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Jul 04, 2023

PLD Space will Spaniens erste private Rakete ins All schicken

Ziel von PLD Space war es, Spaniens erste privat entwickelte Rakete ins All zu schicken.

PLD Space wollte an diesem Mittwoch Spaniens erste privat entwickelte Rakete, die Miura 1, ins All schicken. Der Start war ursprünglich für den 31. Mai um 6:30 Uhr MESZ (04:30 UTC) geplant, wurde jedoch später aufgrund von Winden in höheren Lagen abgebrochen. PLD Space wird in den kommenden Tagen einen erneuten Startversuch unternehmen, es wurden jedoch noch keine Einzelheiten bekannt gegeben.

Der Start erfolgt von der Startrampe des Unternehmens in Médano del Loro aus, die sich innerhalb der Basis des Nationalen Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik Spaniens (INTA auf Spanisch) in El Arenosillo, Huelva, befindet.

Laut Wettervorhersage für den Start herrschten während des Fensters nahezu ideale Bedingungen, wobei für den Flug nur östliche Höhenwinde im Vordergrund standen.

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PLD-Weltraumhintergrund

PLD Space wurde 2012 in Elche, Spanien, mit dem Ziel gegründet, den Zugang zum Weltraum, insbesondere im europäischen Sektor, zu verbessern. Das will das Unternehmen erreichen, indem es Spaniens erste privat entwickelte Rakete und Europas ersten Mikro-Trägerraketendienst in die Umlaufbahn baut.

Zu diesem Zweck stellte sich PLD Space einen zweistufigen Entwicklungsansatz vor. Der erste Schritt bestand darin, eine wiederverwendbare suborbitale Rakete zu entwickeln, die die für eine Orbitalrakete erforderlichen Fähigkeiten demonstrieren würde. Dabei geht es nicht nur um das Wissen und die Expertise, die bei der Entwicklung der entsprechenden Technologie gewonnen wurden, sondern in geringerem Maße auch um die Ausübung wichtiger Tätigkeiten wie die Koordinierung des Startbereichs, die Räumung von Gefahrenzonen und die Bürokratie.

Das Unternehmen will diesen ersten Schritt noch in diesem Jahr mit dem Flugtest seiner wiederverwendbaren suborbitalen Rakete Miura 1 abschließen. Der zweite, bereits laufende Schritt umfasst das Design, die Entwicklung und den Flug ihrer teilweise wiederverwendbaren Orbitalrakete, der Miura 5.

Miura 1 SN1 Testflugübersicht

Die Miura 1 ist eine einstufige wiederverwendbare suborbitale Rakete, die Kerosin in Flugzeugqualität als Treibstoff und flüssigen Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet.

Sein einziges Triebwerk, das TEPREL-B, ist ein druckgespeistes Triebwerk mit einem Startschub von 30 Kilonewton, regenerativer Kühlung und einem zweiachsigen Schubvektorsteuerungssystem, das eine Nick- und Giersteuerung während des Fluges ermöglicht.

Der einzelne TEPREL-B-Motor des Miura 1 SN1. (Quelle: Alejandro Alcantarilla Romera für NSF)

Die Rollkontrolle während des Fluges erfolgt über eine Reihe von Kaltgastriebwerken, die auch dazu beitragen, die Fluglage der Rakete beim Eintritt in die Atmosphäre zu steuern. Nach Abschluss seiner Mission soll Miura 1 zur Bergung und Inspektion mit dem Fallschirm ins Meer abspringen.

Obwohl PLD Space ursprünglich als Rakete mit regelmäßiger Startfrequenz konzipiert war, plant es jetzt nur noch, Miura 1 zweimal zu starten, bevor es zur größeren Miura 5-Rakete übergeht. Das bedeutet, dass der Bergungsteil des Flugs nur dazu dient, die Rakete nach dem Flug zu inspizieren, damit die Ingenieure so viele Daten wie möglich sammeln können.

Noch wichtiger ist jedoch, dass dies auch als Übung für die zukünftige Wiederherstellung der ersten Stufe des Miura 5 des Unternehmens dienen wird, die ebenfalls wiederverwendbar ist.

Die Rakete besteht aus einer Monocoque-Struktur aus einer Aluminium-Kupfer-Legierung und ist in sechs Hauptabschnitte unterteilt.

Der oberste Abschnitt, ein Nasenkegel mit 70 Zentimetern Durchmesser, beherbergt die Nutzlasten für die Mission. Es ist nicht abnehmbar und so konstruiert, dass es den thermischen Belastungen beim Aufstieg und beim Wiedereintritt in die Atmosphäre standhält.

Für den Erstflug wird Miura 1 ein Mikrogravitationsforschungsexperiment des Zentrums für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen mitführen. Dieser erste Flug wird auch zusätzliche geheime Nutzlasten transportieren, die erst kurz vor dem Start oder danach enthüllt werden.

„Wir haben ein paar Überraschungen. Eine davon ist irgendwie traditionell in der Raumfahrtindustrie, und eine andere ist ein internes und auch technisches Experiment von PLD Space, von dem wir glauben, dass es sehr interessant sein wird“, sagte Ezequiel Sánchez, Präsident des Unternehmens. in einem Interview mit NSF.

Kommentierte Ansicht der verschiedenen Abschnitte von Miura 1. (Quelle: Alejandro Alcantarilla Romera für NSF)

Unterhalb des Nasenkegelabschnitts befindet sich der Avionikschacht mit den Bordcomputern und Nutzlastüberwachungssystemen der Rakete.

Der Abschnitt direkt unter der Avionikbucht enthält die Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPVs), in denen Helium zur Druckbeaufschlagung und Stickstoff für die Triebwerke des Lagekontrollsystems (ACS) gespeichert sind. Dort befinden sich auch diese Triebwerke am Fahrzeug.

Die beiden Treibstofftanks der Rakete befinden sich direkt darunter und sind durch eine Zwischentankstruktur getrennt. Der flüssige Sauerstoff, der sich über dem Kerosintank befindet, wird vom Zwischentank über zwei an den Seiten des Kerosintanks verlaufende Übertragungsrohre in den Triebwerksbereich geleitet.

Am hinteren Ende beherbergt der Motor- und Bergungsabschnitt die Antriebssysteme für die Hauptmaschine sowie die Fallschirme für die Bergung.

Die Countdown-Sequenz von Miura 1 dauert etwa einen Tag, wobei die meisten frühen Phasen der Überprüfung der Bordsysteme und Pad-Systeme der Rakete sowie der Freigabe des Startbereichs gewidmet sind.

Der Beginn der Treibstoffbeladung beginnt um T-6 Stunden mit dem Beginn der Kerosinbeladung der Rakete. Dies dauert etwa eine halbe Stunde, gefolgt von Triebwerksinspektionen und dem Befüllen der COPVs der Stickstoff-ACS-Triebwerke an Bord.

Um T-4 Uhr ist eine geplante Warteschleife geplant, bei der die Startplattform für den Start der Helium- und Flüssigsauerstoffbeladung umkonfiguriert wird.

Die Beladung dieser Waren sollte 30 Minuten nach Aufhebung der Sperre an der T-3-Stunden- und 30-Minuten-Marke beginnen.

Sobald der Flüssigsauerstoff vollständig in das Fahrzeug geladen ist, sorgen die Bodensysteme dafür, dass der Tank kontinuierlich aufgefüllt wird, bis T0 viel näher kommt, was üblicherweise als stabile Nachfüllung bezeichnet wird.

Miura 1 ist vor seinem statischen Brandtest Anfang Mai 2023 vollständig auf der Plattform beladen. (Quelle: PLD Space)

Bei T-1 Stunde und 15 Minuten werden die Bodenkontrolleure zusammen mit INTA, der Startbehörde, Bodensegmentkontrollen durchführen und die abschließende umfassende Reichweitenüberwachung koordinieren.

Nach einem abschließenden Test des Avioniksystems und der Konfiguration des Leit-, Navigations- und Kontrollsystems für den Flug wird die Auszählung bei der T-2-Minuten-Marke für eine letzte Gut/Schlecht-Abstimmung vor dem Start stattfinden.

Sobald die Controller den Flug starten, wird die Zählung fortgesetzt und die Rakete beginnt mit der automatischen Startsequenz. Dadurch wird eine automatisierte Abfolge von Ereignissen eingeleitet, bei der die Rakete auf internen Strom umgeschaltet wird, die Steuerung des Countdowns an die Bordcomputer übergeben wird und die Raketentanks für den Flug unter Druck gesetzt werden.

Im Gegensatz zu den meisten Raketen auf der westlichen Hemisphäre zündet Miura 1 seinen Motor an der T0-Marke und hebt einige Sekunden später ab. Allerdings ist diese einer anderen europäischen Rakete, der Ariane 5, sehr ähnlich.

Ariane 5 zündet bei T0 ihr Haupttriebwerk und die Rakete hebt einige Sekunden später ab, nachdem sie ihre beiden seitlich angebrachten Feststoffraketen-Booster gezündet hat.

Ab diesem Zeitpunkt besteht das Ziel des Unternehmens für die Mission darin, „so viele Flugdaten wie möglich zu sammeln“. Unter Nennbedingungen beginnt die Rakete ihren Flug etwa 30 Sekunden lang gerade nach oben und beginnt dann von der Startrampe aus ihre Nicksequenz nach Süden.

Miura 1 sollte etwa eine Minute nach dem Flug Schallgeschwindigkeit erreichen. Die Haupttriebwerksabschaltung (MECO) des TEPREL-B-Triebwerks sollte etwa zweieinhalb Minuten nach Beginn des Fluges erfolgen.

Von diesem Zeitpunkt an beginnt die Rakete mit der Mikrogravitationsphase des Fluges und rollt zum Apogäum, das bei etwa 80 Kilometern liegen soll. Damit wird die primäre Flugphase beendet und die sekundäre Flugphase eingeleitet, die aus dem Eintritt und der Bergung der Rakete besteht.

Das Fahrzeug wird seine ACS-Triebwerke verwenden, um sich kopfüber zu positionieren und durch die Einfahrt zu manövrieren. Nachdem der Eintritt abgeschlossen ist, wird zunächst eine Reihe von Bremsfallschirmen den Sinkflug der Rakete verlangsamen, gefolgt von einem Hauptfallschirm, der die Rakete sanft auf den Ozean aufprallen lassen soll.

PLD Space beabsichtigt, später in diesem Jahr ein weiteres Miura-1-Fahrzeug, Miura 1 SN2, auf den Markt zu bringen, nachdem die Daten des ersten Fluges überprüft wurden. Das Fahrzeug befindet sich derzeit in den letzten Schritten der Fertigung am Firmensitz in Elche.

Ein drittes Fahrzeug, Miura 1 SN3, befindet sich ebenfalls im Bau, wird aber nur fliegen, wenn das Unternehmen es für notwendig hält, zusätzliche Flugdaten zu erhalten, bevor es auf Miura 5 umsteigt.

Miura 5 Übersicht

PLD Space plant den Start seiner Miura-5-Rakete im vierten Quartal 2024, ein weiterer Testflug ist für 2025 geplant. Der Start der Miura-5-Rakete würde vom Guyana Space Center in Kourou, Französisch-Guayana, erfolgen.

Das Unternehmen wird diesen Sommer mit der Entwicklung des TEPREL-C-Triebwerks beginnen, einer Gasgenerator-Zyklusversion des TEPREL-B-Triebwerks, das auf Miura 5 fliegen wird.

Miura 5-Übersichtsfolie zu einer Medienpräsentation von Raul Verdú, Mitbegründer von PLD Space. (Quelle: Alejandro Alcantarilla Romera für NSF)

Fünf TEPREL-C-Triebwerke werden die erste Stufe der Miura-5-Rakete mit einem Gesamtstartschub von 950 Kilonewton antreiben. Eine einzelne vakuumoptimierte Version des TEPREL-C-Triebwerks wird auf der zweiten Stufe von Miura 5 fliegen.

Eine optionale Kickstage wird ebenfalls Teil des Angebots von PLD Space für Kunden sein. Diese Kick-Phase wird zunächst an andere Unternehmen ausgelagert, es wird jedoch an der Entwicklung eines hauseigenen Orbitaltransferfahrzeugs gearbeitet, um die Nutzlasten in verschiedene Umlaufbahnen zu befördern.

Miura 5 sollte in der Lage sein, bis zu 1.080 Kilogramm auf eine 300 Kilometer lange kreisförmige Umlaufbahn mit 9,1 Grad Neigung und bis zu 540 Kilogramm auf eine 500 Kilometer lange kreisförmige sonnensynchrone Umlaufbahn (SSO) zu befördern.

Diese Leistungsfähigkeit wäre etwas geringer als bei anderen ähnlichen Kleinsatelliten-Trägerraketen wie der Alpha-Rakete von Firefly oder der RFA-One-Rakete von Rocket Factory Augsburg.

Miura 5 würde der überfüllten Umgebung kleiner Satelliten-Trägerraketen eine weitere Rakete hinzufügen, aber das Unternehmen glaubt, dass sie einen Platz als europäische Trägerrakete haben. „Heute haben wir in Europa ein Problem mit den Trägerdiensten. Ariane 6 ist nicht verfügbar, Ariane 5 wurde abgesagt, Vega hatte kürzlich einen Ausfall, Sojus ist aufgrund der Situation in der Ukraine nicht mehr verfügbar. Die Situation in Europa ist nicht gut. Also.“ „Wir wollen mit unserer kleinen Trägerrakete Miura 5 mehr Kapazität hinzufügen“, sagte Raul Verdú, Mitbegründer des Unternehmens, in einem Interview mit NSF.

PLD Space will Ende 2025 mit kommerziellen Starts beginnen, mit einer regelmäßigen Frequenz von 14 Flügen pro Jahr, die im Jahr 2028 beginnen sollen.

Derzeit gibt es keine Pläne für eine größere Rakete, aber das Unternehmen schließt diese Tür nicht. Ezequiel Sánchez erklärte in einem Interview mit NSF: „Unser Hauptziel waren schon immer kleine Nutzlasten und Satelliten für die Erdbeobachtung und Telekommunikation, aber natürlich gibt es viele Möglichkeiten, und wir werden bereit sein. Wir wollen eins sein.“ bedeutender Betreiber.“

(Hauptbild: Foto von Miura 1 auf der Startrampe während eines Medienbesuchs auf der Startrampe des Unternehmens in El Arenosillo, Huelva. Bildnachweis: Alejandro Alcantarilla Romera für NSF)