In der Entwicklung neuer flüssiger chemischer Raumfahrtantriebe spielt die Treibstoffkombination Methan und Flüssigsauerstoff eine vielversprechende Rolle. Die Möglichkeiten von Methan reichen von einer Ergänzung zu den derzeitigen Flüssigkeitsantrieben der Ariane-Trägerraketen bis hin zum vollständigen Ersatz von Flüssigwasserstoff. 2016 sind ArianeGroup und das DLR eine Allianz eingegangen, um zügig die LOX/Methan-Technologie voranzutreiben. In einer 12-monatigen Testkampagne am Prüfstand P3 erzielten die Projektpartner wichtige Ergebnisse zur Weiterentwicklung notwendiger kritischer Technologien wie beispielsweise der Brennkammer. Nächstes Ziel ist es nun, einen LOX/Methan-Technologiedemonstrator mit 100 Tonnen Schub unter repräsentativen Bedingungen zu testen. Dieses Triebwerk hat das Potenzial, die Kosten des Hauptstufentriebwerks Vulcain um den Faktor zehn zu verringern.
Impulse für diesen Wandel kommen nicht nur von neuen Märkten für Dienste und Anwendungen, sondern auch durch die Entwicklung disruptiver Technologien, wie beispielsweise batteriegetriebener Pumpen, neue Faserverbundwerkstoffe oder auch durch Additive Layer Manufacturing (ALM) gefertigte Motorkomponenten. Darum ist es für Europa bedeutsam, technologische Innovationen zu schaffen, die die europäische Raumfahrt fit für die zukünftigen Herausforderungen in einem sich schnell verändernden Umfeld machen. Die Entwicklungen der technologischen Hotspots geben den Impuls für neue Innovationen. Vor allem die Themen Low-Cost-Antriebe und wiederverwendbare Trägersysteme münden in europäischen Gemeinschaftsprojekten wie Prometheus und Callisto. Hier arbeiten Raumfahrtagenturen, Wissenschaft und Raumfahrtindustrie eng zusammen. „Unser Ziel ist es, einen nachhaltigen und kostengünstigen Träger mit einem garantierten unabhängigen Zugang zum All zu verbinden. Dabei erforschen wir neue und unkonventionelle Technologien, um zu innovativen Lösungsansätzen, wie einem LOX/Methan-Antrieb oder einem wiederverwendbaren Trägersystem, zu kommen“, erklärt Prof. Hansjörg Dittus, Mitglied des DLR-Vorstands für Raumfahrtforschung und -technologie. Beiden Projekten gemeinsam sind Technologien, die die Startkosten eines Trägers erheblich reduzieren werden. Callisto ist ein Projekt, das 2016 von der französischen Raumfahrtagentur Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) initiiert wurde und jetzt in Kooperation mit dem DLR bearbeitet wird. Ziel ist es, bis Ende 2020 eine Forschungsrakete zu bauen, mit der die Wiederverwendbarkeit getestet werden soll. Im „Prometheus-Projekt“ arbeiten CNES, ArianeGroup und das DLR gemeinsam an der Entwicklung eines kostengünstigen, schubstarken und wiederverwendbaren Raketentriebwerks, das mit Flüssigsauerstoff (LOX) und Flüssigmethan (LCH4) angetrieben werden soll. Diese Forschung und Technologieentwicklung sind Teil des Future Launchers Preparatory Programme (FLPP) der Europäischen Weltraumorganisation ESA.