtsysteme unterstützt das Design des Flugvehikels mit Tests und Simulationen der Landedynamik. Technologien für eine kabellose Kommunikation innerhalb des Demonstrators und ein hybrides Navigationssystem inklusive Zustandsüberwachung, ebenfalls bereitgestellt vom Institut für Raumfahrtsysteme, werden bei den Flugversuchen an Bord sein. Eine Zustandsüberwachung für Aktuatoren wird vom Institut für Flugsystemtechnik entwickelt und fliegt ebenfalls mit. Außerdem untersuchen das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik und das Institut für Raumfahrtsysteme die Skalierbarkeit der in SALTO für Flugdemonstratoren entwickelten Technologien auf Trägersysteme in Originalgröße.
Synergien nutzen und Komplexität reduzieren
Der Schlüssel zum Erfolg des SALTO-Konzepts liegt darin, das System so einfach wie möglich zu gestalten, indem die Anzahl der Bestandteile und die Komplexität ihres Zusammenspiels reduziert werden – eine Lehre aus der Space Shuttle-Ära, die von SpaceX bei der Entwicklung der Falcon 9 demonstriert wurde.
Der Weg zum flugfähigen Themis-Demonstrator wird über mehrere Zwischenschritte geebnet: Zunächst finden Versuche mit der oben erwähnten Themis-Antriebsstufe am Boden statt – erst ohne, dann mit einem Triebwerk. Dabei wird das Prometheus®-Treibwerk (Brennstoff: Flüssigsauerstoff und Methan, Schubleistung: 120 Tonnen) am Boden ohne Abheben gezündet. Es folgt ein sogenannter „Hop Test“ (vertikaler Sprungtest), bei welchem der Demonstrator senkrecht starten, eine Flughöhe zwischen 30 und 250 Metern erreichen und senkrecht zur Erde zurückkehren soll. Danach ist neben System- und Subsystemtests am Boden ein Schleifenflugtest mit drei Prometheus®-Triebwerken vorgesehen, bevor eine Demonstratorversion in voller Größe und Konfiguration in eine suborbitale Flugbahn gebracht wird. Im Rahmen von SALTO werden die „Hop Tests“ durchgeführt und das System für das Vehikel mit drei Prometheus®-Triebwerken für die komplexeren Flugmanöver in der Zukunft weiterentwickelt.
Die Testkampagnen werden im Esrange Space Center (Kiruna/Schweden) durchgeführt.
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