Die Ariane 5 ist eine europäische Trägerrakete aus der Ariane Serie und heißt in der Grundausführung "Ariane 5 Generic". Der ursprüngliche Hauptzweck war der Transport der Raumfähre Hermes, die jedoch nie gebaut wurde. Sie wird vom europäischen Unternehmen Arianespace betrieben und vermarktet. Ihre Entwicklungskosten betrugen ca. 7 Mrd. US-Dollar.
Ariane 5 startete ihren Erstflug am 4. Juni 1996. Nach genau 36,7 Sekunden musste die Rakete mitsamt ihrer Nutzlast, den vier Cluster-Satelliten, gesprengt werden. Es stellte sich heraus, dass die in Teilen von der Ariane 4 übernommene Software nicht den nötigen Anforderungen entsprach. Die Ariane 5 konnte schneller beschleunigen als die Ariane 4. Dies führte zu einem Überlauf einer Variablen des Lenksystems (Umwandlung einer 64-Bit-Fließkommazahl (die horizontale Geschwindigkeit) in eine vorzeichenbehaftete 16-Bit-Ganzzahl), was einen Rundungsfehler verursachte. Das Ergebnis war ein Absturz des Lenksystems, was die Selbstzerstörung auslöste. Unglücklich daran war, dass die Software für den Flug nicht unbedingt notwendig gewesen wäre und nur zu Startvorbereitungen diente. Glücklicherweise kamen keine Menschen ums Leben, doch der materielle Schaden belief sich auf etwa 500 Millionen US-Dollar. Der erste erfolgreiche Start erfolgte am 30. Oktober 1997.
Die bisher massereichste Nutzlast stellte der Umweltsatellit Envisat der ESA dar, der am 28. Februar 2002 mit 8,2 Tonnen Gewicht erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht wurde. Eine neue Herausforderung für die Rakete sollte zudem das Versorgungsraumschiff Automated Transfer Vehicle für die Internationale Raumstation bilden.
Ariane 5 ECA
Der ersten Baureihe, der Ariane 5G, folgte die verbesserte Version Ariane 5 ECA, die eine größere Nutzlast (9,6t) als ihre Vorläuferversion befördern kann. Der Zusatz ECA steht für Evolution – der modernisierten ersten Stufe mit dem Vulcain-2 Triebwerk und für französisch Etage Supérieur Cryotechnique Type A (deutsch kryogene Oberstufe Typ A) - neue kryogene Oberstufe ESC-A.
Diese Oberstufe verwendet das in der Ariane 4 Oberstufe eingesetzte Triebwerk HM-7B. Dieses liefert einen höheren Schub als die bisherige Oberstufe. Dadurch können schwerere Nutzlasten und mehr Treibstoff mitgeführt werden. Durch die Verwendung von Wasserstoff als Verbrennungsträger liegt die Nutzlastkapazität der Ariane 5 ECA mit 10,5 t Nutzlast bei einem Einzelstart und 10 t bei einem Doppelstart erheblich höher als die der bisherigen Ariane 5, bei nur leicht angestiegenen Herstellungskosten.
Auch ihr Erstflug am 11. Dezember 2002 scheiterte. Als Ursache wurde das strukturelle Versagen der Düse des Vulcain-2 Triebwerks festgestellt. Eine Folge des Fehlschlags war, dass der für den 13. Januar 2003 geplante Start der Rosetta-Mission verschoben werden musste, da das Risiko eines Totalverlustes nun als zu hoch eingeschätzt wurde.
In der nach dem Fehlstart modifizierten Ariane 5 ECA wird nun ein verbessertes Vulcain-2 Triebwerk verwendet, bei dem die Düse verstärkt und etwas verkürzt worden ist. Zusätzlich wurde der Kühlmitteldurchsatz erhöht und sie erhielt einen speziellen Wärmeschutz aus Zirkoniumoxid. Die Triebwerke wurden auch wegen früherer Fehlfunktion in einer Vakuumkammer der DLR in Lampoldshausen getestet.
Ein Rahmenvertrag über 30 Ariane 5 im Gesamtwert von 3 Milliarden Euro wurde am 10. Mai 2004 abgeschlossen. Er soll es ermöglichen die Produktion zu rationalisieren und die Ariane 5 ECA gegenüber der russsischen Konkurrenz zu stärken.
Der zweite Start der Ariane 5 ECA erfolgte am 12. Februar 2005. Die Nutzlast wurde erfolgreich ausgesetzt. Sie bestand aus einem militärischen Kommunikationssatelliten (XTAR-EUR), einem kleinen Forschungsatelliten (Sloshsat) und einer Testplattform (Maqsat-B) von Ariane, die während des Fluges Messdaten sammelte.
Die Kosten für einen zweiten Testflug der Ariane 5 ECA und die Nachbesserung der Trägerrakete führten dazu, dass die Entwicklung einer weiteren, noch stärkeren Oberstufe, der ESC-B für die Version Ariane 5 ECB im Jahre 2003 vorerst auf Eis gelegt wurde. Nach dem erfolgreichen zweiten Testflug der Ariane 5 ECA Anfang 2005 wurde die Entwicklung der neuen Oberstufe von EADS nun endgültig aufgegeben, da man schätzt, dass die bei 12 t liegende GTO-Nutzlastkapazität der Ariane 5 ECB die Anforderungen des kommerziellen Satellitenstartmarktes übersteigt und sich deshalb die relativ hohen Entwicklungskosten wirtschaftlich nicht rechtfertigen.
Ariane 5 ESV mit ATV
Diese Version der Ariane 5 soll das zukünftige Versorgungsschiff Automated Transfer Vehicle (ATV) zur ISS transportieren. Das unter Druck stehende ATV liefert Fracht, Wasser, Luft, Stickstoff, Sauerstoff und Treibstoff. Außerdem soll das ATV Abfall von der ISS abtransportieren und die ISS in einen höheren Orbit heben, um dem Sinkflug durch den Bremseffekt der Atmosphäre entgegenzuwirken.
Insgesamt soll die Ariane 5 ESV bis zu 21 t Nutzlast in einen erdnahen Orbit transportieren, was einer Nutzlast von 8t für den geostationären Orbit entspricht. Sie besteht aus der ersten Stufe mit dem verbesserten Vulcain-2 Antrieb und der zweiten wiederzündbaren Antriebsstufe EPS-V, an der die Nutzlast angebracht wird. Die obere Stufe wird bei einem typischen Flug insgesamt dreimal gezündet: Das erste Mal nach dem Ausbrennen der unteren Stufe. Danach wird sie abgeschaltet und beginnt einen ballistischen Flug, bevor eine zweite Zündung sie in einen niedrigen Erdorbit bringt. Das 3. Mal wird sie gezündet, um sie wieder in die oberen Schichten der Erdatmosphäre zu bringen wo sie dann verglüht.
Der Jungfernflug der Ariane 5 ESV ist für Ende 2005 geplant, mit ihrer ersten Versorgungsmission zur ISS.
Daten der Ariane 5
| Version | Ariane 5G | Ariane 5G+ | Ariane 5GS | Ariane 5ES | Ariane 5ESV | Ariane 5ECA | Ariane 5ECB |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Erste Stufe / Triebw. | EPC H158 / Vulcain | EPC H158 / Vulcain | EPC H158 / Vulcain | EPC H173 / Vulcain-2 | EPC H173 / Vulcain-2 | EPC H173 / Vulcain-2 | EPC H173 / Vulcain-2 |
| Zweite Stufe / Triebw. | EPS L9.7 / Aestus | EPS L10 / Aestus | EPS L10 / Aestus | EPS L10 / Aestus | EPS-V L10 / Aestus | ESC-A / HM-7B | ESC-B / Vinci |
| Booster | EAP P238 | EAP P238 | EAP P241 | EAP P241 | EAP P241 | EAP P241 | EAP P241 |
| Startmasse | 723 t | 723,5 t | 747 t | 750 t | 750 t | 767 t | 780 t |
| Schub | 14.600 kN | 14.600 kN | 14.860 kN | 15.030 KN | 15.030 KN | 15.030 KN | 15.030 KN |
| Höhe (max) | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
| Nutzlast (LEO 400km) | 18.000 kg | ? | ? | 21.000 kg | 21.000 kg | 21.000 kg | ? |
| Nutzlast (GTO) | 5.970 kg | 6.925 kg | 6.800 kg | 7.575 kg | 8.000 kg | 10.500 kg | 12.000 kg |
| Erster Flug | 4. Juni 1996 | 2. März 2004 | geplant Juli 2005 | nicht geplant | geplant Ende 2005 | 11. Dezember 2002 | Entwicklung gestoppt [1] |
| Letzter Flug | 27. September 2003 | 18. Dezember 2004 | –- | –- | –- | –- | –- |
| Wichtige Nutzlasten | XMM-Newton, Envisat | Rosetta | –- | –- | ATV-Transporter | –- | –- |
Startliste
Stand der Liste: Ende Mai 2005
| Datum | Typ | Ser.-Nr. | Startplatz | Nutzlast | Art der Nutzlast | Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4. Juni 1996 | Ariane 5G | V89 (501) | Ko ELA-3 | Cluster FM1-FM4 | Forschungssatelliten | Fehlschlag: Explosion der Rakete 37 Sekunden nach dem Start, Ursache: fehlerhafte Software |
| 30. Oktober 1997 | Ariane 5G | V101 (502) | Ko ELA-3 | Maqsat, TEAMSAT | Experimentelle Nutzlast | Teilerfolg, da die Nutzlast in einem zu niedrigen Orbit ausgesetzt wurde, Ursache: unerwünschte Rollbewegungen der Rakete, daher hoher Treibstoffverbrauch |
| 21. Oktober 1998 | Ariane 5G | V112 (503) | Ko ELA-3 | Maqsat 3, ARD | Experimentelle Nutzlast und Wiedereintrittskapsel | Erfolg |
| 10. Dezember 1999 | Ariane 5G | V119 (504) | Ko ELA-3 | XMM-Newton | Röntgen-Weltraumteleskop | Erfolg |
| 21. März 2000 | Ariane 5G | V128 (505) | Ko ELA-3 | Insat 3B, AfriStar | Kommerzielle Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 14. September 2000 | Ariane 5G | V130 (506) | Ko ELA-3 | Astra 2B, GE 7 | Kommerzielle Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 16. November 2000 | Ariane 5G | V135 (507) | Ko ELA-3 | PAS 1R, AMSAT-Oscar-40, STRV 1c und 1d | Kommerzieller Kommunikationssatellit und experimentelle Satelliten | Erfolg |
| 20. Dezember 2000 | Ariane 5G | V138 (508) | Ko ELA-3 | Astra 2D, GE 8, LDREX | Kommerzielle Kommunikationssatelliten und experimenteller Satellit | Erfolg |
| 8. März 2001 | Ariane 5G | V140 (509) | Ko ELA-3 | Eurobird 1, BSAT 2a | Kommerzielle Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 12. Juli 2001 | Ariane 5G | V142 (510) | Ko ELA-3 | Artemis, BSAT 2b | Kommunikationssatelliten | Teilerfolg, da die Nutzlast in einem zu niedrigen Orbit ausgesetzt wurde, Ursache: Fehlfunktion der zweiten Raketenstufe |
| 1. März 2002 | Ariane 5G | V145 (511) | Ko ELA-3 | Envisat | Umweltsatellit | Erfolg |
| 5. Juli 2002 | Ariane 5G | V153 (512) | Ko ELA-3 | Stellat 5 (Atlantic Bird 3), N-Star c | Kommerzielle Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 8. August 2002 | Ariane 5G | V155 (513) | Ko ELA-3 | Atlantic Bird 1, MSG 1 | Kommerzieller Kommunikationssatellit und Wettersatellit | Erfolg |
| 11. Dezember 2002 | Ariane 5ECA | V157 (517) | Ko ELA-3 | Hot Bird 7, Stentor | Kommunikationssatelliten | Fehlschlag: Rakete aufgrund der Fehlfunktion des Vulcain-2 Triebwerks der ersten Raketenstufe gesprengt |
| 9. April 2003 | Ariane 5G | V160 (514) | Ko ELA-3 | Insat 3A, Galaxy 12 | Kommerzielle Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 11. Juni 2003 | Ariane 5G | V161 (515) | Ko ELA-3 | BSAT 2c, Optus C1 | Kommerzieller und militärischer Kommunikationssatelliten | Erfolg |
| 27. September 2003 | Ariane 5G | V162 (516) | Ko ELA-3 | Insat 3E, e-Bird, SMART-1 | Kommerzielle Kommunikationssatelliten und Mondsonde | Erfolg |
| 2. März 2004 | Ariane 5G+ | V158 (518) | Ko ELA-3 | Rosetta | Kometensonde | Erfolg |
| 18. Juli 2004 | Ariane 5G+ | V163 (519) | Ko ELA-3 | Anik F2 | Kommerzieller Kommunikationssatellit | Erfolg |
| 18. Dezember 2004 | Ariane 5G+ | V165 (520) | Ko ELA-3 | Helios 2A, Nanosat 1, Parasol, Essaim 1-4 | Militärischer Aufklärungssatellit und experimentelle Satelliten | Erfolg |
| 12. Februar 2005 | Ariane 5ECA | V164 (521) | Ko ELA-3 | XTAR-EUR, Sloshsat, Maqsat B2 | Kommerzieller Kommunikationssatellit für millitärische Anwendungen und experimentelle Satelliten | Erfolg |
Der nächste Start (in der Version Ariane 5ECA) ist für Ende Juni 2005 mit zwei kommerziellen Kommunikationssatelliten geplant.