Innovatives Verfahren zum Bergen einer wiederverwendbaren, geflügelten Raumtransporterstufe

Abstract

Dieser Artikel schlägt ein neues, zum Patent eingereichtes Verfahren zum Bergen und zur Rückführung von wiederverwendbaren Stufen eines mehrstufigen Raumtransportsystems vor. Die geflügelte Stufe wird noch in der Luft von einem Transportflugzeug eingefangen und anschließend in einem schleppenden Gleitflug (ohne eigenen Antrieb) zum Landeplatz gezogen, wobei große, nahezu beliebige Entfernungen überbrückt werden können. Die Vorteile eines solchen Verfahrens liegen auf der Hand: Die Reduzierung der Inertmasse der Boosterstufe ermöglicht entweder eine höhere Nutzlast oder eine Verkleinerung der Stufe mit geringeren Betriebs- und Entwicklungskosten. Eine Steigerung der Nutzlast um bis zu 25% oder eine um 17% geringere Leermasse können in Simulationen nachgewiesen werden. Eine Beschränkung der Aufstiegsbahnen durch Rücksichtnahme auf mögliche Landeplätze existiert mit der neuartigen Methode nicht mehr. Es wird eine eingehende, kritische Untersuchung dieses ungewöhnlichen Verfahrens auf seine technische Realisierbarkeit durchgeführt. Ein zentrales Problem ist, ein sicheres Annäherungsmanöver und die anschließende Kopplung zwischen Schleppflugzeug und Trägerstufe zu gewährleisten. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich aus der stark beschränkten Manövrierfähigkeit der Stufe (Gleitzahl ca. 5). Dazu wird eine Annäherungsmanöver-Strategie definiert und eine erste Entwicklung und Optimierung der Steuerungsalgorithmen durchgeführt. Verschiedene Kopplungsvarianten werden analysiert und vielversprechende Richtungen für die Weiterentwicklung vorgeschlagen.