WOTAN

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eines zweistufigen Trägersystems mit WOTAN

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zukünftiger Raumtransportsysteme

Bei der Vermarktung von Satellitenstarts hat die Wirtschaftlichkeit des Trägersystems eine zentrale Bedeutung. Neben den Entwicklungskosten sind dabei auch die Kosten für Produktion und Betrieb des Trägersystems zu berücksichtigen. Durchgeführte Studien zeigen, dass wieder verwendbare Systeme diese Erfordernisse bei gleich bleibender Marktsituation zurzeit nicht erfüllen können. Damit wird auch der Nachfolger der ARIANE 5-Trägerrakete ein nicht wieder verwendbares System sein.

Im Rahmen des WOTAN-Vorhabens, das als ein nationales Projekt von 2006 bis 2008  lief, sollten ausgewählte, zweistufige Systeme näher untersucht werden. WOTAN steht für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen für Orbital Transportlösungen von Ariane Nachfolgeträgern.

Wesentlicher Inhalt des  Vorhabens war die Abschätzung des Entwicklungsaufwands sowie die Prognose der Wirtschaftlichkeit solch einer neu zu entwickelnden Einwegträgerrakete. Hierzu sollten zwei Trägersysteme mit unterschiedlichen Treibstoffkombinationen untersucht und ausgelegt werden. In beiden Fällen bestand die Trägerrakete aus zwei Stufen.

Im ersten Fall wurden für beide Stufen Flüssigsauerstoff- und Wasserstoff verwendet. Bei dem zweiten Trägersystem handelte es sich um eine mit Festtreibstoff gefüllten Erststufe und einer mit Wasserstoff und Sauerstoff (kryogen) betriebenen Zweitstufe. Als Referenzorbit diente eine geostationäre Transferbahn (GTO) mit festgelegtem Perigäum (erdnächster Punkt), Inklination (Bahnneigung) und vorgegebener Nutzlast.

Beide Trägersysteme wurden in Bezug auf Triebwerk, Strukturen, Aufstiegsbahn und Einschussbedingungen des Satelliten optimiert.
Außerdem wurde die Nutzlastkapazität für spezielle Missionen (ISS, Interplanetare Missionen, etc.) bestimmt. Ebenso sollte das Wachstumspotential untersucht werden, das mit einem durch Anbringen von Boostern leistungsgesteigerten Trägersystem erreicht werden kann. Zum Schluss erfolgte eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung bei der auch die produzierte Stückzahl von Trägern berücksichtigt wurde.

Hauptauftragnehmer des WOTAN-Vorhabens war die Firma ASTRIUM ST in Bremen. Als Unteraufragnehmer arbeitete ASTRIUM ST in Ottobrunn (Triebwerk), MT Aerospace in Augsburg (Strukturen) und das DLR-SART (System-Analyse-Raum-Transport) in Bremen (Bahnberechnung für die Leistungsanalyse).