Atlas V – Bau, Einsatz & Fakten zur US-Orbitalrakete der ULA
Atlas V: Bau, Einsatz & Fakten zur US-Trägerrakete der ULA — Technik, RD-180, Centaur-Stufe, Einsätze und Historie kompakt erklärt.
Atlas V ist eine orbitale Trägerrakete, die von der United Launch Alliance (ULA, einem Joint Venture der Unternehmen Boeing und Lockheed Martin) eingesetzt wird, um Satelliten und Raumfahrzeuge in unterschiedliche Umlaufbahnen sowie auf interplanetare Bahnen zu bringen. Die Rakete ist 58,3 Meter (191 Fuß) hoch und hat einen Rumpfdurchmesser von 3,81 Metern (12,5 Fuß). Seit ihrem Erstflug am 21. August 2002 wurde sie mehrfach gestartet (Stand: Mitte 2024 mehr als 80 Einsätze). Die Atlas V wurde als Weiterentwicklung der historischen Atlas (Rakete) konzipiert und ist – im Gegensatz zu wiederverwendbaren Systemen wie dem Space Shuttle – ein einwandfrei ex- pendables (einmal verwendetes) Trägersystem: für jeden Start wird eine neue Rakete vorbereitet.
Aufbau und Hauptkomponenten
Die Atlas V besteht im Wesentlichen aus drei Baugruppen:
- Erste Stufe (Common Core Booster): Als Haupttriebwerk dient ein russisches RD-180, das von NPO Energomash geliefert wird. Der RD-180 verbrennt RP-1 (Kerosin) und flüssigen Sauerstoff (LOX) in einem leistungsfähigen zweikammerigen Öl- bzw. Sauerstoff-reichen, stufigen Verbrennungszyklus und liefert den Großteil des Schubs beim Start.
- Zweite Stufe (Centaur): Die Centaur-Stufe ist eine kryogene Oberstufe, die flüssigen Wasserstoff (LH2) und LOX nutzt. Sie ist mit einem oder zwei RL-10-Triebwerken von Aerojet Rocketdyne ausgestattet und zeichnet sich durch hohe spezifische Impulse sowie die Fähigkeit zu mehrfachen Zündungen aus, was präzise Bahnmanöver und Transfereinfügungen ermöglicht.
- Nutzlastverkleidung (Payload Fairing): Oben sitzt eine Verkleidung mit Durchmessern von etwa 4–5 Metern, die das Raumfahrzeug während der Atmosphärepassage schützt. Je nach Mission stehen unterschiedliche Verkleidungsgrößen zur Verfügung.
Varianten und Konfigurationskodierung
Die Atlas V ist modular aufgebaut und wird in mehreren Konfigurationen angeboten. Die gängige Bezeichnung ist ein dreistelliger Code (z. B. 401, 551), wobei die Ziffern folgende Bedeutung haben:
- Erste Ziffer: Durchmesser der Nutzlastverkleidung (4 oder 5)
- Zweite Ziffer: Anzahl der zusätzlichen Feststoff-Booster (0 bis 5)
- Dritte Ziffer: Anzahl der RL-10-Triebwerke auf der Centaur-Oberstufe (1 oder 2)
Beispiel: Die Variante 551 hat eine 5‑Meter-Verkleidung, fünf Feststoff-Booster und eine zweimotorige Centaur.
Leistung und Einsatzbereiche
- Die Atlas V deckt ein breites Spektrum an Nutzlastanforderungen ab – von kleinen Satelliten bis zu schweren Raumsonden. Die maximalen Nutzlastkapazitäten variieren stark je nach Konfiguration und Zielorbit.
- Die Centaur-Oberstufe erlaubt präzise Einfügungen in geostationäre Transferbahnen (GTO) oder interplanetare Fluchtbahnen durch wiederholte Zündungen.
- Dank der optionalen Feststoff-Booster lässt sich der Startschub für schwere Nutzlasten steigern.
Bekannte Missionen
Atlas‑V-Träger haben zahlreiche wichtige wissenschaftliche und operative Missionen durchgeführt, darunter interplanetare und planetare Raumsonden sowie militärische und kommerzielle Satelliten. Zu den bekannten Flügen zählen unter anderem:
- Neue interplanetare Sonden und Forschungsmissionen der NASA (z. B. Mars- und Jupiter-Missionen)
- Hochwertige Erdbeobachtungs- und Kommunikationssatelliten – sowohl zivile als auch staatliche/classifizierte Starts
- Frachtransporte für wissenschaftliche Proben und Missionen wie OSIRIS‑REx oder Juno
Startplätze
- Cape Canaveral Space Force Station (Startkomplex SLC‑41) in Florida – der Hauptstartplatz für viele NASA- und kommerzielle Missionen.
- Vandenberg Space Force Base (SLC‑3E) in Kalifornien – vorrangig für polare und sonnensynchrone Umlaufbahnen.
Hintergrund und Zukunft
Ein zentraler technischer Faktor der Atlas V ist der Einsatz des RD-180-Triebwerks, das in Russland gefertigt wird. Seit den geopolitischen Spannungen der 2010er Jahre führte die Abhängigkeit von einem ausländischen Raketenmotor zu politischem und strategischem Druck in den USA, eigene Alternativen zu entwickeln. United Launch Alliance hat deshalb das neue Trägersystem Vulcan Centaur geplant und begonnen, es als Nachfolger der Atlas V einzuführen. Vulcan soll mittelfristig die Atlas V ersetzen, insbesondere weil es auf inländische Triebwerke und modernisierte Komponenten setzt.
Zusammenfassung
- Atlas V ist eine bewährte, modulare Expendable-Trägerrakete der ULA.
- Sie kombiniert einen RD-180-basierten Common Core Booster mit der hochflexiblen Centaur-Oberstufe (RL-10).
- Verschiedene Konfigurationen (z. B. 401, 551) ermöglichen Einsätze von LEO bis zu interplanetaren Missionen.
- Wegen politischer und industrieller Entwicklungen wird die Atlas V langfristig durch moderne, inländisch ausgerichtete Systeme wie Vulcan Centaur ersetzt.
Die verschiedenen Typen von Atlas-V-Raketen.
Flüge
Bis Ende 2018 hat der Atlas V 79 Flüge durchgeführt. Die berühmtesten davon waren die New Horizons, das Mars Science Laboratory (in dem sich der Curiosity Rover befand), Juno, der Mars Reconnaissance Orbiter, der Lunar Reconnaissance Orbiter/LCROSS und die Boeing X-37B.
Arten
Der Atlas V hat eine besondere Art, die verschiedenen Arten zu benennen. Die erste Zahl gibt an, wie breit die Verkleidung ist. Ein Atlas V der Serie 400 hat eine 4 Meter breite Verkleidung. Die Atlas V der Serie 500 hat eine 5 Meter breite Verkleidung. Die zweite Zahl gibt an, wie viele anschnallbare Feststoffraketen-Booster die Rakete hat. Eine Atlas V 501 hat keine Anschnall-Booster, aber eine Atlas V 421 hat 2 Anschnall-Booster. Die letzte Zahl gibt an, wie viele Triebwerke die zweite Stufe der Centaur hat. Alle geflogenen Atlas V-Raketen hatten bisher nur ein Triebwerk auf der Centaur, aber in Zukunft werden andere Atlas V-Raketen zwei Triebwerke auf der zweiten Stufe der Centaur haben. Es gibt auch das HLV, bei dem zwei der ersten Stufe (Common Core Booster) wie Strap-on-Booster angeschnallt sind, aber es ist noch nie geflogen.
Verwandte Seiten
- Juno
- Mars-Aufklärungs-Orbiter
- Mars-Wissenschaftslaboratorium
- NASA
- Neue Horizonte
Fragen und Antworten
F: Was ist Atlas V?
A: Atlas V ist eine orbitale Trägerrakete, die von der United Launch Alliance (bestehend aus den beiden Unternehmen Boeing und Lockheed Martin) verwendet wird, um Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen.
F: Wie hoch und breit ist die Atlas V?
A: Atlas V ist 58,3 Meter (191 Fuß) hoch und 3,81 Meter (12,5 Fuß) breit.
F: Wann war ihr erster Flug?
A: Der Erstflug fand am 21. August 2002 statt.
F: Ist es mit dem Space Shuttle verwandt?
A: Nein, im Gegensatz zum Space Shuttle wird die Atlas V nur einmal verwendet und für jeden Flug wird eine neue Rakete gebaut.
F: Woraus besteht die erste Stufe der Atlas V?
A: Die erste Stufe besteht aus einem Common Core Booster mit einem RD-180-Triebwerk aus Russland. Jede Atlas V hat dies als erste Stufe.
F: Woraus besteht die zweite Stufe?
A: Die zweite Stufe heißt Centaur und hat ein/zwei RL-10 Triebwerke von Aerojet Rocketdyne.
F: Hat sie eine Verkleidung für den Start?
A: Ja, an der Oberseite befindet sich eine 4-5 Meter (13-16 Fuß) breite Verkleidung, die das Raumfahrzeug während des Starts abdeckt.
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