Antares (Rakete)

US-amerikanische Trägerrakete
Eine Antares-Rakete

Die Antares-Rakete (vormals Taurus II) ist eine Trägerrakete mittlerer Kapazität, die von der Orbital Sciences Corporation (seit 2015 Orbital ATK) in Zusammenarbeit mit Juschnoje entwickelt wurde und hergestellt wird. Die NASA vergab im Rahmen des COTS-Programms einen Vertrag an Orbital zum Transport von Fracht zur Internationalen Raumstation (ISS). Die primäre Nutzlast der Antares ist der Raumtransporter Cygnus. Der erste Start der Antares fand am 21. April 2013 statt. Der erste Start mit Cygnus zur ISS erfolgte am 18. September 2013.

EntwicklungBearbeiten

Das Programm startete 2007 unter dem Namen Taurus II.[1] Die Rakete wurde jedoch im Dezember 2011 vom Hersteller in Antares umbenannt,[2] weil die letzten beiden Starts der Taurus XL gescheitert waren und ein schlechtes Image für die neue Rakete vermieden werden sollte.[3] Antares ist der Name des hellsten Sterns im Sternbild Skorpion. Die NASA investierte 170 Millionen Dollar und OSC weitere 150 Millionen in das Projekt. Davon wurden 130 Millionen Dollar für die Trägerrakete und 20 Millionen für das Frachtraumschiff Cygnus verwendet.

Am 10. Juni 2008 wurde bekannt, dass die Wallops Flight Facility in Virginia der Hauptstartplatz für die Rakete sein wird. Eine neue Startrampe wurde an der Position der abgerissenen Conestoga-Startrampe LP-0A errichtet; der Name der Rampe wurde beibehalten.

StufenBearbeiten

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Die erste Stufe mit den beiden AJ26-62-Triebwerken auf dem Transportwagen

Erste StufeBearbeiten

Die erste wurde zunächst von zwei russischen Triebwerken des Typs Kusnezow NK-33 angetrieben. Es existierten noch etwa 60 Triebwerke; davon befand sich die Hälfte bei der Firma Aerojet, wo sie die Bezeichnung AJ26-62 erhielten. Die anderen Triebwerke befanden sich in einer Fabrik in Samara. Der Durchmesser der ersten Stufe von 3,90 m wurde identisch zur Zenit-Rakete gewählt, um die Tanks und Strukturen mit denselben Fertigungsmethoden herstellen zu können. Die erste Stufe wird ebenso wie die Zenit von Juschnoje produziert und entwickelt. OSC übernimmt die Integration und die Abnahmetests. Die erste Stufe verwendet als Treibstoffkombination Kerosin und Flüssigsauerstoff.

Nach dem Fehlstart am 28. Oktober 2014 gab Orbital bekannt, dass man mit Energomasch einen Vertrag für bis zu 60 russischen Triebwerke des Typs RD-181 unterzeichnet hat. Das RD-181 hat mit dem RD-180 der Atlas V nichts zu tun, obwohl sie ähnliche Bezeichnung haben. Das RD-181 besteht aus zwei RD-193, die wiederum vom RD-191 abgeleitet sind, das die russische Rakete Angara antreibt. Mit 1824 kN Schub auf Meereshöhe hat es deutlich mehr Schub als das NK-33 und erlaubt so eine Nutzlaststeigerung. Alleine durch den höheren Schub sinken die Gravitationsverluste, und die Nutzlast steigt um bis zu 1000 kg.[4]

Zweite StufeBearbeiten

Die zweite Stufe ist ein Castor-30-Triebwerk. Es verwendet Festtreibstoff. Drei Varianten des Castor-30-Motors kommen zum Einsatz:[5]

  • Castor-30A bei der Antares-110 (2 Erprobungsflüge)
  • Castor-30B bei den Versionen Antares-120, -121 und -122
  • Castor-30XL bei den Versionen Antares-130, -131 und -132

Eine andere zweite Stufe wurde von Orbital Sciences als Ersatz für den Castor-30-Booster untersucht, um schwerere Nutzlasten transportieren zu können. Diese Stufe sollte von einem PWR35M-Triebwerk von Pratt & Whitney angetrieben werden, das die Treibstoffmischung Flüssigmethan und Flüssigsauerstoff verwendet. Sie würde ermöglichen, Nutzlasten von bis zu 7600 kg in eine niedrige Erdumlaufbahn zu bringen, jedoch scheinen die Pläne aufgegeben worden zu sein.[6]

Die dritten StufenBearbeiten

Es stehen zwei optionale Drittstufen zur Verfügung. Die erste heißt „Bi-Propellant Third Stage“ (BTS), sie verwendet eine hypergolische Mischung aus Hydrazin und dem Oxidator Stickstofftetroxid; diese werden durch Helium druckgefördert. Sie wird von Orbital entwickelt. Sie ist ein Derivat vorheriger Entwicklungen. Die Hardware wird vom OSC-Star-2-Bus abgeleitet,[7] andere Elemente kommen von der DART-Mission. Die zweite ist ein Star-48BV-Feststoffraketenmotor mit Schubvektorsteuerung, um Nutzlasten auf höhere Geschwindigkeiten zu bringen. Die Antares 110, -120 und -130 sind ohne dritte Stufe. Während Antares-121 und -131 BTS als dritte Stufe verwenden, kommt bei Antares-122 und -132 der Feststoffmotor Star-48BV als dritte Stufe zum Einsatz.[8]

NutzlastverkleidungBearbeiten

 
Erstflug der Antares-110-Rakete
Video von Start und Explosion der Antares-130-Rakete am 28. Oktober 2014

Für Starts mit Satelliten und Raumsonden steht für die Antares eine Nutzlastverkleidung zur Verfügung. Die Nutzlastverkleidung ist 9,9 m lang und hat, wie die gesamte Rakete, 3,9 m Durchmesser. Ihre Spitze ist ein abgerundeter Doppelkegel, jedoch ragt die 2. Stufe in sie hinein, so dass von dieser bis zur Spitze der Nutzlastverkleidung die Länge nur 7,52 m beträgt, wovon sie auf 3,9 m Länge den vollen Innendurchmesser von 3,45 m bietet. Darüber nimmt der Durchmesser der Nutzlastverkleidung als Doppelkegel ab.[5]

VersionenBearbeiten

Die Antares-Rakete kann je nach Einsatz modular aus verschiedenen Komponenten zusammengestellt werden. Aus der jeweiligen Konfiguration ergibt sich die dreistellige Versionsnummer:[8]

  • Die erste Ziffer: bezeichnet die erste Stufe.
    • 1 = 2 × NK-33
    • 2 = 2 × RD-181
  • Die zweite Ziffer: bezeichnet den Typ der zweiten Stufe:
  • Die dritte Ziffer: bezeichnet den Typ der dritten Stufe:
    • 0 = keine dritte Stufe
    • 1 = BTS (Bi-Propellant Third Stage)
    • 2 = Star-48BV

ZeitplanBearbeiten

Der erste Start der Antares war ursprünglich für März 2011 vorgesehen,[9] erfolgte jedoch nach mehreren Verschiebungen erst am 21. April 2013. Nach diesem Demonstrationsstart startete die Antares am 18. September 2013 mit Cygnus 1 ins All. Bei den ersten beiden Flügen kam die Erprobungsvariante Antares-110 zum Einsatz. Für die nächsten zwei Cygnus-Missionen wurde die Antares-120 verwendet, die danach von der leistungsstärkeren Antares-130 abgelöst wurde.

Nach dem Fehlschlag von Orb-3 vom Oktober 2014 wurden zwei Flüge des Cygnus-Raumschiffes auf die Atlas V-Rakete von United Launch Alliance gebucht. Mit der verbesserten und mit neuen Triebwerken ausgestatteten Version Antares-230 wurden die eigenen Flüge dann wieder fortgeführt.

StartlisteBearbeiten

Durchgeführte StartsBearbeiten

Dies ist eine vollständige Startliste der Antares-Rakete, Stand 16. Februar 2020

Alle Starts erfolgten von der Startrampe 0A des Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS) auf Wallops Island, Virginia.

Lfd. Nr. Datum (UTC) Typ Nutzlast Art der Nutzlast Nutzlast­masse1 Orbit2 Anmerkungen
01 21. Apr. 2013
21:00
Antares-110 Cygnus-Attrappe
Dove-1
PhoneSat
Massesimulator
Technologieerprobung
Technologieerprobung
LEO Erfolg
02 18. Sep. 2013
14:58
Antares-110 Cygnus Orb-D1 Raumfrachter LEO Erfolg
03 9. Jan. 2014
18:07
Antares-120 Cygnus Orb-1 CRS-Raumfrachter LEO Erfolg
04 13. Juli 2014
16:52
Antares-120 Cygnus Orb-2 CRS-Raumfrachter LEO Erfolg
05 28. Okt. 2014
22:22
Antares-130 Cygnus Orb-3 CRS-Raumfrachter LEO Fehlschlag
Selbstzerstörung, nachdem 15 Sekunden nach dem Start ein Triebwerk versagte.[10][11]
06 17. Okt. 2016
23:45
Antares-230 Cygnus OA-5
Lemur-2
CRS-Raumfrachter
AIS-/Wettersatelliten
6163 kg LEO Erfolg
07 12. Nov. 2017
12:19
Antares-230 Cygnus OA-8
Lemur-2
6 Cubesats
CRS-Raumfrachter
AIS-/Wettersatelliten
Technologieerprobung
LEO Erfolg
08 21. Mai 2018
08:44
Antares-230 Cygnus OA-9
Lemur-2
2× AeroCube
CRS-Raumfrachter
AIS-/Wettersatelliten
Technologieerprobung
LEO Erfolg
09 17. Nov. 2018

09:01

Antares-230 Cygnus NG-10
KickSat 2
 
Chefsat 2
CRS-Raumfrachter
Wirtsatellit mit 100
Femtosatelliten
Technologieerprobung
6173 kg LEO Erfolg
10 17. Apr. 2019
20:46
Antares-230 Cygnus NG-11
2× AeroCube
Thinsat-1
CRS-Raumfrachter
Technologieerprobung
60 Picosatelliten
LEO Erfolg
11 2. Nov. 2019
13:59
Antares-230+ Cygnus NG-12 CRS-Raumfrachter LEO Erfolg
12 15. Feb. 2020
20:21
Antares-230+ Cygnus NG-13
Red-Eye[12]
DeMi[12]
TechEdSat 10[12]
CRS-Raumfrachter
Technologieerprobung
Technologieerprobung
Technologieerprobung
LEO Erfolg

Geplante StartsBearbeiten

Stand der Liste: 16. Februar 2020

Alle Starts sollen von der Rampe 0A des Mid-Atlantic Regional Spaceport erfolgen.[13]

Lfd. Nr. Datum (UTC) Typ Nutzlast Art der Nutzlast Nutzlast­masse1 Orbit2 Anmerkungen
13 Oktober 2020[14] Antares-230+ Cygnus NG-14 CRS-Raumfrachter LEO
1 Masse der von der Rakete transportierten Nutzlast (z. B. ein Cygnus-Raumschiff und dessen Fracht) einschließlich mitgeführtem Treibstoff (wet mass).
2 Die Bahn, auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt wurde bzw. ausgesetzt werden soll; nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast.

WeblinksBearbeiten

Commons: Antares – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Ed Kyle: Taurus 2. In: Space Launch Report. Abgerufen am 14. Dezember 2011 (englisch).
  2. Orbital: Orbital Selects „Antares“ as Permanent Name for New Rocket Created by the Taurus II R&D Program − Company Brands Medium-Class Launch Vehicle in Preparation for First Flight in 2012
  3. Justin Ray: Commercial rocket gets new name as debut launch nears. Spaceflight Now, 12. Dezember 2011, abgerufen am 17. Dezember 2011 (englisch).
  4. Orbital Sciences signs contract for new Antares engines. spaceflightnow.com, 22. Januar 2015, abgerufen am 2. Februar 2015 (englisch).
  5. a b Antares Medium-Class Launch Vehicle. (PDF; 4,0 MB) Orbital, 2013, abgerufen am 23. April 2013 (englisch).
  6. Bernd Leitenberger: Die Antares (Taurus II) Trägerrakete. Abgerufen am 17. Dezember 2011.
  7. Antares Fact Sheet. (PDF; 1,8 MB) Orbital, abgerufen am 18. Dezember 2011 (englisch).
  8. a b Gunter Krebs: Antares (Taurus-2). In: Gunter's Space Page. 22. April 2013, abgerufen am 22. April 2013 (englisch).
  9. Antares Home Page. Orbital Sciences Corporation, 1. Juli 2009, abgerufen am 21. August 2012 (englisch): „The first demonstration flight of the Taurus II launch vehicle from Wallops under the COTS program is expected to occur in early 2011“
  10. ISS Commercial Resupply Services Mission (Orb-3) (Memento vom 28. Dezember 2014 im Internet Archive). orbital.com, abgerufen am 31. Oktober 2014 (englisch)
  11. Engine turbopump eyed in Antares launch failure. In: Spaceflight Now. 5. November 2014, abgerufen am 27. Juli 2019.
  12. a b c Stephen Clark: Antares rocket lifts off from Virginia on space station cargo mission. Spaceflight Now, 15. Februar 2020.
  13. Northrop Grumman Information
  14. Stephen Clark: Launch Schedule. Spaceflight Now, abgerufen am 15. Februar 2020 (englisch).