WASHINGTON – Die Wiederaufnahme des Fluges der kleinen europäischen Trägerrakete Vega C ist auf Ende 2024 verschoben, nachdem die Europäische Weltraumorganisation zu dem Schluss gekommen ist, dass eine Raketenmotordüse neu gestaltet werden muss.
Die ESA gab am 2. Oktober den Abschluss einer unabhängigen Untersuchung einer Anomalie bekannt, die während eines statischen Feuertests eines Zefiro 40-Motors am 28. Juni aufgetreten war. Dieser Test war Teil der Bemühungen, die Vega C nach einem Startfehler im Dezember 2022 wieder flugbereit zu machen Schuld daran ist der Motor.
Giovanni Colangelo, Generalinspekteur der ESA und Vorsitzender des Ausschusses, der den Vorfall untersuchte, sagte bei einer Pressekonferenz, dass die Leistung des Motors bis 39,7 Sekunden nach der Zündung „mehr oder weniger normal“ gewesen sei. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein neuer Halseinsatz aus Kohlenstoff-Kohlenstoff-Material zusammen mit anderen Teilen der Düse aus der Düse ausgestoßen. Der Motor brannte weiter, wenn auch bei weitaus geringerem Druck, bis der Kraftstoff aufgebraucht war.
Der Test sollte die Leistung des Halseinsatzes bestätigen, den der Hauptauftragnehmer Avio im Rahmen der Empfehlungen nach dem Scheitern des Starts im Dezember 2022 ersetzt hatte. Diese im März veröffentlichte Untersuchung kam zu dem Schluss, dass das Kohlenstoff-Kohlenstoff-Material des ursprünglichen Lieferanten, der ukrainischen Firma Yuzhnoye, nicht den Spezifikationen entsprach. ArianeGroup liefert jetzt den Halseinsatz. Die ESA hoffte damals, die Vega-C-Flüge bis Ende 2023 wieder aufnehmen zu können.
Die Testanomalie im Juni stehe nicht im Zusammenhang mit diesem Startfehler, kam die ESA zu dem Schluss. „Das Scheitern des Tests hängt mit dem Design der Düse zusammen, das nicht durch den Wechsel des Kohlenstoff-Kohlenstoff-Lieferanten für den Halseinsatz verbessert wurde“, sagte Colangelo. Die Geometrie des neuen Halseinsatzes und seine unterschiedlichen thermomechanischen Eigenschaften trugen zum Scheitern bei. „Die Auswirkungen waren bei der Neugestaltung nicht als kritisch identifiziert worden.“
Er sagte, dass bereits eine Sekunde nach Beginn des Tests begonnen habe, den Halseinsatz von der Metalldüse zu lösen, was sich zunehmend verschlimmerte. Schließlich gelangte heißes Gas aus dem Auspuff in Lücken in der Düse, wodurch der Halseinsatz und andere Düsenkomponenten herausgeschleudert wurden.
Die ESA empfahl eine Neukonstruktion der Zefiro 40-Düse, eine verbesserte Modellierung ihrer Leistung und zwei statische Feuertests dieses neuen Designs. Eine gemeinsame Task Force aus Avio- und ESA-Personal habe mit dieser Arbeit bereits begonnen, sagte Giulio Ranzo, CEO von Avio. „Wir müssen, würde ich sagen, eine Anpassung des Designs, eine Modifikation des Designs eines Teils der Düse durchführen.“
Diese Neukonstruktion werde im zweiten Quartal 2024 zu einem statischen Feuertest führen, sagte er, der sowohl zur Bestätigung der Leistung der neu gestalteten Düse als auch zur Verfeinerung numerischer Modelle verwendet werde. Darauf folgt ein zweiter statischer Feuertest, bevor Vega C wieder flugbereit ist.
Die Rückkehr des Vega C zum Flugbetrieb ist nun für das vierte Quartal 2024 geplant. „Wir planen, vor dem Flug so viel wie möglich am Boden zu testen, um sicherzustellen, dass wir bei der Anpassung des Designs gute Arbeit geleistet haben“, sagte Ranzo .
Bevor die Vega C wieder in den Flug zurückkehrt, werden zwei Starts der Originalversion der Vega stattfinden, die nicht über den Zefiro 40-Motor verfügt. Der erste ist für den 6. Oktober geplant und wird den Erdbeobachtungssatelliten THEOS-2 für Thailand, den Funkverdeckungssatelliten FORMOSAR-7R/TRITON für Taiwan und zehn zweite Nutzlasten von Smallsat in die Umlaufbahn bringen.
Der zweite und letzte Vega-Start ist für das zweite Quartal 2024 geplant. Stéphane Israël, CEO von Arianespace, sagte, die Nutzlast für diese Mission sowie die Rückkehr der Vega C zum Flug müssten noch identifiziert werden. Arianespace rechnet damit, im Jahr 2025 und in den Folgejahren vier Vega-C-Flüge durchzuführen, mit der Möglichkeit, diese Startrate auf fünf oder sechs pro Jahr zu erhöhen.
Das Vega-C-Manifest umfasst mehrere Starts für Copernicus, das gemeinsame Erdbeobachtungsprogramm der ESA und der Europäischen Kommission. Darunter befindet sich Sentinel-1C, ein Radarbildsatellit, der als so kritisch gilt, dass die ESA einmal darüber diskutiert hat, seinen Start auf die erste Hälfte des Jahres 2023 zu verschieben, bevor der Start von Vega C im vergangenen Dezember scheiterte. Das Raumschiff ist zu groß, um auf der ursprünglichen Vega zu starten.
„Wir diskutieren mit der Europäischen Kommission und auch mit der ESA, wie wir dieser Situation am besten begegnen können“, sagte Israël. Dazu gehörte, sagte er, „die besten Lösungen zu finden, um das zu beschleunigen, was wir beschleunigen können.“
ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher sagte, jede Entscheidung, Sentinel-1C auf eine andere Trägerrakete, auch eine nichteuropäische, zu verlegen, liege in den Händen der Europäischen Kommission, die vor dem Start den Besitz des Satelliten übernimmt. „Sie werden entscheiden, wo und wann dieser Satellit gestartet wird“, sagte er.
Israel sagte, Arianespace arbeite mit anderen Vega-C-Kunden zusammen, um die Auswirkungen dieser jüngsten Verzögerung zu besprechen. „Wir gehen nicht davon aus, dass viele gehen werden“, sagte er.
Die ESA sagte, dass die Kosten für die zusätzlichen Arbeiten zur Wiederaufnahme des Flugbetriebs der Vega C im Rahmen der bestehenden Budgets finanziert werden. Toni Tolker-Nielsen, ESA-Direktor für Raumtransport, sagte, die gesamten Kosten für die Rückkehr zum Flug beliefen sich auf etwa 25 bis 30 Millionen Euro (26,3 bis 31,6 Millionen US-Dollar).