My fantastic visit at MT Aerospace – a main supplier for components of ESA Ariane 5 & 6 launchers (Part III)

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MitAR6s

I a m proudly presenting our mini Ariane-6 (with two solid rocket motors) at MT Aerospace in Augsburg – in comparison to a huge Ariane-6 model with four boosters. In the display to the left you can see models of Ariane 1, 2, 3, 4, 5 and an early but outdated Ariane 6 version.

 

The MT Aerospace site in Augsburg is well connected to the European history of spaceflight. At the moment important components for Ariane 5 are produced. In the past components for all Ariane ESA launchers (1, 2, 3 & 4) were assembled here starting at the end of the 1970s. This story of success will hopefully be extended with the participation of MT-A in the Ariane 6 program of ESA and the Ariane Group.

 

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I had the pleasure to meet the huge Ariane 6 model seen in the image above already last year – at the exhibition stand of MT Aerospace/OHB during my visit of the ILA fair in Berlin in 2016.

 

The Ariane 6 will be the new main launcher of ESA lifting medium and heavy payloads to space. If all goes as planned the first launch will happen in July 2020 from the European spaceport Kourou in French Guayana.

 

Video animation provided by ESA showing the launch of  an Ariane 6 with four solid rocket motors (AR64).

The design of the Ariane 6 was optimized to get a very reliable and versatile launcher for reasonably low launch costs at the same time. Versatility is guaranteed by having 2 versions of Ariane 6: one with two solid rocket motors (AR62) and one with four (AR64). The AR62 will be well suited for medium sized payloads. The AR64 can lift a heavy payload or two communication satellites as Ariane 5 can do now.

 

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Cutaway model of an Ariane 6 at the Odysseum in Cologne, Germany, provided by the German Aerospace Agency DLR. I am standing in front of one booster. The solid propellant is coloured in brown. The propellant is contained in the booster case. The case serves as a combustion chamber at the same time. These AR6 booster cases will be produced by MT-A in Augsburg.

 

The main component of such an AR6 solid rocket motor is the so-called booster case.   Such a booster case is not only the container for 137 tons (!) of solid propellant, it is the combustion chamber for this propellant at the same time and needs to withstand very high temperatures and pressures. You may remember that steel segments are being used for the Ariane 5 booster cases. Steel is relatively heavy. A different material needs to be used for boosters with lower weight. The choice for the material of AR6 booster cases was made with Carbon Fiber Composite (CFC). Besides from the low weight in comparison to steel CFC has another advantage. The entire booster case can be made in a single piece!

 

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In the Ariane 6 Project Office of MT-A I was allowed to watch this movie showing a test booster case that was produced by MT-A and DLR Augsburg with a new low cost process. It has a diameter of 3.5m as the AR6 booster case will have.  With 6m length it is half of the size of an AR6 booster case. This unit was recently successfully tested. More information about this test is avialable here.

 

As Ariane 6 will need two or even four of these solid rocket motors it is important that the booster cases can be produced with low costs. Therefore MT-A and the German Aerospace Center (DLR) Augsburg have developed a low cost production process called infusion method. The carbon fibers are wounded in dry condition. After the wounding process for the entire case is complete the binding material (Epoxy) is applied. Until now wounding and applying Epoxy had to happen at the same time what is a very complicated and expensive process.

 

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Cut through a piece of test material for a CFC booster case. You can see the single carbon fibers bounded by Epoxy. The CFC technology allows to produced large but very stable units. Thus, the entire booster case can be produced as a single piece. Additionally, the case has a lower weight than a similar case made of steel.

 

Thanks to this innovative new technology and the increased financial contribution of Germany to the development costs of Ariane 6 MT Aerospace will produce booster cases for Ariane 6 in Augsburg. There is a second location for the production of Ariane 6 booster cases in Italy. The Avio Group will produce AR6 booster cases as well as the same-sized cases for the first stage of the Vega launcher.

 

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Me inside of the tank for LOX (Liquid OXygen) of the main stage of the Ariane 6 model at the Odysseum in Cologne. I am standing at the low LOX tank dome, above is the upper dome. Below is the upper tank dome of the LH2 (Liquid Hydrogen) tank. All AR6 tank domes have the same diameter of 5.4m and are made  of a leight-weight Aluminum-lithium alloy.

 

Additionally to booster cases all AR6 tank domes for the main stage and the upper stage will be assembled at MT Aerospace Augsburg. To keep the costs for the production of the domes low they all have the same diameter of 5.4m and can therefore be produced with the same tooling. Up to 11 Ariane 6 launches are planned per year. As 8 tank domes are needed for one Ariane 6 the annual demand could reach 88 domes allowing a series production of the domes.

 

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The upper stage of the Ariane 6 model at the Odysseum in Cologne.  All four tank domes have the same diameter of 5.4m – the same as the domes of the main stage. The same tooling can be used to produce all 8 tank domes of an Ariane 6. All AR6 tank domes will be assembled in Augsburg.

 

MT Aerospace will not only produced booster cases and tank domes for Ariane 6. They will also produce the cylindrical tank sections between the domes. These sections for the upper stage will be combined with the domes made in Augsburg in the new MT Aerospace plant in Bremen. The assembled upper stage tanks will only need to be transported down the road to the Airbus/Ariane Group plant in the neighbourhood in Bremen for further integration.

 

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Me in front of the new MT Aerospace factory in Bremen. The cylindrical tank sections of the AR6 upper stage will be produced here and connected to the tank domes. The tanks will be transported easily to the neighbouring Airbus/Ariane Group factory for integration of the entire upper stage.

 

And these are still not all components that MT Aerospace will produce for Ariane 6. There will be the Aft Bay Cylinder, that will contain the Vulcain main engine of the core stage and serve as connection point for the lower staps for attaching the boosters, too. Additionally, the LOX and LH2 tanks of upper stage and main stage will be connected by Inter Tank Structures made by MT-A.

 

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This graphic by ESA shows in which country the single components of Ariane 6 will be produced. We have marked the contributions by MT-A in red. Note that the graphic may be outdated as it is from 2016.

 

Finally, the Rear Skirts and the Front Skirt Rings of the Ariane 6 Solid Rocket Motors SRM will also be produced by MT Aerospace in Augsburg. Now all components with a MT-A origin are listed in the hopefully case I have not forgotten anything.

 

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The next gerenation is celebrating the Ariane 6 already as can be seen in this picture taken at the Odysseum in Cologne. Hopefully, Ariane 6 will become another story of success with a strong participation by German industry and institutions!

 

To conclude, we can state that MT Aerospace will be a main supplier of components for Ariane 6. Ariane 6 will be another ESA launcher that will have also German origins. We hope that we can contribute a little bit to make Ariane 6 more popular in Germany. As some of you know, I am a big fan of the Ariane 6 launcher: for my #MoonDot missions to the MoonDotStation missions I am always launching with a mini Ariane 6 as you can see in the following video:

 

Additionally, we have several other Ariane 6 models in different scale and with two or four boosters for different purposes.

 

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Launch complex  for Ariane 6 Ariane as seen in an ESA animation. MT Aerospace ist also involved in constructing the real AR6 launch complex in Kourou. We hope to build a mini version of this launch complex with support by MT Aerospace and ESA.

 

Furthermore, we plan to construct a mini launch complex for one of our mini Ariane 6 launchers. A flame trench will be build, a service tower, lightning towers and a mobile gantry very similar to the real ones in Kourou. By coincedence, MT Aerospace is involved in the construction of the real launch complex in Kourou, too. I could tell you more about that now, but this report is long enough already I think. Another time …

 

MitMitarbeitern

Happily I am posing with some MT-A staff in front of models of Ariane 4 and 5. Many thanks for the warm welcome and the great hospitality!

 

Now we (my mission director @SpaceHolgar & yours truly) would like to thank MT Aerospace for the great opportunity of visiting the factory in Augsburg. We were highly impressed by all the information and insights about the production of Ariane 5 and 6 we were allowed to get. We had some fantastic tours in the different halls of the factory. Many thanks for the invitation for another visit after the production of components for Ariane 6 has started before the end of this year 2017. We would love to be back – anytime! 😉

Special thanks go the Mrs. Holsworth for enabling and organizing this great visit including the guided tours. Many thanks and some special greetings are send this way to Augsburg! Dankeschön!

Yours truly,

Mausonaut

Teil 1: Booster segment production for Ariane 5

Teil 2: Tank domes and other things

Ein Blick hinter die Kulissen von MT Aerospace in Augsburg (Teil 3)

Link to English version/Englischsprachige Version

MitAR6s

Stolz präsentiere ich unsere Mini-Ariane-6 (mit 2 Feststoffboostern) bei MT Aerospace neben dem großen Ariane-6-Modell (vier Booster). In der Vitrine sind Modelle von Ariane 1, 2, 3, 4, 5 und eine frühere Version der Ariane-6 ausgestellt.

 

Der Standort von MT Aerospace in Augsburg ist eng mit der europäischen Raumfahrtgeschichte verbunden. Nicht nur für die Ariane-5, auch für die ESA-Trägerraketen Ariane 1, 2, 3 und 4 wurden hier seit Ende der 70er Jahre Teile produziert. Diese Erfolgsgeschichte wird jetzt mit der umfassenden Beteiligung an der Herstellung der Ariane-6 fortgesetzt.

 

OHBAriane6_AllBert

Das große Ariane-6-Modell aus dem ersten Bild oberhalb habe ich schon einmal getroffen. Das war bei meinem Besuch auf der ILA 2016 am Stand von OHB/MT Aerospace.

 

Die Ariane-6 wird die neue große Trägerrakete der ESA sein und hoffentlich 2020 zum ersten Mal vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou im südamerikanischen Französisch-Guayana aus starten.

 

Videoanimation der Europäischen Weltraumbehörde ESA vom Start einer Ariane-6.

Die Ariane-6 ist optimiert um bei günstigen Startkosten gleichzeitig auch vielseitig einsetzbar zu sein.  Dies erreicht man unter anderem damit, daß zum Start zwei oder vier Feststoffbooster verwendet werden können. So wird man die Ariane 6 mit 2 Feststoffboostern als Träger für mittlere Nutzlasten haben (AR62), und die Version AR64 mit 4 Feststoffboostern als Träger für schwerere Nutzlasten oder mehrerer Satelliten gleichzeitig wie jetzt auch bei der Ariane 5.

 

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Schnitt durch ein Modell eines Ariane-6-Feststoffboosters (im Odysseum in Köln stehend, Eigentümer DLR) . Das braune ist der Feststofftreibstoff. Der ist umschlossen von der Boosterhülle, welche auch gleichzeitig als Brennkammer dient. Diese Boosterhüllen bestehen aus Kohlefaserverbundwerkstoffen und werden auch bei MT-A in Augsburg produziert werden.

 

Der Hauptbestandteil eines Feststoffboosters ist die sogenannte Boosterhülle. Diese Boosterhülle ist weitaus mehr als der Behälter für die rund 137 Tonnen(!) festen Brennstoffes, sie ist gleichzeitig auch die Brennkammer für diesen Brennstoff. Und sie besteht nicht aus mehreren Stahlsegmenten wie bei der Ariane-5 (mehr dazu im Teil 1), sondern ist eine einzige Einheit hergestellt aus Kohlefaserverbundwerkstoff.

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Vor einem Bildschirm im Ariane-6-Projektbüro bei MT Aerospace: In einem interessanten Film wird die Beteiligung von MT-A an der Ariane-6 aufgezeigt. Hier ist eine Testboosterhülle zu sehen, welche MT-A zusammen mit dem DLR in einen neuen kostengünstigen Verfahren hergestellt hat. Sie wurde vor kurzem zum ersten getestet – und das mit mit Erfolg. Mehr dazu findet Ihr hier.

 

Da die Ariane-6 zwei oder gar vier dieser Booster benutzen wird ist es wichtig daß die dazugehörigen Boosterhüllen kostengünstig produziert werden können. Daher hat MT Aerospace in Zusammenarbeit mit dem DLR eine neue kostengünstige Herstellungsweise dafür entwickelt – die sogenannte Infusionsmethode. Die Produktion wird vereinfacht da die Kohlefasern für die gesamte Boosterhülle erst trocken in der entsprechenden Form gewickelt wird und dann in einem zweiten Schritt der Binder aus Epoxyharzen von außen eingetragen wird. Damit vermeidet man den bisher üblichen äußerst komplizierten Prozess der gleichzeitigen Wicklung und Einbringung des Bindemittels.

 

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Schnitt durch ein Stück Kohlefaserverbundwerkstoff von einer Testboosterhülle. Man erkennt die einzelnen Kohlefasern. Mit dieser Technologie kann eine Boosterhülle in einem Stück gebaut werden und ist auch noch deutlich leichter als eine Hülle aus Stahl.

 

Dank dieser großartigen technischen Entwicklung und des verstärkten finanziellen Engagements Deutschland beim Ariane-6-Programm wird MT-A so auch Boosterhüllen für die Ariane-6 in Augburg produzieren können. Ein weiterer Produktionsstandort für Boosterhüllen befindet sich bei Avio in Italien.

 

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Im Tank für den Flüssigsauerstoff der Hauptstufe des Ariane-6-Modelles im Odysseum in Köln. Ich stehe direkt auf dem unteren Tankdom, unter mir ist der obere Tankdom vom Flüssigwasserstofftank. Die vier Tankdome der Ariane-6 mit einem Durchmesser von 5.4 Metern werden aus einer Aluminium-Lithium-Legierung bestehen und natürlich in Augsburg produziert werden.

 

Neben den Boosterhüllen werden auch alle Tankdome für die Hauptstufe als auch für die Oberstufe der Ariane-6 bei MT Aerospace in Augsburg produziert werden. Die Herstellung dieser Tankdome wurde wiederum kostenoptimiert. Sowohl die vier Tankdome der Hauptstufe als auch die vier Tankdome der Oberstufe haben den selben Durchmesser von 5,4 Metern und können so mit den selben Maschinen hergestellt werden. Insgesamt sind bis zu 11 Ariane-6-Starts pro Jahr vorgesehen und somit auch ein gewaltiger Produktionsbedarf von bis zu 88 Tankdomen pro Jahr.

 

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Das Modell der Ariane-6-Oberstufe im Odysseum in Köln. Es gibt wiederum vier Tankdome mit einem Durchmessser von 5.4 Metern. Diese können mit den gleichen Maschinen wie die vier Tankdome für die Hauptstufe hergestellt werden – wiederum bei MT-A in Augsburg.

 

MT Aerospace wird aber nicht „nur“ Boosterhüllen und Tankdome für die Ariane-6 herstellen. Auch die zylindrischen Tanksektionen werden von MT Aerospace hergestellt werden. Diese werden dann im neuen Werk von MT Aerospace in Bremen zusammen mit den Tankdomen aus Augsburg zu vollständigen Treibstofftanks zusammengesetzt werden. Von dort können sie dann einfach ins benachbarte Werk von Airbus/Airbus Ariane Group zur weiteren Integration transportiert werden.

 

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Das neue Werk von MT Aerospace in Bremen. Hier werden die zylindrischen Tankstrukturen der Ariane-6-Oberstufe hergestellt und dann mit den Tankdomen aus Augsburg verbunden und dann zum Airbus/Ariane Group-Werk in der unmittelbaren Nachbarschaft geliefert.

 

Dies sind immer noch nicht alle Bauteile, welche MT Aerospace für die Ariane-6 produzieren wird. Weitere Bauteile sind die Struktur am unteren Ende der Hauptstufe unterhalb des großen Wasserstofftanks (Aft Bay Cylinder), in dem sich das Vulcain-Haupttriebwerk befindet. Dort wird auch die untere Halterung für die Feststoffbooster befestigt werden. Die Wasser- und Sauerstofftanks der Hauptstufe als auch der Oberstufe werden werden mit Bauteilen von MT Aerospace verbunden werden (Inter Tank Structure).

 

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Welche europäische Firma aus welchem Land produziert welches Bauteil für die Ariane-6 in einem Schema von der ESA. Die Grafik ist eventuell nicht mehr aktuell da aus dem vergangenen Jahr. Auch haben wir die Beteilungen von MT-A extra mit rotem Rand markiert.

 

Und dies ist immer noch nicht die gesamte Beteilung von MT-A an der Ariane-6! Auch die strukturellen Zylinder unterhalb und oberhalb der Feststoffboosterhüllen (ESR Rear Skirt und SRM Front Skirt Ring) werden in Augsburg produziert werden.

 

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Die junge Generation ist auf jeden Fall schon einmal von der Ariane-6 begeistert – wie hier zu sehen beim Modell im Odysseum in Köln. Möge Ariane-6 ein europäische Erfolgsgeschichte mit starker deutscher Beteiligung werden!

 

So wird MT Aerospace dann auch der größte Zulieferer von Bauteilen für die Ariane-6 sein. Die Ariane-6 wird so also mehr denn je auch eine Trägerrakete mit deutschem Ursprung sein.  Wir hoffen, daß wir ein wenig dazu beitragen können, die Ariane-6 ein wenig populärer in Deutschland machen zu können. Ich selbst bin ja ein großer Fan der Ariane-6: ich starte selbst mit einer Mini-Ariane-6 zu meinen #MoonDot-Weltraummissionen wie hier bei der letzten Mission zur MoonDotStation:

 

Wir haben auch noch weitere Ariane-6-Modelle in verschiedenen Größen und mit zwei oder vier Feststoffboostern.

 

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Ariane-6-Startkomplex in einer Animation der ESA. MT Aerospace ist auch beim Bau des realen Startkomplexes in Kourou involviert. Wir möchten eine funktionelle Miniversion des Startkomplexes bauen.

 

Dazu wollen wir dann noch einen gesamten Miniaturstartkomplex für die unsere Mini-Ariane-6-Raketen bauen. Dazu gehören dann ein Serviceturm, ein Starttisch inklusive Gasablenkschächte (a.k.a Flame Trench), Blitzableitertürme und eine mobile Montagehalle – ganz ähnlich der Startanlage in Kourou. Und auch bei der Startanlage in Kourou spielt MT-A eine wichtige Rolle. Dies jetzt hier genauer zu erläutern würde allerdings den Rahmen dieses Beitrages sprengen. 😉

 

MitMitarbeitern

Einige Mitarbeiter mit mir bei MT Aerospace vor Ariane-4- und Ariane-5-Modellen. Herzlichen Dank für den herzlichen Empfang und die Gastfreundschaft!

 

Wir (mein Missionsdirektor & meine Wenigkeit) möchten uns recht herzlich bei MT Aerospace für die Möglichkeit des Besuches dort in Augsburg bedanken. Das war ein fantastischer Besuch mit Unmengen an Informationen über ein sehr spannendes Thema. Wir würden sehr gerne wieder zu Besuch kommen wollen – jederzeit! 😉

Ein besonderer Dank geht an Frau Holsworth für das Ermöglichen und die Organisation des Besuches inklusive der Rundgänge. Recht herzlichen Dank und allerbeste Grüsse nach Augsburg!

Euer Mausonaut

Teil 1: Herstellung der Boostersegmente für die Ariane 5

Teil 2: Tankdome für die Ariane-5 und mehr

My fantastic visit at MT Aerospace – a main supplier for components of ESA Ariane 5 & 6 launchers (Part II)

Link to German version/Deutschsprachige Version

In part I of my report I had the pleasure to show you how booster segments for the ESA launcher Ariane 5 are being produced by MT Aerospace in Augsburg, Germany. In part II I will talk about other main components for the Ariane 5 that are constructed in the same factory.

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Cutaway model of an ESC-A Ariane 5 upper stage at MT-A (left image) and a real ESC-A upper stage at DLR in Lampoldshausen (right). MT-A is building the inner tank dome of the top LH2 tank.

Let me start with talking about dome structures for Ariane 5 tanks. MT Aerospace one of the leading companies that is producing large domes for the tanks of launchers. Thus, MT-A is producing and assembling most of the tank domes for Ariane 5.

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The tiny me with my mission director @SpaceHolgar in front of an inner tank dome for a LH2 tank of an Ariane 5 ESC-A upper stage. It is made of a single piece of Aluminium.

For instance, the large inner dome of the LH2 (liquid hydrogen) tank of the ESC-A upper stage is produced here. It is made from a single piece of Aluminium and has a diameter of about 4 m. To reduce the weight of the tank dome large pieces of Aluminium are cutted via milling. A stable grid structure is remaining as can be seen in the image above.

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Giant Ariane 5 core stage tank dome. It consists of 8 segments welded together giving the dome a diameter of impressive 5.4 m.

The tank domes for the main stage of Ariane 5 are assembled in Augsburg, too. The domes with a diameter of 5.4 m are significantly larger than the inner dome of the upper stage LH2 tank. Therefore they cannot be produced in one single piece but are assembled from 8 different segments. These 8 segments are welded together in a complicated and challenging process.

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Transport canister for a dome of an Ariane 5 tank. The tank domes are transported in this canister on the road to factories of the Ariane Group in Bremen and Les Mureaux for assembling the entire tanks.  (Published with permission of M. Trovatello, ESA HQ).

The tanks of the Ariane 5 launcher are not assembled at MT Aerospace in Augsburg. The ESC-A upper stage is assembled in Bremen, the main stage tanks in Les Mureaux, France, both in facilities of the Ariane Group (formerly known as Airbus Safran launchers). Therefore the tank domes produced in Augsburg need to go on the road to these factory in special transport canisters. We were lucky to see some of these canisters. A photo of one of these canisters can be seen above. Note, that we needed to get a permission by ESA to publish this image as ESA is the owner of these special transport units.

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I have spotted an SLS poster at the MT-A factory. For more info about this please read the report. 😉

To my surprise I had spotted a small poster of the future heavy launcher of NASA called SLS (Space Launch System) while touring MT Aerospace. The main contractor Boeing is building this giant launcher for NASA to enable spaceflight beyond LEO (Low Earth Orbit).

Some of you may remember that we use the giant SLS in my universe, too. It is the heavy lifter for my American friends to fly to the MoonDotStation. Here is a short video of a launch:

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There is a huge scaled SLS launcher in usage in the Mausonautic Universe by my American friends to fly to our MoonDotStation. Note that MT Aerospace Augsburg is building dome tanks segments for the real SLS of NASA/Boeing.

Back to this universe: We learned that MT-A is a subcontractor and is providing dome segments for the tanks of the SLS main stage as well for the EUS upper stage. These tanks are gigantic in size and have a diameter of 8.4 m. If you want to know more about this topic please have a look here. Did I had the pleasure to spot such a SLS tank dome segment? Well, I am not permitted to deny or confirm this.  😉

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Front skirt for an Ariane 5 core stage. Here are the forward attachment points for the boosters and the large parts of the avionics located. The upper stage will sit on top of the skirt.

Tank domes and boosters are important components for the Ariane 5 launcher. Nevertheless, additional components for the Ariane 5 are produced by MT Aerospace in Augsburg. One big component is the front skirt of the Ariane 5 core stage. This skirt is sitting atop the LOX (liquid oxygen) tank of the core stage and it connects the core stage with the upper stage. The nosecones of the booster are attached here. Additionally, large parts of the avionics for guiding the flight are located in this front skirt. Thus, this front skirt is a very crucial component of the Ariane 5. Almost all things come together here. 😉

Furthermore, some smaller components for the Ariane 5 are produced in Augsburg: small tanks for the core stage, thermal insulation for the boosters as well as the lower connecting ring for the boosters. You see that it is well justified to say that the staff at MT Aerospace Augsburg is building significant components for the ESA launcher Ariane 5. The staff at MT-A can be very proud of this accomplishment.

That is all I want to tell you about Ariane 5 and MT Aerospace. Part III will deal with the future: Ariane 6. Stay tuned for updates!

Yours truly,

Mausonaut

 

Part I: Ariane 5 booster segments

Part III: Ariane 6 and MT Aerospace