Kurz nachdem im Februar 2003 das SpaceShuttle Columbia beim Wiedereintritt zerbrach, kündigte die Bush-Administration der USA an, dass man zum Mond zurückkehren und später zum Mars fliegen würde. Man nannte es das Constellation Programm. Im Zentrum standen zuerst die “Ares” Raketen. Sie sollten aus vorhandener Technik neu aufgebaut werden. Das heißt, dass man die Technik aus den SpaceShuttles verwenden würde um neue Raketen zu bauen und alte Technik der Saturn V wiederbeleben.
Das Constellation Programm wurde nach der Wahl von Barack Obama beendet. Was aber blieb, war die Ares V Rakete. Die bekam einen neuen Namen, das “Space Launch System” oder SLS. Spötter nennen es auch Senate Launch System, weil die Entwicklung der Rakete vom Senat der USA als Gesetz verabschiedet wurde. Aber es gibt erst zwei Missionen die damit tatsächlich fliegen sollen. Ein unbemannter und ein bemannter Testflug mit dem Orion Raumschiff, mehr nicht. Man ist derzeit auf der ständigen Suche nach konkreten und finanzierten Missionen. Man hat also eine Rakete. Nun gut, irgendetwas wird den Amerikanern schon einfallen. Schauen wir uns also einmal die Rakete an.
Per Gesetz soll sie in drei Ausbaustufen (“Blöcken”) entwickelt werden, mit Nutzlasten von mindestens 70t, 105t und 130t. (Wobei die 70t getrickst sind. Mehr dazu weiter unten.) Die Ares V sollte noch 188t in den Orbit bringen können.
Die Rakete benutzt Feststoffbooster wie das SpaceShuttle, wenn auch mit 5 statt nur 4 Segmenten. Sie wiegen jeweils etwa 750t. Diese Booster waren ursprünglich für Verbesserungen des SpaceShuttle geplant, aber nie konkret entwickelt. Sie sollten auch schon bei der Ares I und Ares V eingesetzt werden. Beim Testflug der Ares-I (Ares-Ix) hatte man aber nur 4-Segment Booster zur Verfügung und das war auch das einzige, das an dieser Rakete kein bloßes Simulationsgewicht war.
Die erste Stufe des SLS wird vier RS-25 Wasserstofftriebwerke haben, von denen das SpaceShuttle nur drei benutzt hat. Die Stufe wiegt knapp 1000t. Zusammen haben die vier Triebwerke etwa den siebenfachen Schub des Vulcain II Triebwerks der Ariane 5.
Die Unterschiede zwischen den ersten beiden Blöcken macht die oberste Stufe aus. Diese Stufe ist verantwortlich für die furchtbar schlechte Nutzlast der ersten Version. Man will nämlich die hoffnungslos unterdimensionierte Oberstufe der Delta IV Rakete benutzen. Die wiegt 31t, hat gerade einmal 27t Treibstoff und ein einziges RL-10 Triebwerk mit 11t Schub. Dabei werden die 31t der Oberstufe mal eben mit zur Nutzlast gerechnet, damit das alles wenigstens auf dem Papier nicht ganz so desaströs aussieht, wie es eigentlich ist. Wenn eine Oberstufe nur 1/30stel der Treibstoffmasse der Stufe darunter mit sich führt, dann ist etwas schief gelaufen. So ziemlich jede andere Stufe hätte mehr leisten können. Tatsächlich fliegt die erste Stufe in dieser Version mit Ballast. Denn die erste Stufe darf nicht ganz in einen Orbit gelangen, damit die nicht verglühten Raketenreste kontrolliert in den Ozean stürzen können. Ohne den Ballast würde die 85t schwere Stufe in einen Orbit gelangen und irgendwann recht unkontrolliert irgendwo abstürzen. Die Stufe ist schwerer als die amerikanische Raumstation Skylab, deren Trümmer in Australien herab fielen.
Im zweiten Block, der zur Verwirrung aller den Namen Block 1B trägt, soll die Oberstufe ersetzt werden durch die “Exploration Upper Stage“. Wenn sich an der nichts mehr ändert, wird sie 4 RL-10 Triebwerke und 130t Treibstoff haben. Früher war stattdessen der Einsatz von J-2 Triebwerken vorgesehen, die verbesserte Versionen dieser Triebwerke der Saturn V gewesen wären. Über deren Entwicklung habe ich schon im August geschrieben und die hat schlappe $1,5 Milliarden gekostet. Es würde mich kein Stück wundern, wenn sich dort noch etwas ändert.
Für den Block 2, der eigentlich der dritte Block ist, will man noch leistungsstärkere Booster verwenden. Im Gespräch ist unter anderem die Verwendung der alten F-1 Triebwerke der Saturn V Rakete, die einen wesentlich höheren spezifischen Impuls liefern würden als die Feststoffbooster. Möglicherweise könnte auch das AR-1 Triebwerk von Aerojet mit noch größerem spezifischen Impuls benutzt werden, sofern es denn entwicklet wird. Aber eigentlich ist diese Diskussion noch immer völlig überflüssig.
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