Ariane 4

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Start der ersten Ariane 4, eine Ariane 44LP (NASA)

Die Ariane 4 ist mit 116 Starts, von denen 113 erfolgreich waren, das bisher erfolgreichste Arianemodell mit einer Zuverlässigkeit von 94,55 %. Ihren Erstflug hatte sie am 15. Juni 1988.

Die Ariane-4-Raketen waren zwischen 55 m und 60 m hoch und konnten eine Nutzlast von bis zu 4,9 t in eine GTO-Transferbahn transportieren. Das Startgewicht betrug zwischen 243 t und 480 t. Die Ariane 4 transportierte meistens zwei übereinander angeordnete Satelliten in die Umlaufbahn. Dieses Merkmal verhalf der Ariane 4 zu günstigen Startpreisen und zusammen mit ihrer hohen Zuverlässigkeit Arianespace zu einer starken Dominanz im Satelliten-Transportgeschäft. Arianespace hielt so einen Weltmarktanteil von ca. 60% über mehrere Jahre.

Am 15. Februar 2003 erfolgte mit Flug 159 der letzte Start einer Ariane-4-Rakete.

[Bearbeiten] Technische Merkmale

Ariane 42P mit dem TOPEX/Poseidon-Satelliten (Kourou, 10. August 1992) (NASA)

Die Ariane 4 basiert auf der Ariane 3. Damit sich die Rakete an verschieden schwere Nutzlasten anpassen konnte, und auch dem Trend der ständig steigenden Nutzlastmassen längere Zeit standhalten konnte, wurde sie mit einem flexiblen Konzept von Boostern ausgestattet. Dieses sollte ihr ermöglichen, während ihrer gesamten Einsatzzeit Kosten sparende Doppelstarts durchführen zu können. Einerseits wurden die Feststoffbooster der Ariane 3 stark gestreckt, um ihre Leistung zu erhöhen, andererseits wurden von der zweiten Stufe der Ariane 3 neue Flüssigtreibstoffbooster abgeleitet, die wesentlich größer und schwerer als die verlängerten Festtreibstoffbooster waren und eine höhere Leistung als diese hatten. Außerdem wurde die erste Stufe gegenüber der Ariane 3 stark gestreckt, um wesentlich mehr Treibstoff aufnehmen zu können. Dadurch wurde die Tankkapazität so groß, dass die erste Stufe nur vollgetankt werden konnte, wenn sie mindestens mit 4 Feststoffboostern oder 2 Flüssigboostern gestartet wurde, da ansonsten die Triebwerksleistung nicht ausreichte, um die schwere Rakete abheben zu lassen. Dieses führte dazu, dass bei Versionen, bei denen die erste Stufe nicht vollgetankt werden konnte, die Brennzeit kürzer als normal war, weil die Triebwerke den Treibstoffvorrat in kürzerer Zeit verbraucht hatten. Die zweite und dritte Stufe wurde bei der Entwicklung der Ariane 4 gegenüber der Ariane 3 nicht verändert. Dafür wurde eine neue Nutzlastverkleidung mit 4 m Durchmesser und eine ebenso breite Doppelstartvorrichtung eingeführt.

Die Ariane 4 wurde wesentlich länger produziert als ursprünglich geplant, da sie immer wieder nach Fehlstarts der Nachfolgerin Ariane 5 in die Bresche springen musste. Deshalb stiegen die Satellitenmassen über das ursprünglich für Ariane 4 geplante Maß weiter an, so dass die Ariane 4 mehrere Modifikationen zur Leistungssteigerung erfuhr. Neben der Einführung leichterer Materialien für Verkleidungen, Druckgastanks etc. betrafen diese jedoch fast ausschließlich die dritte Stufe. Die dritte Stufe (H 10) wurde zuerst gestreckt, um mehr Treibstoff aufnehmen zu können (H 10+). Als dieses nicht mehr reichte, wurde die Treibstoffmischung auf einen höheren Sauerstoffanteil umgestellt und so die Nutzlastkapazität nochmals gesteigert (H 10 III). Trotzdem waren zum Schluss fast alle Satelliten so schwer, dass selbst die stärkste Ariane 4 Version (Ariane 44L) meistens nur noch Einzelstarts durchführen konnte.

[Bearbeiten] Versionen

Nutzlastverkleidung der Ariane 4 mit einem ERS Satelliten (Modell).

Für verschieden schwere Nutzlasten standen sechs Raketenkonfigurationen zur Verfügung. An der reinen Serienstufenrakete (Ariane 40 genannt) konnten zur Nutzlasterhöhung seitlich entweder Feststoff- und/oder Flüssigtreibstoffbooster befestigt werden. Folgende Ariane-4-Versionen standen zur Verfügung:

40 – ohne Booster
42L – 2 Flüssigtreibstoff-Booster
42P – 2 Feststoff-Booster
44L – 4 Flüssigtreibstoff-Booster
44P – 4 Feststoff-Booster
44LP – 2 Flüssigtreibstoff-Booster und 2 Feststoff-Booster

Syntax: Die erste Zahl steht für Ariane 4, die zweite für die Anzahl der Booster und die Buchstaben für die Treibstoffart – L = liquide (franz.) = flüssig , P = poudre (franz.) = fest.

[Bearbeiten] Ariane-4-Versionsdaten

Version	Ariane 40	Ariane 42P	Ariane 44P	Ariane 42L	Ariane 44LP	Ariane 44L
Startmasse ca.	243 t	320 t	350 t	360 t	420 t	470 t
Startschub	2668 kN	3918 kN	5168 kN	4000 kN	5250 kN	5332 kN
Nutzlast (GTO)	2070 kg	2920 kg	3380 kg	3450 kg	4170 kg	4900 kg
Erster Flug	21. Januar 1990	20. November 1990	4. April 1991	11. Mai 1993	15. Juni 1988	5. Juni 1989
Letzter Flug	4. Juni 2000	3. Mai 2002	25. September 2001	23. Januar 2002	26. November 2001	15. Februar 2003
Anzahl der Flüge	7	15	15	13	26	40
Wichtige Nutzlasten	ERS 1 & 2	TOPEX/Poseidon	ISO	Astra 1C	Hipparcos, Astra 1A, TV-SAT 2	Intelsat 907, DFS Kopernikus 1

Nutzlast mit „H10 III“-Drittstufe.

[Bearbeiten] Technische Daten der einzelnen Stufen

Stufe	Name	Treibstoffmasse	Oxidator	Treibstoff	Triebwerk(e)	Schub	Brennzeit
1. Stufe	L220	229 t max.	Stickstofftetroxid	UH 25	4* Viking V	4* 667 kN = 2668 kN	210 s max.
Flüssig-Booster	PAL	36 t	Stickstofftetroxid	UH 25	1* Viking VI	1* 666 kN	135 s
Feststoff-Booster	PAP	9,5 t	Festtreibstoff	Festtreibstoff	Festtreibstofftriebwerk	1* 625 kN	34 s
2. Stufe	L33	34 t	Stickstofftetroxid	UH 25	1* Viking IV	1*786 kN im Vakuum	124 s
3. Stufe	H10 III	11,9 t	flüssiger Sauerstoff	flüssiger Wasserstoff	1* HM7B	1* 63 kN im Vakuum	780 s

Die „H10 III“-Drittstufe wurde erst ab 1996 eingesetzt, davor waren die schwächeren „H10“- und „H10+“-Drittstufen im Einsatz.

[Bearbeiten] Literatur

Hans-Martin Fischer: Europas Trägerrakete ARIANE. Geschichte und Technik zum letzten Start der ARIANE 4. Stedinger Verlag, Lemwerder 2004, ISBN 3-927697-32-X