Passend zum Erstflug der Ariane 6 lief zuletzt eine Hiobsbotschaft für die ESA und die Arianespace über die Nachrichtenticker: Der europäische Wettersatelliten-Betreiber Eumetsat strich den für das kommende Jahr geplanten Start seines Wettersatelliten MTG-S1 kurzerhand vom Startmanifest der Ariane 6 und übertrug die Aufgabe, das Raumfahrzeug in den Orbit zu bringen, an SpaceX. Der Organisation erschien es zu riskant, ihr enorm teures Gerät auf einer noch unerprobten Rakete und unter volatilen Zeitplänen zu starten. Alle früheren Meteosat-Satelliten waren mit Ariane-Raketen gestartet worden, zuletzt MTG-II im Dezember 2022.

Dessen ungeachtet gehen die Vorbereitungen für den Erstflug der Ariane 6 in die Endphase. Geht alles glatt, wird sie am 9. Juli oder kurz danach zu ihrem Jungfernflug aufbrechen. Die Chancen, dass er gelingt, sollten deutlich über den sonst bei Erstflügen üblichen 50 Prozent liegen, denn die Rakete ist von konventioneller Bauart und es ist außerordentlich viel getestet worden.

Teure Satelliten will man bei dieser ersten Mission dennoch nicht riskieren. So befinden sich lediglich neun Nanosatelliten, zwei kleine Wiedereintrittskapseln und fünf Experimente (die sich nicht von der Rakete lösen werden) mit einer Gesamtmasse von weniger als 200 Kilogramm an Bord. Die Nutzlastkapazität der Ariane 6 für die angestrebte Zielbahn liegt aber bei etwa zehn Tonnen, weswegen die Rakete für diese Mission eine Dummymasse als Ballast mitführt.

Damit fliegt die Ariane 6 gut vier Jahre nach dem einst geplanten Datum, und ein volles Jahr nach der letzten Mission der Ariane 5. Ursprünglich geplant war ein mehrjähriger überlappender Betrieb. Doch selbst wenn dieser erste Einsatz gelingt, wird sie danach im selben Jahr nur bei einem perfekten Ergebnis des Erstflugs ein weiteres Mal zum Einsatz kommen. Auch im 100-prozentigen Erfolgsfall aller folgenden Flüge dauert es dann mehr als drei Jahre, bis die Produktion auf ein wirtschaftlich sinnvolles Niveau hochgelaufen sein wird.

Ariane 5 – eine wechselvolle Geschichte

Der Vorläufer der Ariane 6, die Ariane 5, war 27 Jahre lang im Einsatz. Während dieser Zeit symbolisierte sie Europas garantierten Zugang zum Weltraum. Mit ihrem Abschiedsflug am 5. Juli 2023 krönte sie eine durchwachsene Karriere von 117 Missionen. Das Zuverlässigkeitswunder, als das sie von der PR-Abteilung der Betreiberfirma Arianespace lange Zeit mit peinlichen Elogen hochgejazzt wurde, war sie nie. Ich habe den Erstflug der Ariane 5 am Nachmittag des 4. Juni 1996 noch in guter oder eher schlechter Erinnerung: Ich erlebte ihn seinerzeit im großen Konferenz- und Vortragsraum der ArianeGroup in Ottobrunn, die damals noch DASA hieß. Dort beobachtete ich zusammen mit einigen hundert Kollegen gespannt die Direktübertragung aus Französisch-Guyana.

Ich erinnere mich noch genau an den Jubel, als sich die Rakete von der Startanlage löste, und das Stöhnen, das durch die Menge ging, als sie nach nur 37 Flugsekunden explodierte. Und an die minutenlange betretene Stille danach. Zuversichtlich wie man war, hatte man die vier teuren Forschungssatelliten des Cluster-Programms der ESA unter die Nutzlastverkleidung gepackt. Deren Trümmer, zusammen mit denen der Rakete, lagen jetzt in den Mangrovensümpfen hinter der Startrampe.

Auch der zweite Einsatz, fast 17 Monate nach dem Erstflugdesaster, war alles andere als eine Vorzeigemission. Die Rakete mit ihren – erneut – vier Nutzlasten explodierte jetzt zwar nicht mehr, ihr Flug endete aber wegen einer Fehlfunktion im Aestus-Triebwerk der Oberstufe in einer zu niedrigen Umlaufbahn.

Erst im dritten Anlauf, nochmal ein Jahr später, klappte es. Danach begann eine kurze Serie erfolgreicher Einsätze. Aber schon am 12. Juli 2001 kam es zur nächsten massiven Fehlfunktion, die seinerzeit zum Teilerfolg hochstilisiert wurde. Erneut strandete die Ariane 5 wegen einer Minderleistung des Aestus-Triebwerks auf einer wesentlich zu niedrigen Bahn. Zwei Satelliten waren an Bord. Einer musste als Totalverlust sofort abgeschrieben werden, der andere, ein Technologiedemonstrator der ESA namens Artemis, verfügte über ein experimentelles Ionentriebwerk. Das hievte diesen Satelliten in einer viele Monate langen Aktion am Ende doch noch in den vorgesehenen Orbit.

Am 11. Dezember 2002 saß ich wieder im Ottobrunner Tagungssaal und sah mir die Übertragung vom Erstflug der neuen Version der Ariane 5 an, der Ariane 5 ECA. Es war zwei Wochen vor Weihnachten und kurz nach Mitternacht mitteleuropäischer Zeit. Und wieder war ich Zeuge des Scheiterns:

Die neu konstruierte Düsenverlängerung des Vulcain-Triebwerks hatte den dynamischen Lasten nicht standgehalten, bekam einen Riss, die heißen Gase strömten seitlich aus der Düse und warfen die Rakete drei Minuten nach dem Lift-off aus der Bahn. Der Gesamtschaden betrug 630 Millionen Euro, die beiden Kommunikationssatelliten Hotbird 7 und Stentor versanken im Atlantik.

Danach flog die Ariane 5 mehr als 20 Jahre lang fehlerlos. Besser gesagt: fast fehlerlos, wäre da nicht der ebenso peinliche wie absurde Vorfall vom 25. Januar 2018 gewesen. Der Lift-off verlief einwandfrei, doch kundige Beobachter am Strand von Kourou wunderten sich schnell, warum die Rakete nicht wie üblich genau nach Osten aufs Meer hinausflog, sondern gleich nach dem Verlassen der Startrampe scharf nach rechts abbog und über die Köpfe der Beobachter Richtung Süden entschwand.

In den Minuten danach berichtete der Startkommentator seinen Zuhörern minutenlang über eine Abfolge von Kontaktaufnahmen entlang der nominalen Flugroute, die allesamt frei erfunden waren. Der Mann las einfach nur seine zuvor aufgeschriebenen Notizen ab. Aufmerksame Beobachter der Startübertragung konnten aber an den ratlosen Gesichtern und hektischen Gesten der Ingenieure im Kontrollraum feststellen, dass etwas nicht stimmte.

Die Vermutung wurde zur Gewissheit, als Stéphane Israël, der CEO von Arianespace, ans Mikrofon trat, reuig den Fehlschlag der Mission meldete und die Kunden um Entschuldigung bat. Die beiden Satelliten an Bord SES 14 und Alyahsat seien verloren, so verkündete er der Welt. So sorry.

Waren sie aber nicht. Die wackere Ariane 5 hatte die beiden Raumfahrzeuge auch ohne jeden Kontakt mit ihrer ratlosen Kontrollmannschaft inzwischen sicher im Orbit abgesetzt. Nach einer ganzen Weile meldeten sich die zwei Satelliten bei ihren jeweiligen Kontrollzentren und führten Israëls Statement ad absurdum.

Allerdings war die Bahn, auf der sie am Ende gelandet waren, die falsche. Es kostete die beiden Raumfahrzeuge einiges an Treibstoff (zu Lasten ihrer Lebensdauer), in den korrekten Orbit überzuwechseln. Immerhin: Sie konnten es, und bald danach traten sie ihren regulären Dienst an.

Was war geschehen? Es war einer der ersten Flüge, der unter der Ägide der ArianeGroup stattfand. Im Bestreben, Kosten zu senken, hatte man eine der Kontrollschleifen im Vorfeld des Starts eliminiert. Dabei war den Verantwortlichen entgangen, dass die Steuerungssoftware der Rakete die Flugdaten der vorausgegangenen Mission im Speicher hatte, die man per copy & paste übernommen hatte.

Die brave Ariane 5 funktionierte an diesem Tag fehlerlos und konnte nichts dafür, dass auch diese Mission am Ende nur als Teilerfolg gewertet werden konnte. Die Rakete leistete perfekte Arbeit, man hatte sie nur auf den falschen Kurs geschickt.

Falsch eingeschätzt

Schon seit einer Weile dämmert den Verantwortlichen in Europa das, was sie schon weit früher hätten erkennen müssen: Die Ariane 6 kommt zu spät, sie leistet zu wenig und sie ist zu teuer. Kurz: Sie ist nirgendwo konkurrenzfähig.

Über diese verdrießliche Situation kann sich nur einer freuen: Elon Musk, dessen Raumfahrtunternehmen SpaceX mit verlässlicher Präzision alle Startaufträge abarbeitet, die von den Programmverzögerungen der Ariane 6 herüberschwappen. Noch vor zehn Jahren konnte man überhebliche Kommentare europäischer Raumfahrtmanager über SpaceX hören, die mit geschwellter Brust von den eigenen Qualitätsstarts salbaderten und prahlten, dass man in Europa eben einen Mercedes baue (und deshalb wesentlich höhere Startgebühren nehmen könne) im Gegensatz zum Billigheimer SpaceX, dessen Rakete gerade noch mit einem Tata (einer indischen Kleinwagenmarke) zu vergleichen sei.

Im Gedächtnis blieb hier vor allem eine Pressekonferenz im Jahr 2013 beim Singapore Satellite Industry Forum, als der Arianespace-Manager Richard Bowles behauptete, das was SpaceX mache, sei »ein Traum« und man solle sie (also SpaceX) ruhig schlafen lassen. Sie würden schon bald aufwachen und mit der Realität konfrontiert werden.

Die europäische Arroganz rächt sich jetzt bitter. So wurde Elon Musks einst als Amateurbutze geschmähte Firma zum europäischen Generalunternehmer für Startdienstleistungen. Seien es Sentinel-Satelliten der EU, militärische Aufklärer der Bundeswehr, Umweltbeobachtungssatelliten für Italien, Wissenschaftsmissionen der ESA wie zuletzt Euclid und in wenigen Monaten die Asteroidensonde Hera, Flüge für das Galileo-System, EarthCare und nun ein Wettersatellit für Eumetsat: Alle waren einst Kunden bei Arianespace und fliegen jetzt bei SpaceX, weil Europas Raketen – neben der Ariane 6 auch die viel kleinere Vega C – wie Blei am Boden kleben.

Ein wenig Technik

Vorstudien zur Konzeption der Ariane 6 gab es seit 2010. Die Entwicklung und der Bau wurden auf einer Ministerratstagung im Dezember 2014 beschlossen. Das erklärte Ziel war es seinerzeit, die Startpreise gegenüber der Ariane 5 zu halbieren, um mit den Entwicklungen auf dem internationalen Trägermarkt konkurrieren zu können. Die Ariane 6 sollte bezüglich ihres Einsatzspektrums flexibler sein als die Ariane 5, und Nutzlasten zwischen 5 und 11,5 Tonnen auf eine geostationäre Transferbahn bringen können. Aus diesem Grund gibt es diesen Träger in zwei Versionen, einmal als Ariane 62 und einmal als Ariane 64. Die erste Version erhält eine Startunterstützung durch zwei Feststoffbooster des Typs P120, die zweite Variante setzt vier solche Einheiten ein. Diese Feststoffrakete wird auch als Erststufe der Vega C verwendet.

Die Ariane 6 ist eine sehr konventionell ausgelegte, klassische Verbrauchsrakete (keine Komponente ist wiederverwendbar) und von eher noch konservativerem Design als ihre Vorgängerin. Dies ist auf das Bemühen zurückzuführen, die Produktionskosten zu senken. So hat man beispielsweise die – fortschrittlichere – Konstruktion der Erststufentanks der Ariane 5 mit einem Querschott, englisch: Common Bulkhead, aufgegeben und verwendet bei der Ariane 6 nun einfach zwei übereinanderliegende Einzeltanks.

Maßnahmen wie diese verursachen möglicherweise tatsächlich geringere Produktionskosten, machen die Raketenstruktur und die Tanks aber auch schwerer. Sie führen dazu, dass die Leistungsfähigkeit der Rakete bei deutlich höherem Startgewicht als die Ariane 5 nur gering zulegt. Konnte die Ariane 5 bei einem Startgewicht von etwa 780 Tonnen eine Nutzlast von etwa 10,9 Tonnen in einen geostationären Transferorbit bringen (oder etwa 20,5 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn), schafft die Ariane 6 bei einem maximalen Startgewicht (in der Version Ariane 64) von 860 Tonnen 11,5 Tonnen, respektive 21,65 Tonnen. Also trotz zehn Prozent größerer Raketenmasse nur eine um etwa 5,5 Prozent höhere Nutzlastleistung.

Das ist aber nur der Ariane-interne Vergleich. Den objektiven Leistungsstatus mag man daran erkennen, dass die in der größten Version 772 Tonnen schwere Vulcan-Rakete der United Launch Alliance in den USA – sie ist am ehesten mit der Ariane 6 zu vergleichen – in der Lage ist, eine Nutzlast von 15,3 Tonnen auf eine geostationäre Transferbahn zu befördern, und 27,2 Tonnen in einen niedrigen, genau östlichen Orbit. Und das bei der Verwendung eines weniger energiereichen Treibstoffs (Methan) in der ersten Stufe.

Die Zentralstufe der Ariane 6 verfügt über ein einzelnes Triebwerk vom Typ Vulcain 2.1. Das ist eine Variante des bereits bei der Ariane 5 eingesetzten Vulcain-2-Raketenmotors. Er ist geringfügig weniger leistungsfähig als die Version der Ariane 5 und wird wie dieses im Nebenstromverfahren (auch als Gasgeneratorzyklus bezeichnet) betrieben. Diese Betriebsart ist deutlich aus der Zeit gefallen, denn der Teil der Treibstoffe, die für den Betrieb des Gasgenerators benötigt werden, werden hier mehr oder weniger über Bord gepumpt und nicht der Brennkammer zugeführt. Moderne Erststufentriebwerke wie das BE-4 von Blue Origin arbeiten heute mit Triebwerken, die das so genannte Hauptstromverfahren nutzen. Bei ihnen wird der für den Betrieb des Gasgenerators verwendete Treibstoff dem Brennzyklus beigefügt, und erbringt damit höhere spezifische Impulsleistungen.

Immerhin, das Vinci-Triebwerk der Ariane-6-Oberstufe arbeitet nun ebenfalls mit einer Variante des Hauptstromverfahrens, während das HM-7B-Triebwerk der Ariane-5-Oberstufe noch als Nebenstromtriebwerk konzipiert war. Erstmals in der europäischen Raumfahrt kommt dabei ein Raketenmotor für den Betrieb mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff zum Zuge, der mehrfach wiederzündbar ist. Das erschließt dem Träger nun eine größere Bandbreite möglicher Umlaufbahnen. Aber auch das ist ein Feature, das die Konkurrenz seit Jahrzehnten einsetzt.

Die Rakete wird nun auch nicht mehr, wie die Ariane 5, vertikal integriert, sondern liegend, ähnlich wie die russische Proton, die Falcon 9 von SpaceX oder die Vulcan der United Launch Alliance. Die Länge der Rakete hängt von der verwendeten Nutzlastverkleidung ab. In der kürzesten Version ist sie 52 Meter lang, in der längsten Variante 61 Meter. Der Durchmesser liegt bei 5,4 Metern. Zum Vergleich die Vulcan der United Launch Alliance: Ebenfalls 5,4 Meter Durchmesser bei Längen (je nach verwendeter Nutzlastverkleidung) zwischen 61 und 67 Metern.

Die Zukunft der Ariane 6

Der heillos verspätete Einsatz der Ariane 6 wirft Fragen hinsichtlich des einzigen Großkunden auf, der Firma Amazon mit ihrer Kuiper-Internet-Konstellation. Der erste Start für die Kuiper-Konstellation sollte eigentlich Ende 2024 erfolgen. Danach müssten innerhalb von zwei Jahren 18 weitere Missionen für das Projekt abgewickelt werden. Das aber ist völlig illusorisch. Mit Sicherheit werden zumindest einige der Startaufträge dieses potenziellen Großkunden woandershin umgebucht werden. Amazon kann gar nicht anders, muss das Unternehmen doch ein Mindestdatum für die Stationierung der ersten Tranche seiner Satelliten seitens der Genehmigungsbehörde treffen, andernfalls verfällt die Lizenz. Einen Startdienstleister aber, der einen Termin nach dem anderen verbaselt, kann sich der Weltkonzern nicht leisten.

Die Ariane 6 kommt nicht nur zu spät, sie ist auch von Beginn veraltet und wird wirtschaftlich auf dem Weltmarkt nur mit massiven Subventionen mithalten können. Immerhin beschlossen die ESA-Mitgliedstaaten, den Betrieb der Ariane 6 finanziell und technisch zu unterstützen und so einen garantierten Zugang Europas zum Weltraum zu gewährleisten. Die mit einem Aufwand von mehr als vier Milliarden Euro entwickelte Rakete dürfte damit ein komfortables und ruhiges Dasein im geschützten europäischen Binnenmarkt führen. Es wird eine Garantieverpflichtung der ESA und der EU erwartet, die zu vier bis fünf Ariane-6-Starts jährlich führen. Starts außerhalb des Binnenmarkts mag es ebenfalls eine Hand voll geben, aber sie sind nur mit stark subventionierten Preisen möglich.

Die Ariane 6 wird es somit mit geringen Startzahlen bis in die Mitte der 2030er Jahre schaffen. Eine Blüte könnte sie nur dann erleben, wenn ihr eine Sonderrolle zugeordnet wird, beispielsweise als Träger für ein bemanntes europäisches Transportsystem. Meine Zuversicht, dass so etwas in Europa passiert, hält sich allerdings in engen Grenzen.

Wie auch immer: Ich bin vor allem auch Raumfahrt-Nerd. Wenn der Countdown für den Erststart der Ariane 6 gegen null läuft, werde ich am Bildschirm sitzen und die Daumen drücken, bis die Knöchel weiß werden. Und ich werde, wie all die Jahre und Jahrzehnte zuvor inständig hoffen, dass Europa doch noch irgendwann einmal in die Puschen kommt.