Vulcan (Rakete)

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Vulcan
Vulcan
Logo der Vulcan-Rakete
Typ Schwerlast-Trägerrakete
Land Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Betreiber United Launch Alliance
Hersteller United Launch Alliance
Startpreis 82–200 Mio. US-Dollar
Status in Entwicklung
Aufbau
Stufen 2
Booster 0, 2, 4 oder 6 Seitenbooster
Stufen
Booster GEM 63XL[1]
Typ Feststoffraketentriebwerk
1. Stufe  
Typ Flüssigkeitsraketentriebwerk
Triebwerk 2 × BE-4
Treibstoff Methan / Flüssigsauerstoff
2. Stufe Centaur-V
Typ Flüssigkeitsraketentriebwerk
Triebwerk 2 × RL10C-1
Treibstoff Flüssigwasserstoff / Flüssigsauerstoff
Starts
Erststart frühestens Ende 2023[2]
Startplatz SLC-41, Cape Canaveral SFS
SLC-3E, Vandenberg SFB
Nutzlastkapazität
Kapazität LEO max. 27.200 kg
Kapazität GTO max. 14.500 kg

Die Vulcan ist eine in Entwicklung befindliche Trägerrakete der US-amerikanischen Herstellers United Launch Alliance (ULA). Sie soll die ULA-Raketen Delta IV und der Atlas V ersetzen. Die Kunden des ersten Vulcan-Starts hoffen, dass dieser noch im Jahr 2023 stattfinden kann.[veraltet][2]

Konstruktion

Die Vulcan ist nur in Teilen eine Neuentwicklung; überwiegend ist sie von der Atlas V und der Delta IV abgeleitet.[3] Die erste Stufe der Vulcan soll die Tankstruktur der Delta IV mit 5 m Durchmesser übernehmen. Als zweite Stufe soll anfangs die Centaur-Raketenstufe der Atlas V dienen. Diese sitzt auf einem konischen Stufenadapter. Auch die Nutzlastverkleidungen mit 4 m oder 5 m Durchmesser stammen von der Atlas V. Die 5-m-Nutzlastverkleidung umschließt neben der Nutzlast auch die Centaur und ihren Adapter. Die Rakete soll außerdem über bis zu vier Feststoffbooster bei der 4-m-Nutzlastverkleidung verfügen und maximal sechs Feststoffbooster bei der 5-m-Nutzlastverkleidung.

Triebwerkstyp und Besonderheiten der ersten Stufe

Die erste Stufe wird zwei BE-4-Triebwerke von Blue Origin verwenden; als Treibstoff kommen flüssiges Methan und flüssiger Sauerstoff zum Einsatz. Nicht zum Zuge kam das ebenfalls evaluierte AR1 von Aerojet Rocketdyne, das mit Kerosin und flüssigem Sauerstoff betrieben werden soll.[4]

In einer späteren Vulcan-Version soll die Triebwerkseinheit, bestehend aus den Triebwerken und der tragenden Struktur, nach Brennschluss abgetrennt werden. Ein aufblasbarer Hitzeschutzschild soll sie anschließend vor den Temperaturen beim Wiedereintritt schützen und im Wasser den nötigen Auftrieb verleihen, um sie später wiederverwenden zu können. Anfängliche Planungen sahen vor, dass die Triebwerkseinheit am Fallschirm hängend von einem Hubschrauber eingefangen wird.[5]

Zweite Stufen

Neben der zuerst zum Einsatz kommenden Centaur ist für eine spätere Raketenversion eine neue Zweitstufe namens Advanced Cryogenic Evolved Stage (ACES) geplant. Diese hat druckversteifte Tanks mit dreifacher Kapazität. Sie verwendet wie die Centaur flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff als Treibstoff. Die Tanks werden durch verdampften Treibstoff unter Druck gesetzt. Dieser wird auch für die Lageregelung und Erzeugung von elektrischer Energie verwendet. So kann die Stufe wochenlang in Betrieb sein.[6] Sie hat je nach Mission ein bis vier Triebwerke des Typs RL-10C-X, einer neuen Version des schon mit der Centaur verwendeten RL-10. Damit entschied ULA sich gegen das ebenfalls zur Auswahl stehende BE-3U von Blue Origin und ein Triebwerk von XCOR.[7]

Zusatzbooster und Varianten

Die Vulcan Centaur ist in fünf Varianten geplant. Das kleinste Modell ohne Feststoffbooster soll eine Nutzlastkapazität von bis zu 10,6 t für niedrige Erdumlaufbahnen (LEO) und 3,5 t für geostationäre Transferbahnen (GTO) bieten. Mit zwei, vier oder sechs Boostern steigt die Transportleistung schrittweise bis 27,2 t LEO, 14,5 t GTO und 6,5 t für den direkten Start in geostationäre Umlaufbahnen (GEO). Ab 2023 sollte eine Heavy-Variante mit stärkerer Centaur-Zweitstufe für bis zu 15,3 t GTO und 7 t GEO angeboten werden.[8][9]

Nummerierungsschema

Die Vulcan setzt ein Nummerierungsschema ein, das an das der Atlas V angelehnt ist. Es besteht aus vier Bestandteilen:

  • Erste Stelle: V für „Vulcan“
  • Zweite Stelle: C für Centaur-Oberstufe
  • Dritte Stelle: Anzahl der Feststoffbooster – 0, 2, 4 oder 6
  • Vierte Stelle: Nutzlastverkleidungstyp – S für die Standardausführung mit 15,5 m Länge und L für die verlängerte Variante mit 21,3 m Länge.[8]

Beispielsweise stünde die Bezeichnung „VC6L“ für eine Vulcan mit Centaur-Oberstufe, 6 Feststoffboostern und verlängerter Nutzlastverkleidung.

Startliste

Geplante Starts

Seit der Vergabe der untenstehenden Startaufträge an ULA verzögerte sich die Inbetriebnahme der Vulcan, insbesondere durch Probleme mit dem BE-4-Triebwerk und durch die Explosion einer Centaur-Oberstufe bei einem Test im März 2023. Sollte die Rakete nicht rechtzeitig verfügbar sein, können staatliche Startaufträge (USSF, NROL, GPS, WGS und T1TR) vertragsgemäß auf Falcon-Raketen des Konkurrenten SpaceX umgebucht werden.[10]

Letzte Aktualisierung: 2. September 2023

Lfd. Nr. Datum
Anzahl 		Typ Startplatz Nutzlast / Mission Art der Nutzlast Orbit 1  Anmerkungen 
01 frühestens Mitte Dezember 2023[veraltet][2] VC2S[11] CC SLC-41[11] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Peregrine M1 Mondlander
02 1. Halbjahr 2024[12][13] VC4L[12] CC SLC-41[12] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Dream Chaser 1 Versorgungsraumschiff ISS-Versorgung (CRS 2)
03 2. Halbjahr 2024[13] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-106
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten NTS-3[14] 		militärische Mission
Technologieerprobung 		GEO[14]
[15] CC SLC-41[16] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-87 militärische Mission
[15] CC SLC-41[16] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-112 militärische Mission
[17] CC SLC-41[17] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten WGS-11+ militärischer Kommunikationssatellit
[17] CC SLC-41[17] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten GPS-III F-7 Navigationssatellit MTO 2
[17] CC SLC-41[17] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-16 militärische Mission
[17] CC SLC-41[17] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-23 militärische Mission
[17] CC SLC-41[17] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-43 militärische Mission
[18] CC SLC-41[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten NROL-64
[18] VAFB SLC-3E[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten NROL-83
[18] VAFB SLC-3E[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten T1TR-B Frühwarn- und Kommunikationssatelliten LEO[19]
[18] VAFB SLC-3E[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten T1TR-D Frühwarn- und Kommunikationssatelliten LEO[19]
[18] CC SLC-41[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten GPS-III F-8 Navigationssatellit MTO[18] 2
[18] CC SLC-41[18] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten USSF-114 militärische Mission
6 Starts[20][21] VC4L CC SLC-41 Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Dream Chaser Versorgungsraumschiff ISS-Versorgung (CRS 2)
38 Starts[22] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Projekt Kuiper Satelliteninternet LEO
1 
Aussetzorbit der Nutzlast, nicht notwendigerweise deren Zielorbit
2 
Transferorbit für eine mittelhohe Erdumlaufbahn

Quellen

Einzelnachweise

  1. ↑ https://www.spaceflightinsider.com/organizations/ula/ula-selects-orbital-atks-gem-6363-xl-srbs-for-atlas-v-and-vulcan-boosters/
  2. ↑ a b c Twitter-Nachricht von Jeff Foust, 29. August 2023.
  3. ↑ NASA GSFC Science and Exploration. 20. März 2019, abgerufen am 21. März 2019 (ab Minute 24:14): „There is a myth that Vulcan is a brand new rocket. That's partially true, but mostly not. Vulcan is derived from the best parts of Atlas and from Delta …“
  4. ↑ William Harwood: Bezos rocket engine selected for new Vulcan rocket. In: Spaceflight Now. 28. September 2018, abgerufen am 28. September 2018.
  5. ↑ ULA Drops Helicopter From BE-4 Engine Recovery Plan. In: aviationweek.com. 18. Juli 2022, abgerufen am 23. Juli 2022.
  6. ↑ Justin Ray: ULA gets futuristic. Spaceflight Now, 14. April 2015, abgerufen am 30. April 2015 (englisch).
  7. ↑ Jeff Foust: ULA selects Aerojet to provide Vulcan upper stage engine. In: Spacenews. 11. Mai 2018, abgerufen am 14. Mai 2018.
  8. ↑ a b Vulcan. In: ULA Launch. Abgerufen am 15. Oktober 2022.
  9. ↑ Twitter-Nachricht vom Eric Berger, 28. November 2018: „… the Vulcan-Centaur Heavy (with an upgraded Centaur second stage) will launch in 2023.“ (englisch)
  10. ↑ Space Force in wait-and-see mode as ULA continues to investigate upper-stage anomaly. Spacenews, 18. April 2023.
  11. ↑ a b Peregrine Mission 1 (TO2-AB) im NSSDCA Master Catalog, abgerufen am 31. August 2023 (englisch).
  12. ↑ a b c Launch Schedule. Spaceflight Now, abgerufen am 31. August 2023.
  13. ↑ a b Twitter-Nachricht von Michael Sheetz, 13. Juli 2023.
  14. ↑ a b Air Force navigation satellite to launch on Vulcan’s first national security mission. Spacenews, 27. Februar 2023.
  15. ↑ a b United States Space Force awards four task orders valued at $385 million in support of FY21 Phase 2 Launch Missions. Space and Missile Systems Center, 9. März 2021, abgerufen am 10. März 2021.
  16. ↑ a b Contracts For March 9, 2021. Department of Defense, 9. März 2021, abgerufen am 9. März 2021.
  17. ↑ a b c d e f g h i j Space Force identifies national security launches funded in 2022 and 2023. Spacenews, 30. Mai 2022
  18. ↑ a b c d e f g h i j k l m A Space Force dozen: SpaceX, ULA awarded contracts to launch 12 new satellites. Breaking Defense, 8. Juni 2023.
  19. ↑ a b Space Development Agency readies first solicitation for ‘global’ data constellation. Breaking Defense, 5. April 2023.
  20. ↑ First Dream Chaser mission slips to 2022. Spacenews, 18. November 2020.
  21. ↑ Twitter-Nachricht von Tory Bruno, 7. April 2020.
  22. ↑ Amazon Signs Contract with United Launch Alliance for 38 Project Kuiper Launches on Vulcan Centaur. Abgerufen am 5. April 2022.
US-amerikanische Trägerraketen
Im Einsatz:

Atlas V • Electron • Falcon 9 • Falcon Heavy • Firefly Alpha • Minotaur • Minotaur-C • Pegasus • SLS

In Erprobung:

Starship • Vulcan

In Entwicklung:

Antares 300 • Daytona • MLV • Neutron • New Glenn • Nova • Ravn X • Rocket 4 • SpinLaunch • Starship • Terran R

Ausgemustert:

Antares 100/200 • Athena • Atlas • Conestoga • Delta (I, II, III, IV) • Falcon 1 • Juno I • Juno II • LauncherOne • Pilot • Redstone • Rocket 3 • Saturn • Scout • Space Shuttle • Sparta • Super Strypi • Thor • Titan • Vanguard

Nicht realisiert:

Ares (Ares I, Ares V) • Falcon 5 • Kistler K‑1 • Launcher Light • Liberty • Nova • Omega • RS1 • Saturn‑Shuttle • Sea Dragon • Shuttle‑C • Terran 1 • Vector • XS-1

Raketenstufen:

Agena • Castor • Centaur • EDS • IUS • PAM • TOS

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