Airbus Defence and Space

Neuer Oberstufenantrieb für lagerfähige Treibstoffe

Space-Systems-Ingenieure haben für die europäische Weltraumbehörde ESA einen Oberstufentriebwerk-Demonstrator entwickelt. Die Resultate der kürzlich abgeschlossenen Testkampagne sind vielversprechend: Der Antrieb erfüllt alle Voraussetzungen, um beispielsweise den Oberstufenmotor der Vega-Rakete zu ersetzen.

Obwohl Triebwerke für lagerfähige Treibstoffe eine deutsch-europäische Kernkompetenz sind, gibt es in Europa aktuell keine Motoren in der Schubklasse von drei bis acht kN (Kilonewton). Um diese Lücke zu schließen, hat die ESA Airbus Defence and Space beauftragt, einen entsprechenden Technologie-Demonstrator zu entwickeln. Diesen hat ein Team junger Weltraum-Ingenieure nun nach kurzer Entwicklungs- und Produktionsphase im Herbst ausgiebig getestet –  mit Erfolg: „Wir haben bewiesen, dass unser Triebwerksdemonstrator funktioniert und alle Anforderungen erfüllt“, sagt Systemingenieur Torben Birck.

Beim Test hat das Team zum ersten Mal einen Teil der Brennkammer mit Distickstofftetroxid (NTO) gekühlt. „Das gab es in Europa noch nie“, sagt Birck. Ein anderer Teil der Brennkammer wurde mit Monomethylhydrazin (MMH) gekühlt. Der Vorteil bei dieser Treibstoffkombination: MMH und NTO entzünden sich bei Kontakt selbst, sodass kein Zünder notwendig ist. Außerdem lassen sich diese beiden Stoffe bei Raumtemperatur lagern.

Ebenfalls neu ist das Design der Einspritzelemente und des Absorbers. „Ein großes Problem bei Triebwerken mit lagerfähigen Treibstoffen sind hochfrequente Schwingungen“, erklärt Birck. Nicht so bei dem Airbus-DS-Demonstrator: „Wir haben viel Energie in das Design und das Verhalten der Einspritzelemente sowie des speziellen Absorbers gesteckt. Unser Demonstrator erweist sich bisher als sehr robust“.

An der Testkampagne waren Mitarbeiter der Standorte Ottobrunn und Lampoldshausen beteiligt. Sie haben 60 Tests durchgeführt; das 32 cm lange Triebwerk (ohne Düsenerweiterung) mit rund 15 cm Außendurchmesser brannte insgesamt 420 Sekunden. „Wir hoffen jetzt, dass wir einen Entwicklungsauftrag der ESA erhalten, mit dem Fähigkeitsbeweis sind die Voraussetzungen gut“, sagt Birck. Das Triebwerk könnte auch bei Landegeräten und Kickstufen etwa für Planetenmissionen zum Einsatz kommen.

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