MTA testet Carbontanks für künftige Raketen

Das Design fasst laut ESA kryogenen Wasserstoff und Sauerstoff und kommt ohne Metallauskleidung aus.

Der Augsburger Ariane-Zulieferer MT Aerospace hat ein neues Tankdesign aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) vorgestellt, dass ohne Metallauskleidung auskommt. Der Tank ist nach Unternehmensangaben dicht im Bezug auf Flüssigwasserstoff und kompatibel mit Flüssigsauerstoff. „Wir haben den Nachweis erbracht, dass ein Hochleistungsdruckbehälter aus CFK kryogener Belastung standhält“, sagt Hans Steininger, Vorstandsvorsitzender der MT Aerospace.

Reine CFK-Tanks sind leichter als Metalltanks und bestehen aus wenigen Teilen. Sie sind deshalb laut der Raumfahrtagentur ESA schneller und günstiger zu fertigen.

Dichtes Geflecht

Bisher werden für die Lagerung kryogener Treibstoffe laut ESA metallene Auskleidungen benötigt, weil andernfalls die Dichtigkeit nicht gewährleistet sei. „Metall ist leckdicht. Um die gleiche Eigenschaft mit Kohlefaserverbundstoff nachzubilden, war ein komplexes Geflecht aus schwarzen Kohlefasern und einem speziellen Harz erforderlich. Das Material hielt kryogenen Temperaturen, Druckzyklen und reaktiven Substanzen in einer Reihe von separaten Tests stand“, sagt Kate Underhill, Projektleiterin für Oberstufen- und Antriebsdemonstratoren im Future Launchers Preparatory Programme der ESA.

Als nächsten Schritt wollen ESA und MT Aerospace Demonstratoren bauen und testen, die bereits mit dem üblichen Wärmeschutz ausgerüstet sind. Die Tests dienen der Entwicklung einer schwarzen, weil aus CFK gefertigten Oberstufe in Realgröße: Phoebus.

Schwarze Oberstufe

CFK soll in den Tanks, in der Grenzflächenstruktur zwischen den beiden Tanks und im Außenzylinder, der die Außenhaut der Oberstufe darstellt, eingesetzt werden. Der Demonstrator soll 2023 mit kryogenen Flüssigkeiten getestet werden.

Phoebus ist ein gemeinsames Projekt von MT Aerospace und dem europäischen Raketenkonzern ArianeGroup, der die Schwerlastraketen Ariane 5 und Ariane 6 herstellt. Laut Daniel Neuenschwander, dem ESA-Direktor für Raumtransport, lässt sich die Oberstufe der Ariane 6 durch Einsatz von CFK um 2 t leichter bauen.