Eine neue Rakete zu entwickeln, die mit Hilfe von Sauerstoff und Alkohol fliegt: Diesem Ziel sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die brasilianische Raumfahrtagentur Agência Espacial Brasileira (AEB) nun einen Schritt näher gekommen.
Grüner Raketentreibstoff soll Umwelt schonen
Eine neue Einspritzkopf-Technik soll es ermöglichen, Ethanol - also gewöhnlichen Alkohol - als Treibstoff einzusetzen. Ethanol gehört, ebenso wie Methan, zu den so genannten grünen Treibstoffen. Diese gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie Umwelt und Gesundheit weniger belasten als Hydrazin-Verbindungen, die in der Raumfahrt verwendet werden.
Neben diesen positiven Effekten können durch nachhaltige Treibstoffe auch Kosten in der Raumfahrt reduziert werden, da der bislang hohe Aufwand für die sichere Lagerung und Handhabung der Stoffe wesentlich geringer ist.
In Europa ist es aufgrund der REACH-Verordnung fraglich, wie lange Hydrazin noch als Treibstoff zugelassen sein wird. REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) ist eine 2007 in Kraft getrene EU-Verordnung. Sie regelt die Zulassung und Verwendung von chemischen Stoffen.
Schubkammertests mit Ethanol für Orbitalraketen
In Europa gibt es bislang nur eine Möglichkeit, Triebwerkskomponenten für Orbitalraketen mit dem Treibstoff Ethanol zu testen: den Teststand P8 am DLR-Standort Lampoldshausen. Hier haben von Juli bis Dezember 2016 die Brenntests stattgefunden. Parallel getestet wurden zwei Einspritzköpfe, die auf unterschiedlichen Konzepten beruhen. Der Einspritzkopf wird in Zukunft das Herzstück des neuen L75-Triebwerks, das zukünftig brasilianische Kleinträger antreiben soll.
Welche Methode ist die bessere?
Die beiden Einspritzköpfe unterscheiden sich vor allem in der Art und Weise, wie der Treibstoff in die Brennkammer eingesprüht und vermischt wird. Ein System stammt vom Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) in Brasilien. Das andere wurde in Deutschland im Rahmen des Projekts SALSA (Systemauslegung eines Alkohol-LOX-Antriebs als Substitut für lagerfähige Antriebsstoffe) vom Raumfahrtunternehmen Airbus Safran Launchers entwickelt und gebaut.
„Bei dieser ersten Kampagne haben wir alle wichtigen Testziele erreicht“, berichtet Projektleiterin Lysan Pfützenreuter vom DLR Raumfahrtmanagement. „So wurden an zwanzig Tagen wurden insgesamt 42 Zündungen erfolgreich durchgeführt. Dabei konnten wir unter anderem das Zündverhalten und die Stabilität des Systems während Zündung und Anfahren der Schubkammer genau analysieren. Hierdurch haben wir wichtige Erkenntnisse für die weitere Triebwerksentwicklung gewonnen."
Die Brenntest-Kampagne ist Teil einer deutsch-brasilianischen Kooperation, die im Jahr 2011 zwischen dem DLR und dem AEB geschlossen wurde. Es beinhaltet die Zusammenarbeit in den Bereichen Triebwerksentwicklung, Höhenforschungsraketen und Forschung unter Schwerelosigkeit.
