Erfolgreicher Start der Ariane-Rakete 5

Die Stabilität bei der Europäischen Trägerrakete Ariane wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Baustatik, Festigkeitslehre und Tragwerkslehre der LFU berechnet. Diese Woche startete die Ariane-5 ECA erneut erfolgreich ins All. An Bord von Europas stärkster Trägerrakete befinden sich die über acht Tonnen schweren TV- und Telekommunikationssatelliten Spaceway 2 und Telekom 2.
Die Ariane 5 ECA vor dem Start.
Die Ariane 5 ECA vor dem Start. Copyright: 2005 ESA-CNES - ARIANESPACE / Photo Optique Video CSG

Wegen technischer Probleme musste der Start der Rakete vom Typ Ariane-5 ECA, ursprünglich geplant für Ende Juni, bereits zweimal verschoben werden. Das allererste Exemplar der Ariane-5 ECA war im Dezember 2002 beim Jungfernflug abgestürzt. Es kam zu einem Stabilitätsversagen im Antriebsbereich während eines Starts. Die Ariane-Rakete wurde aus diesem Grund gesprengt, das Projekt wurde umgeplant und verzögerte sich um mehr als ein Jahr. Die geplante Landung auf dem Kometen Wirtanen konnte nicht durchgeführt werden.

 

Ingenieure der LFU lösen technische Probleme

Das Institut für Baustatik, Festigkeitslehre und Tragwerkslehre übernahm die Berechnungen der Stabilität der neuen Rakete. „Gewisse Verbindungen sind bei einer Rakete in manchen Flugphasen besonders hohen Belastungen ausgesetzt. Halten diese Verbindungen nicht, ist die Rakete verloren. Diese Belastungen lassen sich rechnerisch ermitteln“, erklärt Prof. Dipl.-Ing Hermann Lehar (Institut für Baustatik, Festigkeitslehre und Tragwerkslehre der LFU Innsbruck), der Initiator des Projektes. Im konkreten Fall wurde an der LFU Innsbruck die Haltbarkeit der Verbindung zwischen den seitlichen Zusatztriebwerken, den so genannten Boostern und der Trägerrakete Ariane 5 (Front Skirt) berechnet. Lehar lieferte ein Gutachten zur Stabilität des Front Skirt.

 

Durch die Belastungen während den ersten zwei Minuten der Startphase kommt es vor allem aufgrund von Temperaturerhöhungen und Trägheitskräften zu Verformungen im Material. Die Hülle der Rakete erwärmt sich auf etwa 100 °C und beult aus. Diese Beulen beeinflussen die Stabilität der Konstruktion, es besteht Gefahr, dass die Rakete abstürzt.

 

Für die aufwändigen Rechnungen stellte das Rechenzentrum des ZID Computerkapazität zur Verfügung. Diese Art von Infrastruktur ist mit eine Voraussetzung für die errfolgreichen Berechnungen des Instituts für Baustatik, Festigkeitslehre und Tragwerkslehre und somit auch für den erfolgreichen Start der Ariane-Rakete.