Zusammenfassung der Kerninhalte
Am 19. August gelang es der Trägerrakete Zhurque-3 Yao-2 von Land Arrow Aerospace erfolgreich, sowohl in die Umlaufbahn zu gelangen als auch auf dem Land zurückgebracht zu werden – sie ist damit die erste Trägerrakete in China, die beide Aufgaben erfolgreich bewältigt hat. Dieser Erfolg wurde nach dem fehlgeschlagenen Rückholversuch von Zhurque-3 Yao-1 durch Optimierungen wie eine Vereinfachung des Antriebssystems, eine Aktualisierung des Steuerungssystems sowie eine Stärkung der Konstruktion erreicht. Zhurque-3 Yao-2 verwendet die Technologiekombination aus Flüssigsauerstoff und Methan in Kombination mit Edelstahl, was Vorteile hinsichtlich Sauberkeit, niedriger Kosten und einfacher Massenproduktion bietet. Experten sehen darin einen Meilenstein für Chinas wiederverwendbare Trägerraketen: Von der Machbarkeit ist man nun in die Phase übergegangen, herauszufinden, wer zuerst eine erfolgreiche kommerzielle Nutzung realisieren kann. Allerdings bedeutet ein einzelner erfolgreicher Rückholversuch noch nicht automatisch eine Kostensenkung; weitere Tests sind erforderlich, um die Stabilität der Rakete zu beweisen. Dennoch ist dieser Fortschritt von großer Bedeutung für das Vertrauen in die Branche und die Transformation der Industriekette.
Was macht diesen Rückholerfolg so besonders?
Zur Errungenschaft von Zhurque-3 Yao-2 gehören zwei wesentliche Aspekte:
1. Der erfolgreiche Durchgang sowohl des Eintritts in die Umlaufbahn als auch der Rückholung (bei Zhurque-3 Yao-1 gelang zwar der Eintritt in die Umlaufbahn, aber die Rückholung scheiterte).
2. Die erste erfolgreiche Landung einer Trägerrakete in China mithilfe von Landebeinen. Zwar gab es bereits frühere Versuche zur Rückholung von Raketen in China, doch entweder gelang der Eintritt in die Umlaufbahn nicht oder die Rückholmethode war anders (z. B. im Meer). Bei Zhurque-3 Yao-2 konnte die unterste Stufe der Rakete nach der Rückkehr aus dem Weltraum selbstständig ihre Lage anpassen, abbremsen und die Landebeine ausfahren, um sicher zu landen. Dies stellt eine Schlüsselkompetenz für die Wiederverwendung von Trägerraketen dar – schließlich ist diese unterste Stufe der teuerste Teil der Rakete; ihre Wiederverwendbarkeit führt zu Kosteneinsparungen.
Welche Verbesserungen wurden vorgenommen?
Der fehlgeschlagene Rückholversuch von Zhurque-3 Yao-1 war auf eine Fehlfunktion beim Landebrand zurückzuführen. Um dies zu beheben, führte das Team drei wichtige Optimierungen durch:
1. Vereinfachung des Antriebssystems: Es wurden weniger Triebwerke für die Landung eingebaut, was die Fehlerquellen verringerte (ähnlich wie bei einem Auto, bei dem ein überflüssiges Teil weggelassen wird, um Zuverlässigkeit zu steigern).
2. Aktualisierung des Steuerungssystems: Das System wurde so verbessert, dass es vorhersehen kann, ob der Landepunkt sicher ist, und die Rückkehrstrategie angepasst wurde (ähnlich wie ein besseres Navigationssystem, das Gefahren frühzeitig vermeiden kann).
3. Stärkung der Konstruktion: Die Hitzeabschirmung am Heck der Rakete sowie die Verbindungen zu den Triebwerken wurden verstärkt (ähnlich wie eine dickere „Feuerschutzkleidung“, die verhindert, dass die Rakete beim Wiedereintritt in die Atmosphäre beschädigt wird).
Diese Verbesserungen erhöhen die Selbstständigkeit und Sicherheit der Rückholprozesse erheblich.
Was ist so gut an der Technologiekombination aus Flüssigsauerstoff und Methan in Kombination mit Edelstahl?
Experten der Nanjing University of Aeronautics and Astronautics haben drei Vorteile dieser Kombination aufgezeigt:
1. Sauberkeit und einfache Wartung: Die Verbrennung von Flüssigsauerstoff und Methan erzeugt nur Kohlendioxid und Wasser – im Gegensatz zu herkömmlichen Kraftstoffen wie Kerosin, die zur Verkohlung führen können (ähnlich wie bei der Nutzung von Erdgas anstelle von Kohle, was zu Verstopfungen in den Triebwerken führt). Zudem haben Flüssigsauerstoff und Methan ähnliche Siedepunkte, wodurch die Tanks für das Treibstoffe effizienter gestaltet werden können und mehr Platz eingespart wird.
2. Niedrige Kosten und einfache Massenproduktion: Edelstahl ist günstiger als hochwertige Legierungen, und seine Verarbeitung ist einfacher (ähnlich wie die Herstellung von Tanks aus gewöhnlichem Stahl statt aus Titanlegierungen, was Kosten senkt).
3. Geeignetheit für die Wiederverwendung: Edelstahl ist auch bei niedrigen Temperaturen stark und hitzebeständig (was wichtig ist, da die Rakete beim Rückflug durch Reibung erhitzt wird); dies macht ihn besonders geeignet für die wiederholte Nutzung.
Allerdings gibt es auch Herausforderungen: Die Triebwerke müssen in der Lage sein, ihre Schubkraft flexibel anzupassen und mehrmals ohne Fehler zu zünden; außerdem muss die Hitzebeständigkeit weiter verbessert werden.
Kann der Rückholerfolg tatsächlich zu Kostensenkungen führen? Und wie lange dauert es bis zur kommerziellen Nutzung?
Experten sind realistisch:
- Kostensenkungen sind eine Tendenz, aber nicht sofort sichtbar: Ein einzelner erfolgreicher Rückholversuch bedeutet noch keine direkte Kostensenkung; es muss erst geprüft werden, wie oft die Rakete wiederverwendet werden kann.
- Kommerzielle Nutzung erfordert Zeit: Derzeit handelt es sich nur um einen erfolgreichen Test; weitere Tests sind erforderlich, um die Stabilität der Rakete zu gewährleisten. Zudem sind kommerzielle Raumfahrtprojekte von politischen und technologischen Faktoren abhängig (ähnlich wie bei der Entwicklung neuer Medikamente, wo erfolgreiche klinische Tests nicht sofort zur Markteinführung führen).
- Steigerung des Vertrauens in die Branche: Dieser Fortschritt gibt der Raumfahrtindustrie neue Hoffnung.
Einige Experten gehen davon aus, dass sich die Kosten für den Raketenstart auf etwa 20.000 Yuan pro Kilogramm senken könnten, wenn die Rakete mehr als 20 Mal wiederverwendet werden könnte – doch dies hängt noch von weiteren Tests ab.
Welche Auswirkungen hat dieser Erfolg auf die Raumfahrtindustriekette?
Die Meinung von Tang Xunfang von Shiji Chenghe Partners ist entscheidend:
1. Verlagerung des Schwerpunkts der Industrie: Trägerraketen werden von „einmaligen Verbrauchsgütern“ zu „wiederverwendbaren Transportmitteln“. Die Fokus der Branche wird sich von der Herstellung neuer Raketen auf die Instandhaltung bestehender Raketen und mehrere Starts verlagern (ähnlich wie der Übergang vom Verkauf von Einweg-Stäbchen zu wiederverwendbaren Geschirrteilen sowie dem Anbieten von Reinigungs- und Wartungsdiensten).
2. Linderung des Angebots- und Nachfragedefizits: Mit wiederverwendbaren Raketen können die Kosten gesenkt werden, was bisher unrentable Satellitennetzwerke machbar macht (z. B. der Start von 100 Satelliten, der zuvor zu teuer war).
3Positive Auswirkungen auf die gesamte Industriekette: Mehr Satellitenunternehmen werden bereit sein, Satelliten zu starten, und auch Zulieferer von Triebwerken und Materialien profitieren (ähnlich wie nach dem erfolgreichen Rückholversuch von SpaceX, bei dem die Zahl der ins All gebrachten Satelliten stark gestiegen ist).
Allerdings wird erst dann ein Überschuss an Angeboten erreicht sein, wenn in China drei bis vier reife Unternehmen für wiederverwendbare Trägerraketen vorhanden sind – das ist noch nicht der Fall.
Insgesamt stellt der Erfolg von Zhurque-3 Yao-2 einen wichtigen Meilenstein für Chinas kommerzielle Raumfahrt dar. Um tatsächlich Kostensenkungen und die Marktreife zu erreichen, bleibt noch viel zu tun. Doch dieser Schritt bringt uns einem Ziel näher: dem Start von Raketen – ähnlich wie dem Flug mit einem Flugzeug.