Bereits beim ersten Test mit der neuen Düse wurde ein ehrgeiziges Testprofil von gleich 350 Sekunden Versuchsdauer entworfen. In den Tagen vor dem Versuch wurde mit Hochdruck an den Vorbereitungen gearbeitet: in erster Linie musste die Düse an das Triebwerk montiert und die Programmierung des Testprofils auf Herz und Nieren hin überprüft werden. „Erst nachdem sowohl Prüfstand als auch Triebwerk in den Funktionschecks ihre Versuchsbereitschaft unter Beweis gestellt hatten, konnte die endgültige Versuchsfreigabe erteilt werden.“ so Anja Frank, Leiterin der kryogenen Prüfstände beim Institut für Raumfahrtantriebe. Am Versuchstag selbst wurde zunächst die Höhensimulationsanlage des Prüfstandes P4.1 gestartet. Nach Einstellung der stabilen Bedingungen in der Vakuumkammer des P4.1, in der sich das VINCI - Triebwerk befindet, wurde um 15:17:06 Uhr der Zündbefehl für das Triebwerk selbst geschickt. In einem Bilderbuchversuch wurden sowohl die anvisierten Betriebspunkte als auch die Versuchsdauer von 350 Sekunden erreicht. Damit existieren die ersten Daten für das Triebwerks- und vor allem das Düsenverhalten, die für die weitere VINCI - Triebwerksentwicklung von unschätzbarer Bedeutung sind. Das europaweite Interesse an diesem ersten Versuch mit Düse war enorm, stellt er doch einen wichtigen Schritt in der Entwicklung des leistungsstärksten europäischen Oberstufentriebwerks VINCI dar.
Fester Teil der zweiteiligen Keramikdüse erstmals auf dem Prüfstand beim DLR Standort Lampoldshausen (Bild: DLR)VINCI - die neue Triebwerksgeneration
Das VINCI - Triebwerk ist ein Oberstufentriebwerk für Trägerraketen, welches nach dem Expander - Cycle - Prinzip betrieben wird. Es ist damit das erste seiner Art in Europa und wird im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt und von der französischen Firma Snecma gebaut. Beim Expander - Cycle wird kein separater Gasgenerator zum Antrieb der beiden Turbopumpen benötigt, sondern es wird der am Triebwerk verdampfende Wasserstoff als Antriebsgas genutzt. Damit arbeitet das VINCI - Triebwerk sehr effizient und kann bis zu 18 Tonnen Schub im Vakuum erzeugen. Ein weiterer Vorteil des neuen Triebwerks ist seine Wiederzündbarkeit und damit die Möglichkeit, verschiedene Satelliten auf unterschiedlichen Zielbahnen im Weltraum auszusetzen.
Die neu entwickelte Düse ist aus Keramik und wird zukünftig ausfahrbar sein - sie liefert somit ein hohes Expansionsverhältnis bei geringem Gewicht. Dies steigert den Schub, da durch die lange Düse eine hohe Ausströmgeschwindigkeit der Brenngase erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil der Keramikdüse ist die hohe thermische Belastbarkeit, was bei den hohen Verbrennungstemperaturen am Vinci - Triebwerk (Wasserstoff und Sauerstoff verbrennen zu Wasserdampf mit einer Temperatur von 3500°C) wichtig ist.
Der Höhensimulationsprüfstand P4.1 zeigt erneut sein enormes Leistungsspektrum
Der Prüfstand P4.1 auf dem Gelände des DLR in Lampoldshausen ging nach mehrjähriger Bauzeit im Frühjahr 2005 in Betrieb. Er ist in seiner Bauweise einzigartig in Europa, sowohl in Bezug auf seine hohe Komplexität als auch auf die gleichermaßen hohe Leistungsfähigkeit. Der Prüfstand P4.1 ist in der Lage, die Umgebungsbedingungen für Oberstufentriebwerke von Trägerraketen zu simulieren. Dies betrifft nicht nur das komplette Treibstoffversorgungssystem sondern vor allem die Erstellung und Erhaltung von Vakuum bei laufendem Triebwerk. VINCI verbrennt nominell etwa sechs Kilogramm flüssigen Wasserstoff und 33 Kilogramm flüssigen Sauerstoff pro Sekunde zu 3500 °C heißem Wasserdampf. Dieser wird von der Anlage mit Hilfe von insgesamt 5 Raketendampferzeugern, die beim DLR in Lampoldshausen entwickelt wurden, abgesaugt und ins Freie entlassen. Die Raketendampferzeuger produzieren etwa 226 Kilogramm Dampf pro Sekunde und entwickeln dabei eine thermische Leistung von insgesamt 650 Megawatt. Zur Kühlung der Anlage werden über 5000 Liter Kühlwasser pro Sekunde benötigt, welches aufgefangen und für den nächsten Versuch wieder verwendet wird.
Die ersten Versuche mit einem VINCI - Triebwerk fanden am Prüfstand P4.1 ab 11. März 2005 statt. Dabei handelte es sich noch um Abkühlversuche, da die Zündbedingungen für das Expander - Cycle - Triebwerk zunächst zuverlässig hergestellt und beherrscht werden mussten. Schritt für Schritt wurden dann die Versuchsziele sowohl auf Prüfstands- als auch auf Triebwerksseite höher gesteckt bis am 20. Mai 2005 VINCI erstmalig gezündet werden konnte. Bereits drei Versuche später wurde am 27. Juli 2005 der erste Langzeitversuch mit 60 Sekunden Laufzeit durchgeführt. Die Folgekampagne mit dem zweiten VINCI - Triebwerk begann dann im September 2005 und erhielt ihren krönenden Abschluss am 22. Februar 2006 mit dem 350 Sekunden dauernden ersten Versuch mit dem festen Teil der später zweiteiligen Keramikdüse.