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Ein Comeback für die Rakete: die britische Weltraumindustrie damals und heute

Black_Arrow_rocket_3_ESA_1418f9179b6f250105e20e9f242c5c44073d0112.jpgBlack Arrow mit Prospero auf dem Weg in die Erdumlaufbahn 1971            Bildnachweis: ESA

Damals

In den 1950er Jahren schien es allen führenden Staats- und Regierungschefs der Welt wichtig zu sein, „die Bombe“ zu bekommen: Zuerst die Atombombe und dann, da diese eindeutig nicht genug Zerstörungskraft hatte, die Wasserstoffbombe. Glücklicherweise war ihre Herstellung außerordentlich teuer. Daher wurden nur sehr wenige Länder in den exklusiven Club der Atommächte aufgenommen, dem auch die Sowjetunion angehörte. Dann war da das Problem mit dem Trägersystem. Es mussten spezielle Langstreckenflugzeuge entwickelt werden, um diese ziemlich schweren Geräte über Tausende von Kilometer zu transportieren. Sie bildeten das Rückgrat des nordamerikanischen Strategic Air Command und der britischen V-Force und hielten durch die Politik der gegenseitigen Abschreckung, auch MAD-Doktrin (Mutually-Assured Destruction) genannt, den Weltfrieden aufrecht. Leider hatten beide Seiten Zugriff auf die deutsche Raketentechnologie von Wernher von Braun und jede Seite entwickelte Raketenabwehrsysteme, mit denen die Bomber zerstört werden konnten, bevor diese ihr Ziel erreichten. Es dauerte nicht lange, bis das ursprüngliche V2-Ballistik-Raketenkonzept erweitert wurde und die Rakete interkontinentale Reichweite hatten. Nun dauerte es im Durchschnitt nur dreißig Minuten, bis die Raketen die andere Seite der Welt erreichten. Die Interkontinentalrakete (englisch: Intercontinental Ballistic Missile, ICBM) war geboren.

Blue Streak

Großbritannien brauchte keine Interkontinentalraketen, da sich das Land ein gutes Stück näher an der Sowjetunion befand als die USA. Stattdessen wurde eine Rakete mit einer mittleren Reichweite entwickelt, die Mittelstreckenrakete (MRBM, Medium Range Ballistic Missile) und vom Flugzeughersteller De Havilland unter dem Namen Blue Streak (deutsch: Blauer Streifen) gebaut. Dann folgte das, was das übliche Verfahren für große High-Tech-Projekte der britischen Regierung werden sollte: Die Konstruktion für Blue Streak wurde 1957 abgeschlossen, bevor schließlich das Raketenprojekt 1960 abgebrochen wurde. Aber das war noch nicht alles: Es gab einen Vorschlag, eine zivile Satellitenträgerrakete zu bauen, indem man einen modifizierten Black Knight (siehe unten) als zweite Phase hinzufügte. Dieses Projekt, das Black Prince (deutsch: Schwarzer Prinz) genannt wurde, kam nie über das Reißbrett hinaus. Mit britischer, französischer, deutscher und italienischer Beteiligung wurde dann ein Konsortium (ELDO, European Launcher Development Organisation) für den Bau einer dreistufigen Satelliten-Trägerrakete mit Blue Strike als Erststufe gegründet. Obwohl Blue Streak jedes Mal einwandfrei funktionierte, endete die Testreihe der Europa auf dem Testgelände in Woomera, Australien, mit einem Misserfolg. 1972 wurde das gesamte Projekt schließlich abgebrochen. Wenig später begannen die Franzosen mit der Arbeit an Ariane.

Black Knight

Während Blue Streak entwickelt wurde, startete eine kleine Suborbitalrakete mit dem Namen Black Knight (deutsch: Schwarzer Ritter) regelmäßig zu Testzwecken als „Wiedereintrittsfahrzeug“ in Woomera. Es handelte sich dabei um das Gehäuse, das den Nuklearsprengkopf auf seinem Weg nach unten schützte. Black Knight war so zuverlässig, dass die Amerikaner es für ihre eigenen Tests nutzten.

Black Arrow

1964 entwickelte die Royal Aircraft Establishment ein Design für einen dreistufigen Satellitenträger, der auf den Erfahrungen des Black Knight basierte. Saunders-Roe erhielt den Auftrag für die Entwicklung des Black Arrow. Zwischen 1969 und 1971 wurden in Woomera vier Startversuche unternommen, von denen nur der letzte erfolgreich einen Satelliten (Prospero) in die Umlaufbahn bringen konnte. Sehen Sie sich diese moderne Simulation des Black Arrow von Nick Stevens an:

Der Start des Black Arrow im Jahr 1971 war der letzte Versuch der britischen Weltraumbranche. Das Projekt war im Monat davor eigentlich abgesagt worden, da sich die Rakete jedoch bereits auf dem Weg nach Australien befand, wurde der Start dennoch genehmigt.

Die Überbleibsel der Infrastruktur

Vor vielen Jahren verbrachten meine Familie und ich unseren Urlaub auf der Isle of Wight in einem der alten Küstenhäuser in der Nähe der Needles am westlichen Ende der Insel. Als ich in der Nähe unseres Landhauses über die Landzunge ging, stolperte ich über etwas, das im Gras verborgen war. Es stellte sich heraus, dass es sich um einen abgetrennten Strang Koaxialkabel handelte, der aus dem Boden ragte. Ich konnte nichts sehen, was diese Entdeckung hätte erklären können, bis ich zur Südseite der Landzunge kam. Als ich über den Klippenrand sah, entdeckte ich auf halbem Weg große Betonbauten und etwas, das wie ein Bunker aussah. Ich erkannte sie als Stützpunkte von Raketenstartrampen mit Deflektoren, um die Antriebsdruckwelle beim Start auf das Meer zu lenken. Der Reiseführer der nahegelegenen Verteidigungsanlage Needles Gun Battery enthielt ein Bild von einer Black Knight-Rakete auf einem der Stände während eines Antriebstests. Es war das verlassene High Down-Testgelände, das Saunders-Roe gehörte. Der Standort wurde inzwischen hergerichtet und ist heute eine Touristenattraktion.

Die Rocket Propulsion Establishment bei Westcott war für das Testen der verschiedenen britischen Raketenantriebe verantwortlich. Dieser Standort sieht zumindest teilweise einer Rückkehr zu seiner früheren Pracht entgegen: Die britische Regierung plant, diesen Standort als neue Testanlage für die Raumtechnologie wiederzueröffnen.

Das wirklich große Testgelände für Blue Streak bei Spadeadam in Cumberland ist noch immer ein Waffentestgelände. Es gibt dort eine beeindruckende Menge an alten Betonanlagen. Besuche sind jedoch definitiv nur nach Vereinbarung möglich.

Wo begann also, alles schief zu laufen?

Als von Braun gefragt wurde, warum er und sein Team von Raketenwissenschaftlern sich gegen Ende des Zweiten Weltkriegs von den Amerikanern hat gefangen nehmen lassen, sagte er, dass sie die Franzosen nicht mochten, die Russen fürchteten und die Briten sich sie nicht leisten konnten. Er hatte recht. Die Kriegsanstrengungen hatten Großbritannien völlig ruiniert. Industrie und Infrastruktur funktionierten zwar noch, sie waren jedoch geschwächt und marode. Aber, und das ist ein großes „Aber“, für militärische Projekte finden Regierungen in Kriegszeiten immer die notwendigen Mittel. Ein Krieg war zu Ende, ein anderer hatte jedoch unmittelbar darauf begonnen: der Kalte Krieg. So entwickelte Großbritannien unabhängig seine eigenen Atomwaffen, die zunächst mithilfe futuristischer Bombenflugzeuge und später durch ballistische Raketen eingesetzt werden sollten. Die Einrichtungen in Spadeadam, in Woomera und anderswo wurden gebaut, um Blue Streak, die ballistische Rakete des Vereinigten Königreichs, zu entwickeln. High Down wurde errichtet, um Black Knight zu entwickeln und war ebenfalls Teil des Raketenprogramms.

Weltraumreisen standen definitiv erst dann auf der Agenda, als klar wurde, dass in Großbritannien stationierte ballistische Raketen nicht praktikabel waren. Es wird oft gesagt, dass Blue Streak für eine Anwendung als Vergeltungswaffe nicht einsetzbar war, da es bei einer „4-Minuten-Warnung“ bis zum Angriff zu lange dauern würde, bis die Rakete in Stellung gebracht und mit Treibstoff befüllt wäre. Das war wahr und deshalb wurden Pläne für besonders geschützte unterirdische Silos auf britischem Boden ausgearbeitet, die einen Einschlag in der näheren Umgebung überstehen und Stunden später einen Start durchführen könnten (falls das noch einen Sinn gehabt hätte). Es gab sogar einige Erdaushubarbeiten in Spadeadam. Doch dann wurde der Regierung allmählich klar, dass es auf den Britischen Inseln nicht genügend abgeschiedene Standorte für schätzungsweise sechzig Silos gab, die benötigt wurden und die überdies sehr teuer waren. Wie nicht anders zu erwarten, wollte niemand eine Wasserstoffbombe im eigenen Garten. In den USA war das etwas anderes: Dort hatte man Platz und man hatte das Geld. Daher wurden die Titan-II-Raketen letztendlich in den von Briten entwickelten Silos aufgestellt. Mit dem Ende der Blue Streak im Jahr 1960 endete auch jedes ernstzunehmende Interesse der britischen Regierung an den Trägerraketen. Und der Großteil der Finanzierung.

Die Einstellung von Blue Streak als Waffe war unvermeidlich. Aber warum konnte die Blue Streak stattdessen nicht als ein ziviler Satellitenträger eingesetzt werden? Schließlich nutzten die Russen ihre ICBM, um Sputnik in die Umlaufbahn zu bringen und die US-Raketen Atlas und Titan schafften es ebenfalls. Es lag daran, dass die britische Rakete einfach nicht groß genug war. Sie verfügte nur über eine mittlere Reichweite und eignete sich nicht für Interkontinentalstrecken. Weitere Stufen waren notwendig, aber die Regierung war nicht bereit, die für die Entwicklung benötigten Mittel bereitstellen, zumal man zu dieser Zeit landläufig der Meinung war, dass es für künstliche Satelliten in der Erdumlaufbahn keinen Markt gibt. Ein Abbruch hätte jedoch bedeutet, dass alle Investitionen in Einrichtungen wie Spadeadam, High Down und Westcott völlig verschwendet waren. Daher die Weiterführung mit Black Prince und die halbherzige Beteiligung an ELDO. Also erhielt Saunders-Roe mit einem minimalen Budget grünes Licht für Black Arrow. Der vierte Prototyp R3 brachte den Satelliten Prospero in die Umlaufbahn. Das Projekt war bereits einige Wochen davor abgebrochen worden: Die R4 wurde dem Londoner Science Museum übergeben (dort steht sie noch heute) und die meisten Standorte wurden zurückgebaut. Black Arrow war einfach zu klein, die potenziellen Nutzlasten der Kommunikationssatelliten übersteigen bei weitem seine Kapazität von 100 kg. Die französische und die Europäische Weltraumorganisation waren dabei, ihre Ariane-Rakete zum Erfolg zu führen.

Raumflugzeuge

1982 finanzierte die britische Regierung die anfängliche Entwicklung des „Raumflugzeugs“ HOTOL (Horizontal Take-off and Landing Satellite Launcher), einem horizontalen Start- und Landesystem mit Hybrid-Düsen-/Raketentriebwerk. Verschiedene Probleme mit der Aerodynamik konnten nicht gelöst werden, aber die Entwicklung des Spezialtriebwerks SABRE geht noch heute weiter. Auf dem alten RPE-Standort in Westcott werden neue Testeinrichtungen für dieses Triebwerk vorbereitet und es gibt Pläne, dieses bei einem Flug mit einem neuen Raumflugzeug, das den Namen Skylon trägt, einzusetzen.

Skylon_654830fb11e3b335136488e4f20c960b58b59faa.pngDas Raumflugzeug Skylon mit REL SABRE-Triebwerken         Bildnachweis: GW_Simulations

Heute

Stehen wir wieder vor einem Neubeginn, dieses Mal mit Starts auf heimischem Boden? Nun, es wird viel geredet, es gibt zahlreiche Ideen und jede Menge schillernde Websites mit Plänen für Raketen und möglichen Standorten für Raumfahrtzentren.

Britische Raumfahrtzentren

Die Möglichkeiten von Raumflugzeugen wie Skylon und SpaceShipTwo von Virgin Galactic haben dazu geführt, dass etliche lokale Flughäfen in Großbritannien ein Raumfahrtzentrum werden möchten. Ein Beispiel ist SpacePort Cornwall bei Newquay, das mit Virgin Orbit zusammenarbeitet, um von einem konventionellen Trägerflugzeug aus kleine Raketen in die Erdumlaufbahn zu bringen.

Vor Kurzem haben einige private Unternehmen mit Sitz im Vereinigten Königreich Pläne für den Bau und Start von konventionellen Raketen angekündigt, um vom wachsenden Markt für Mikrosatelliten und „Nanosats“, einschließlich CubeSats, zu profitieren. Die Suche nach geeigneten Standorten für einen Weltraumbahnhof für vertikale Raketenstarts konzentriert sich nun plötzlich auf die Highlands und die schottischen Inseln. Für die Standorte an den nördlichen Küsten des Vereinigten Königreichs gibt es zwei gute Gründe:

  • Sicherheit: Die Starts finden über dem Meer statt.
  • Ein Start in nördlicher Richtung ist ideal für die beliebte Polarbahn.

Dieses Video von Orbex verdeutlicht diese beiden Punkte im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Sutherland Spaceport auf der Halbinsel A'Mhoine:

Sutherland_spaceport_HIE_b31c5e3d52e54be668d6afef7be140d0129fcfd7.jpgVorgeschlagener Weltraumbahnhof Sutherland                                             Bildnachweis: HIE

Neue Raketen

 

Der Raketenstartplatz Rocket Lab in Mahia, Neuseeland, sieht wie das Modell für Sutherland aus, ist aber jetzt mit seiner Trägerrakete Electron in Betrieb und setzt erfolgreich Satelliten in die Umlaufbahn. Es gibt sogar Pläne für eine wiederverwendbare Version wie die SpaceX Falcon 9, wobei sie einen Helikopter einsetzen wollen, um diese zu bergen, wenn sie an einem Fallschirm zurückkehrt. Es könnte sein, dass die erste Rakete, die in Schottland gestartet wird, eine Electron sein wird.

Orbex hat bekannt gegeben, dass die Prime-Rakete vom Sutherland Spaceport aus betrieben wird. Die Prime enthält viele innovative Ideen, um CO2-Emissionen zu reduzieren, weiteren Weltraumschrott zu vermeiden und zur Wiederverwendung der Booster.

Skyora hat ebenfalls ein Design für eine orbitale Trägerrakete, Skyora-XL, die Aspekte einer Triebwerkkonstruktion aufweist, die an die Gamma-Einheiten von Black Arrow erinnern. Sie verwendet die gleiche Kombination aus Kerosin (Kraftstoff) und Wasserstoffperoxid (HTP, High-Test Peroxide) (Oxidationsmittel) wie die frühen britischen Raketen. HTP ist eine hochkonzentrierte Lösung (über 85 %) aus Wasserstoffperoxid. Es ist das gleiche Material, das verwendet wird, um Haare wasserstoffblond zu färben, nur wesentlich konzentrierter. Die meisten Flüssigkeitstreibstoffraketen verwenden Flüssigsauerstoff (LOX), häufig mit Flüssigwasserstoff als Kraftstoff. Das ist die effizienteste Kombination, aber die Handhabung und Lagerung dieser kryogenen Chemikalien ist wirklich schwierig. Kerosin ist lediglich ein Düsenkraftstoff und relativ harmlos. HTP kann sich selbst entzünden, beispielsweise, wenn es auf die Kleidung gelangt, ist aber ansonsten auch relativ stabil und kann wie Kerosin bei Raumtemperatur gelagert werden. Ein weiteres nützliches Merkmal von HTP ist, dass es einen hypergolischen Treibstoff liefert, der keine separate Zündquelle benötigt. HTP wird durch ein Katalysatorgitter in die Brennkammer geleitet und zerfällt in Sauerstoffgas und extrem heißen Dampf. Geben Sie Kerosin hinzu und Peng – schon sind wir gestartet! Nicht ganz so leistungsstark wie kryogener Treibstoff, aber wesentlich sicherer für eine preiswertere Trägerrakete.

Und schließlich bietet B2Space in Bristol eine weitere Variante – den Rockoon. Ja, Sie haben es erraten. Mit einem Heliumballon wird eine Rakete bis zum Rand des Weltraums getragen und von dort gestartet. Hört sich jedoch nicht so an, als wäre damit ein präziser Start möglich.

Ein Neuanfang?

Es gibt eine Reihe von Hindernissen, die überwunden werden müssen, bevor die britische Regierung ihr ehrgeiziges Ziel, bei kommerziellen Trägerraketenstarts einen Marktanteil von 10 % zu erobern, verwirklichen kann. Die Suche nach einem geeigneten Startgelände stellt noch das kleinste dieser Hindernisse dar. Viel dringender ist, dass Entwicklungs- und Teststandorte wie Spadeadam oder High Down, also Infrastruktur, neu eingerichtet werden müssen. Am wichtigsten ist jedoch, verloren gegangene technische Fähigkeiten und Kenntnisse zurückzugewinnen. Die Infrastruktur von der NASA für das Apollo-Programm errichtete Infrastruktur war nie aufgegeben worden und es wurden neue Generationen von Raketeningenieuren ausgebildet. Diese beide Elemente kommen jetzt Projekten des privaten Sektors, wie SpaceX, zugute.

Die neuen Raketenbauer werden von neuen Technologien profitieren: Mikroelektronik, Karbonfaser für Gehäuse und 3D-Druck für eine preiswertere und präzise Fertigung von Bauteilen für das Triebwerk.

Auf der Insel South Uist der schottischen westlichen Inseln gibt es ein Überbleibsel der Infrastruktur, das noch immer in Betrieb ist. Es handelt sich um das Raketentestgelände der Hebriden. Im Oktober 2015 wurde eine zweistufige Terrier-Orion-Rakete ins All geschossen, vorgeblich eine im Rahmen einer Militärübung ankommende Interkontinentalrakete. Es war der erste Start dieser Art, der in Schottland durchgeführt wurde.

Referenzen

De Havilland Blue Streak – an illustrated history von Charles H. Martin ist ein absolutes Muss für alle, die sich für die technischen Aspekte von Blue Streak und Europa interessieren. Dieses Buch bietet nicht nur genug Details, um fast schon selbst ein solches System zu bauen, sondern zeigt auch, dass die Einrichtungen in Spadeadam, Westcott, Hatfield und Stevenage in Großbritannien zusammen mit Woomera in Australien, wenn auch nicht ganz so imposant wie die der NASA, aber trotzdem ziemlich beeindruckend waren!

A Vertical Empire von C.N. Hill ist eine detaillierte Geschichte des gesamten britischen Raketenprogramms bis 1971, einschließlich der politischen Aspekte.

Engineer, PhD, lecturer, freelance technical writer, blogger & tweeter interested in robots, AI, planetary explorers and all things electronic. STEM ambassador. Designed, built and programmed my first microcomputer in 1976. Still learning, still building, still coding today.
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