Die ULA hat mehrere eigene Dokumente veröffentlicht, die eine Mondexploration auf Basis von existierenden Trägerraketen und mit Treibstoffdepots vorsieht.
Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: ULA.
Gestern hat die ULA (United Launch Alliance), Betreiber der Trägerraketen Atlas V und Delta IV, mehrere Dokumente veröffentlicht, die ein alternatives Explorationsszenario beschreiben, in welchem auf die Entwicklung einer großen Rakete in Saturn-V-Größe, wie Ares V, verzichtet wird und stattdessen auf kleinere Raketen wie die existierenden Atlas V und Delta IV gesetzt wird.
Treibstoffdepots
Der Kern des Konzeptes besteht aus zwei Treibstoffdepots, von denen das eine im LEO und das andere im Lagrange-Punkt 2 des Erde-Mond-Systems positioniert wird. Diese Treibstoffdepots lagern Wasserstoff und Sauerstoff. Die Trägerraketen Delta IV und Atlas V werden mit einer neuen Oberstufe, genannt ACES 41 (Advanced Common Evolved Stage) ausgerüstet. Diese verfügt über 4 RL-10-Triebwerke und hat eine Kapazität von 41 Tonnen Treibstoff. Diese Oberstufe kann im Weltall am LEO-Depot mit Treibstoff wiederbefüllt werden und so Orion oder den Mondlander zu L2 transportieren. Da die Oberstufe selbst nicht nur die Funktion des Einschusses in die Erdumlaufbahn übernimmt, sondern auch danach weiter von Nutzen ist, erhöht sich die Nutzlast um die Masse der Oberstufe. Eine verlängerte Version der Oberstufe mit 71 Tonnen Treibstoffkapazität dient als Tanker. Bei der Delta IV Heavy würde in etwa die Hälfte dieser Treibstoffkapazität für den LEO-Einschuss benötigt. Die restlichen 34 Tonnen würden dann in das Depot transferiert. Ungefähr jeder dritte Tanker würde seinen Treibstoff am Depot nicht abgeben, sondern voll befüllt werden und mit diesem Treibstoff weiter zu L2 fliegen. Dort hat er noch ca. 29 Tonnen Treibstoff übrig, den er an das Depot im L2 transferiert.
Alle diese Module auf ACES-Basis benutzen für Energieversorgung und Lageregelung nicht etwa Solarzellen oder Hydrazin, sondern den gelagerten Treibstoff. Die ULA geht davon aus, dass sich der Wasserstoffverlust des LEO-Depots durch Abdampfen auf 4% pro Jahr beschränken lässt und beim L2-Depot eine untergeordnete Rolle spielt.
Der Mondlander
(Bild: ULA)
Der Mondlander besteht im wesentlichen aus der ACES-41-Oberstufe, die jedoch um „Hover“-Düsen und ein Aufstiegsmodul erweitert wurde. Der Mondlander fliegt auf einer Delta IV Heavy in eine erdnahe Umlaufbahn, wird dort mit 40 Tonnen nachgetankt, fliegt weiter zu L2, wird dort mit weiteren 20 Tonnen betankt und landet anschließend auf der Mondoberfläche. Dabei werden die 4 RL-10-Triebwerke hauptsächlich zum Abbremsen benutzt, die eigentliche Landung jedoch findet dann mit den Hoverdüsen statt, die seitlich an dem Lander befestigt sind. Das Aufstiegsmodul verfügt ebenfalls anstatt einer oder mehreren großen Düsen über viele kleine Düsen, die laut ULA eine größere Variation des Schwerpunkts zulassen. Nach dem Start von der Mondoberfläche fliegt das Aufstiegsmodul wieder zu L2, wo die Crew in eine Orion umsteigt. Orions ACES-41-Stufe wird dann mit ausreichend Treibstoff befüllt, sodass eine Rückkehr zur Erde möglich ist.
Ein bemanntes Transportsystem
Die ULA ist der Meinung, dass es möglich ist, die Atlas V bzw. Delta IV für bemannte Flüge umzurüsten und das ein erster Flug bereits vor 2015 stattfinden kann, sodass der „Gap“ kleiner ausfallen würde als bei Ares I. Die Atlas V 4XX bietet laut ULA das geringste Risiko und die geringsten Kosten für den Crewtransport. Es soll 4 Jahre dauern, die Atlas V umzurüsten, bei der Delta IV wären es viereinhalb Jahre.
Die Herausforderungen
Es ist offensichtlich, dass im Gegensatz zum Constellation-Programm bei dieser Explorationsalternative eine Menge Starts pro Jahr nötig sind. Die ULA geht allein im ersten Jahr von 22, im zweiten von 31 Starts aus. Von diesen sind die meisten für den Transport des Treibstoffs in den LEO notwendig. Diese hohe Startrate lässt sich nicht von einem Anbieter alleine stemmen, sondern muss auf mehrere Startanbieter verteilt werden. Dabei soll immer derjenige Anbieter den Vorzug bekommen, der den günstigsten Preis hat. Auf diese Weise soll ein Wettbewerb eingerichtet werden, der langfristig zu günstigeren Startpreisen führen soll.
Weiterhin glaubt die ULA, dass dieses Explorationsszenario bis zum Jahr 2019, in dem die Mondflüge beginnen sollen, mit einem Budget von 5 Milliarden Dollar pro Jahr auskommt, danach muss es auf ca. 7 Milliarden Dollar angehoben werden.
Raumcon:
ULA Dokumente:
