Dienstag, 16. April 2024

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Tank aus Kohlefaserverbundstoffen
Kalte Kohlefasern für die Ariane 6

Ende des Jahres soll Europas neue Großrakete Ariane 6 erstmals abheben. Schon jetzt arbeiten ESA und Industrie daran, die Oberstufe leichter und leistungsfähiger zu machen.

Von Dirk Lorenzen | 05.02.2023
Die Ariane-Rakete soll langfristig eine „schwarze Oberstufe“ aus Kohlefasern bekommen (Ilustration)
Die Ariane-Rakete soll langfristig eine „schwarze Oberstufe“ aus Kohlefasern bekommen (Ilustration) (ESA)
Dabei setzen die Teams von Airbus in Bremen und MT Aerospace in Augsburg statt auf Aluminium und Titan auf Verbundstoffe aus Kohlefasern. Oft ist von der schwarzen Oberstufe die Rede.
Kohlefasern sind viel leichter als Metall. Das eingesparte Gewicht steht dann der Nutzlast zur Verfügung. Mit schwarzer Oberstufe kann die Ariane 6 etwa zwei Tonnen schwerere Satelliten im Weltall aussetzen.
Eine leichte Oberstufe lässt sich gut wiederverwenden. Bei schweren Oberstufen aus Metall lohnt sich das nicht, weil für die Rückkehr zur Erde zu viel Treibstoff nötig wäre, der dann nicht für den Transport von Satelliten zur Verfügung steht.
Das größte Problem sind die eisigen Temperaturen von flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff in den Tanks. Sie liegen bei bis zu -250 Grad. Dabei wird das Material leicht spröde und undicht. Zudem gilt es als Wissenschaft für sich, Sauerstoff und Kohlefasern so zusammenzubringen, dass es nicht zu chemischen Reaktionen kommt.
Bevor die Teams von ESA und Industrie die dreieinhalb Meter großen Tanks herstellen, erfolgen zunächst Tests mit Strukturen etwa von der Größe einer Flasche.
In gut zwei Jahren soll klar sein, wie sich eine Raketenstufe aus Kohlefasern herstellen lässt – vielleicht macht ab etwa 2030 die weltweit erste schwarze Oberstufe die Ariane noch leichter und sparsamer.