Rocket 3

US-amerikanische Trägerrakete

Rocket 3 (englisch für „Rakete 3“) war eine zweistufige Trägerrakete des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens Astra Space (vormals Ventions[1]). Die nur 13 Meter hohe Rakete sollte bis zu 50 kg Nutzlast in eine 500 km hohe sonnensynchrone Erdumlaufbahn transportieren können, zu einem Preis von 3,5 Millionen US-Dollar.[2] Die Entwicklung der Rakete begann Ende 2016 und fand bis Anfang 2020 weitgehend im Verborgenen statt; Astra Space nannte sich dementsprechend auch Stealth Space.[3][4] Im Sommer 2022 stellte Astra das wenig erfolgreiche Projekt zugunsten einer in Entwicklung befindlichen größeren Rakete ein.[5]

Rocket 3.0 „1 of 3“ in Alaska (Februar 2020)

TechnikBearbeiten

Ziel bei der Entwicklung der Rakete waren eine möglichst einfache Produktion und extrem niedrige Herstellkosten. Wie der Hauptkonkurrent Rocket Lab bei seiner Rakete Electron verwendete auch Astra Space elektrisch betriebene Treibstoffpumpen, was den Aufbau der Triebwerke wesentlich vereinfachte. Die Struktur der Astra-Rakete wurde jedoch konventionell aus Aluminium gefertigt und war damit wesentlich preiswerter und schneller herstellbar als die modernen CFK-Bauteile von Rocket Lab. Statt der acht Triebwerke der Electron verfügte die Astra-Erststufe nur über fünf; Treibstoff und Oxidator (Kerosin und Flüssigsauerstoff) waren wiederum dieselben.[3][6]

Astra ging bei der Kostenoptimierung sogar so weit, dass Abstriche bei der Zuverlässigkeit der Rakete in Kauf genommen wurden. Dahinter stand das Kalkül, dass das Gesamtpaket aus preiswerten Starts mit gelegentlichem Verlust einzelner Satelliten für die Kunden attraktiver sein sollte als die technisch perfektionierten, aber teureren Angebote anderer Kleinraketenhersteller.[6][7] Letztlich wurde nur eine unzureichende Zuverlässigkeit von 50 % erreicht.[8]

Die geringe Länge der Rakete ermöglichte den Transport in einem Standard-ISO-Container.[9] Auch die Startvorrichtung und alles weitere Zubehör wurden in Containern transportiert.[10]

Für erste orbitale Testflüge entwickelte Astra Space einen Rocket-3-Prototyp mit bis zu 25 kg Nutzlast für sonnensynchrone Umlaufbahnen (SSO). Von dieser Variante wurden drei Exemplare gebaut[11] und getestet. Mit der nächsten Raketenversion Rocket 3.3 (ursprünglich Rocket 4 genannt) soll die SSO-Transportleistung auf 50 kg verdoppelt werden.[4][2] Gegenüber der vorherigen Version wurde Rocket 3.3 um rund 1,5 Meter verlängert, um das Tankvolumen zu vergrößern.[12]

Geplant waren auch das Raketenmodell Rocket 4 für bis zu 200 kg Nutzlast in SSO und eine noch stärkere Rakete für den Transport von bis zu 500 kg in SSO.[2]

EinrichtungenBearbeiten

Entwicklung, Produktion und Test der Rakete erfolgten auf einem Gelände in Alameda in Kalifornien. In der Anlage war früher die Alameda Naval Air Station ansässig. Aus dieser Zeit sind unterirdische Triebwerksteststände vorhanden, die weiter genutzt werden.[3]

Startplatz für die ersten Rocket-Flüge war der Pacific Spaceport Complex – Alaska (PSCA) auf der Insel Kodiak. Langfristig war von dort ein Start pro Monat geplant.[13] Astra Space war der erste kommerzielle Nutzer des PSCA.[14] Wegen seines hohen Breitengrades ist der PSCA nur für Starts in Polarbahnen geeignet. Für niedrigere Bahnneigungen plante Astra einen zweiten Startplatz auf den Marshallinseln im Pazifik. Außerdem war eine Nutzung des Mid-Atlantic Regional Spaceport an der US-Ostküste im Gespräch.[15]

ErprobungBearbeiten

Ein erster Testflug fand mit einem Raketenprototyp namens Rocket 1 am 20. Juli 2018 statt. Wegen eines nicht näher bezeichneten Problems endete der Flug bereits nach 21 Sekunden.[16][17] Es entstanden leichte Schäden an der Startanlage.[18]

Ein zweiter Start erfolgte mit der Rakete Rocket 2 am 27. November 2018.[17][19][20] Alle fünf Motoren versagten, und die Rakete ging in Trümmern auf dem Startgelände nieder.[21]

Bei beiden Flügen handelte es sich um suborbitale oder atmosphärische Tests der ersten Raketenstufe. Die zweite Stufe war jeweils funktionslos bzw. diente nur als Massesimulator.[22][21]

Die ersten beiden Orbitalstarts mit der Raketenversion Rocket 3.0 waren für das 1. Quartal 2020 im Rahmen des militärischen Kleinraketenstartwettbewerbs DARPA Launch Challenge geplant. Astra Space war von ursprünglich 30 Bewerbern der einzige noch verbliebene Teilnehmer in dem Wettbewerb, musste den Start jedoch am 2. März in letzter Minute wegen eines technischen Problems abbrechen.[23] So endete der Wettbewerb ohne Sieger.[11] Am 23. März trat bei der Vorbereitung eines zweiten Startversuchs eine „Anomalie“ auf; die Rakete wurde zerstört und der Startplatz kontaminiert.[24][25] Bei einem weiteren Versuch, eine erdnahe Umlaufbahn (LEO) zu erreichen, trat am 12. September 2020 kurz nach dem Abheben ein Problem im Steuerungssystem auf, wodurch die – ohne Nutzlast gestartete – Rakete vom Kurs abkam. Das Triebwerk musste sicherheitshalber abgeschaltet werden und die Mission schlug fehl.[26][27] Beim nächsten Start am 15. Dezember 2020 erreichte die zweite Stufe der Rakete den Weltraum, schaltete sich aber 12–15 Sekunden zu früh ab, weil der Treibstoff nicht ausreichte. Es wurde eine Geschwindigkeit von 7,2 km/s erreicht, statt der notwendigen 7,7 km/s für die gewünschte Erdumlaufbahn in 390 km Höhe.[28]

Ein erster Startversuch mit der Rocket 3.3 am 28. August 2021 schlug ebenfalls fehl. Innerhalb von einer Sekunde nach dem Abheben fiel eines der fünf Erststufentriebwerke aus. Wegen des unzureichenden Schubs bewegte sich die Rakete zunächst nur seitwärts, bevor sie bei abnehmender Masse auf etwa 50 km Höhe stieg. Nach dem Abschalten der Erststufentriebwerke geriet sie ins Trudeln und fiel ins Meer.[29][30]

Der zweite Startversuch einer Rocket 3.3 am 20. November 2021 glückte. Die Rakete erreichte einen Orbit in etwa 500 km Höhe mit 86° Bahnneigung. Als Nutzlast waren Messgeräte der United States Space Force an Bord, die wie vorgesehen an der zweiten Raketenstufe verblieben. Laut Chris Kemp, dem CEO von Astra Space, wurde die Testphase damit abgeschlossen.[31]

BetriebBearbeiten

Der erste reguläre Start der Rocket 3.3 am 10. Februar 2022, der erste Start in Florida, schlug fehl. Astra gab später bekannt, die Nutzlastverkleidung habe sich nicht wie vorgesehen getrennt. Dies konnte auf einen Fehler in der technischen Dokumentation zurückgeführt werden. Darüber hinaus habe es Probleme mit der Flugsteuerungs-Software gegeben, die durch einen Paketverlust in der Datenübertragung ausgelöst wurden.[32] Der zweite kommerzielle Start glückte am 15. März 2022. Er war von einem sehr volatilen Börsenkurs der Astra-Aktie begleitet.[33]

StartaufträgeBearbeiten

Nach Auskunft des Unternehmens lagen im Februar 2020 etwa ein dutzend Startaufträge für die Rakete vor,[3][34] Im Dezember seien es über zwei dutzend gewesen[35] und Anfang Februar 2021 bereits über 50.[36] Laut Planung vom Februar 2020 sollten diese Kundenaufträge mit der Raketenversion 3.3 (damals Rocket 4 genannt) mit 50 kg SSO-Transportkapazität bedient werden.[4]

StartlisteBearbeiten

Lfd. Nr. Datum (UTC) Rakete Startplatz Mission
Nutzlast
Orbit1 Anmerkungen
01 20. Juli 2018 Rocket 1 PSCA
LP 2[22]
keine suborbital Fehlschlag
Testflug mit funktionsloser Zweitstufe
02 27. Nov. 2018 Rocket 2 PSCA
LP 2[20]
keine suborbital Fehlschlag
Testflug mit funktionsloser Zweitstufe
03 24. März 2020
(geplant)
Rocket 3
„1 of 3“
PSCA
LP 3B[37]
unveröffentlicht LEO Fehlschlag
Rakete bei Startvorbereitungen am 23. März zerstört
04 12. Sep. 2020
03:19
Rocket 3.1 PSCA
LP 3B
keine LEO Fehlschlag
Fehlfunktion der ersten Stufe kurz nach dem Abheben
05 15. Dez. 2020
20:55
Rocket 3.2 PSCA
LP 3B
keine LEO Teilerfolg
Orbitalgeschwindigkeit knapp verfehlt
06 28. Aug. 2021
22:35
Rocket 3.3 PSCA
LP 3B
STP-27AD1 (Messgerät) LEO Fehlschlag
Triebwerksausfall unmittelbar nach dem Abheben
07 20. Nov. 2021
06:16
Rocket 3.3 PSCA
LP 3B
STP-27AD2 (Technologieerprobung) LEO Erfolg
08 10. Feb. 2022
20:00
Rocket 3.3 CCSFS
SLC-46
Elana/VCLS-2A:
Bama-1, Curie, QubeSat, R5-S1
LEO Fehlschlag
Ausfall der zweiten Stufe nach fehlerhafter Abtrennung der Nutzlastverkleidung
09 15. März 2022

16:22[38]

Rocket 3.3 PSCA
LP 3B[38]
Astra-1 für Spaceflight:

OreSat0, EyeStar-S4 (beide Technologieerprobung), 16× Spacebee

SSO Erfolg[33]
010 12. Juni 2022
17:43
Rocket 3.3 (LV0010) CCSFS
SLC-46
2 Satelliten der TROPICS-Konstellation LEO Fehlschlag
Ausfall der zweiten Stufe[39]
1 Bahn, auf der die Nutzlast von der oberen Raketenstufe ausgesetzt werden soll; nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast.

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Ventions’ successor Astra Space has suborbital test launch failure – thought to be its second. Seradata, 18. Dezember 2018, abgerufen am 18. Februar 2019.
  2. a b c Rocket Report: SLS not available for science, OneWeb reaches milestone. Ars Technica, 9. Juli 2021.
  3. a b c d Ashley Vance: A Small Rocket Maker Is Running A Different Kind of Space Race. In: Bloomberg Businessweek. 3. Februar 2020, abgerufen am 3. Februar 2020.
  4. a b c Jeff Foust: Astra emphasizes rapid iteration in its quest for low-cost, rapid launch. Spacenews, 14. Februar 2000.
  5. Astra cancels Rocket 3 to focus on larger vehicle. Spacenews, 4. August 2022.
  6. a b Eric Berger: At Astra Space, failure is an option. In: Ars Technica. 6. Februar 2019, abgerufen am 6. Februar 2019.
  7. Astra’s playing the long game. Techcrunch, 13. Mai 2022.
  8. Astra Announces Second Quarter 2022 Financial Results. Astra-Pressemeldung vom 4. August 2022.
  9. Small-launch startup Astra aiming for 300 missions per year by 2025. Space.com, 7. Juli 2021.
  10. The King Of Small Sat Launchers – A Comparison. Everyday Astronaut, 28. Mai 2021.
  11. a b Stephen Clark: Fresh out of stealth mode, Astra gearing up for orbital launch from Alaska. Spaceflight Now, 24. Februar 2020.
  12. Astra aborts launch attempt in Alaska. Spaceflight Now, 27. August 2021.
  13. Jay Benett: Secret Spaceflight Company to Conduct First Commercial Launch From Alaska Spaceport. In: Popular Mechanics. 21. März 2018, abgerufen am 3. April 2018.
  14. Jeff Foust: Alaskan spaceport to host secretive commercial launch. In: Spacenews. 20. März 2018, abgerufen am 3. April 2018.
  15. Ian Atkinson: Astra, DARPA prepare for upcoming launch challenge. Nasaspaceflight.com, 25. Februar 2020.
  16. Jeff Foust: Alaska launch shrouded in secrecy. In: Spacenews. 27. Juli 2018, abgerufen am 16. September 2018.
  17. a b Gunter Dirk Krebs: Astra. In: skyrocket.de. 1. März 2020, abgerufen am 12. Februar 2018.
  18. Official Minutes – Board of Directors Meeting. (PDF) Alaska Aerospace, 13. September 2018, abgerufen am 17. Februar 2019 (Abschnitt 11).
  19. Launches. FAA, archiviert am 2. Dezember 2018.
  20. a b Commercial Space Transportation License; License Number LLS 18-144. (PDF) FAA, 15. Oktober 2018, abgerufen am 17. Oktober 2018.
  21. a b Jeff Foust: Astra Space suborbital launch fails. In: Spacenews. 6. Dezember 2018, abgerufen am 6. Dezember 2018.
  22. a b Commercial Space Transportation License No LLS 18-112. (PDF) FAA, 30. März 2018, abgerufen am 3. April 2018.
  23. Rocket 1 of 3, Launch Attempt 1. In: astra.com. 2. März 2020, abgerufen am 12. September 2020 (englisch).
  24. Astra rocket damaged in pre-launch tests. Spacenews, 24. März 2020.
  25. Michael Sheetz: Rocket startup Astra trims staff. CNBC, 5. April 2020.
  26. Astra: We have liftoff! 12. September 2020, abgerufen am 12. September 2020 (englisch).
  27. Tyler Gray: Astra launches on first orbital test; fails in first stage flight. In: nasaspaceflight.com. 12. September 2020, abgerufen am 12. September 2020 (englisch).
  28. Michael Sheetz: Rocket startup Astra reaches space for the first time with second launch attempt from Alaska. CNBC, 15. Dezember 2020.
  29. Astra Conducts Test Launch. Astra-Pressemeldung vom 28. August 2021.
  30. Astra’s third orbital launch attempt suffers engine failure and termination. Nasaspaceflight.com, 30. August 2021.
  31. Astra ready for commercial operations after first successful launch. In: Spacenews. 22. November 2021, abgerufen am 6. Dezember 2021 (englisch).
  32. Jeff Foust: Astra blames launch failure on wiring error and software flaw. In: SpaceNews. 8. März 2022, abgerufen am 16. März 2022 (amerikanisches Englisch).
  33. a b Jeff Foust: Astra’s Rocket 3.3 returns to flight with successful launch. In: SpaceNews. 15. März 2022, abgerufen am 16. März 2022 (amerikanisches Englisch).
  34. Jeff Foust: Three companies selected for DARPA Launch Challenge. 10. April 2019, abgerufen am 11. April 2019.
  35. Astra makes it to space!. Astra Space, 17. Dezember 2020.
  36. Hello, Nasdaq: Astra is going public. Astra-Pressemeldung vom 2. Februar 2021.
  37. Twitter-Nachricht von Todd Master, Leiter der DARPA Launch Challenge, 1. März 2020.
  38. a b Justin Davenport: Astra successfully returns to flight with mission for Spaceflight Inc. In: NASASpaceFlight.com. 14. März 2022, abgerufen am 16. März 2022 (amerikanisches Englisch).
  39. Tariq Malik: Astra rocket suffers major failure during launch, 2 NASA satellites lost. In: Space.com. 12. Juni 2022, abgerufen am 13. Juni 2022 (amerikanisches Englisch).