Viel Lärm um nichts….
Stellen wir uns vor, Airbus macht einen Testflug des neuen Musters A390. Als er beendet ist, wird die Maschine aufs Meer gebracht, die Testpiloten springen mit einem Fallschirm ab und erklären den Testflug für einen vollen Erfolg, während die Maschine nach wenigen Sekunden in den Fluten versinkt.
Warum lachen Sie? Genau das hat SpaceX vor wenigen Tagen getan. Alle Nachrichtenportale feierten den letzten Start als eine gelungene „kontrollierte Landung“. Es reichte allen für einen Artikel, wobei die einzige Quelle und alle Daten ein Tweed von Elon Musk war das man 8 Sekunden lang Telemetrie von der Stufe an der Wasseroberfläche empfangen habe. Bilder vom Niedergang? Bilder der gelandeten Stufe? Eine Bergung? Oder auch nur eine unabhängige Bestätigung? Fehlanzeige. Selbst wenn der Sender noch 8 Sekunden im Meer aktiv war, ist damit beweisen dass die Stufe ganz herunter kam? Also für mich sinkt die Stufe mit zwei Tanks, die leer sein müssten ziemlich schnell in 8 Sekunden. Da müssten beide Tanks zeitgleich in 8 Sekunden voll gelaufen sein, denn einer alleine würde zum Schwimmen reichen. Ich denke an die Eigenversenkung der Bismarck oder die über mehrere Schotten aufgeschlitzte Titanic und beides dauerte viel länger im Bereich von Bruchteilen einer Stunde bis mehrere Stunden. Natürlich sind die bösen Wellen dran schuld, die haben die Stufe kaputt gemacht. Also ich habe gerüchteweise gehört, das man im Atlantik öfters mit Wellen, auch hohen, rechnen muss.
Was hat SpaceX damit erreicht? Nichts. Sie konnten keine Stufe bergen. Das wäre primär nicht wichtig um sie wiederzuverwenden, sondern um sie zu inspizieren, was es an Beschädigungen gibt, in welchem Zustand sie ist. Sie wissen nun, dass der Sender heil bis zur Meeresoberfläche gekommen ist. Nicht mehr.
Vor allem hat diese Bergung nichts mit dem zu tun was die Firma anstrebt – eine kontrollierte Landung auf Beinen an Land. Nichts anderes macht bei einem Flüssigkeitsantrieb Sinn. Denn der Aufprall auf das Meer ist selbst mit Fallschirm in etwa vergleichbar mit einem Crash von 70 km/h auf die Meeresoberfläche. Oder wer es mal selbst ausprobieren will, einfach aus 35 m Höhe ins Wasser springen, das entspricht der Aufprallgeschwindigkeit der Shuttle-SRB. Das Salzwasser ist korrosiv, wenn man dann wiederverwenden will muss man Tanks aufwändig auf Haarrisse untersuchen, Triebwerke auseinanderbauen und auf Korrosion untersuchen.
Diese Rückführung zum Startplatz hat die Firma aber bisher nicht mal versucht (sie hätten die Stufe ja auch bis einige Kilometer vor die Küste zurückführen können, wenn sie mal eine kleine Startplattform treffen wollen, müssen sie sowieso genaue Flüge erproben. Das hätte ich angenommen, wenn es um die Wiederverwendung geht, aber darum geht es nicht. Es geht um billige Publicity. Denn wie immer bei SpaceX klafft eine Menge zwischen Sein und Schein. Schein ist dass man ankündet Wiederverwendung wäre das Ziel, wie im Flugzeugbau wo man ja auch nicht das Flugzeug nach einem flug wegwirft. Und wenn Musk das sagt, dann klingt dass immer so als wären alle anderen die bisher keine Stufe geborgen haben, saumäßig blöd.
Das Gegenteil ist der Fall. Wiederverwendung wurde mehrmals untersucht. Bei der Saturn V Erststufe, bei der Ariane 1. Bei letzterer hat man es gelassen weil in Windkanalversuchen sich die Stufe durch den Schwerpunkt bei den Triebwerken als instabil zeigte und sich überschlug und bei Fallschirmeinsatz die Gefahr bestand dass Leinen sich verheddern oder reißen. SpaceX hat so was nicht nötig, die haben es erst mal ohne Simulation probiert und bei den ersten vier Versuchen hat es auch die Stufen zerlegt oder sie schlugen schon vorher auf. Trotzdem hat die ESA etwas geschafft, was SpaceX nicht geschafft hat – beim Ariane 1 Jungfernflug wurde die erste Stufe geborgen und begutachtet. Danach lies man es. Die L140 kam auch ungebremst runter, doch weil die Stufe relativ massiv ist hat sie die Wasserung überlebt und wurde dann von einem französischen Marineschiff ins Schlepptau genommen und nach Korou geschleppt.
Der Vergleich mit der Luftfahrt hinkt schon deswegen, weil bei den meisten Passagierflugzeugen die Nutzlast rund ein Drittel der Startmasse ausmacht, der Treibstoff ein Viertel. Wenn man nun auf den Treibstoff verzichten würde, den man zur Landung braucht und die Subsysteme (Fahrwerk) wird die Nutzlast kaum größer. Bei einer Rakete macht die Nutzlast 4% bei der Falcon 9 aus. Die Landung senkt sie um 30% weil man viel Treibstoff zum Landen braucht. Und bei 4% Nutzlast wirken sich schon kleine negative Veränderungen der Treibstoffbilanz stark aus. Nur wenn die Kosten auch um 30% sinken lohnt es sich. Nach verschiedenen Aussagen von Musk ist das derzeit aber ein Nullsummenspiel, die Einsparungen liegen auch bei 20-30%. So gesehen lohnt es sich nur, wenn die Nutzlast sowieso nicht die Kapazität ausnutzt das ist bei den CRS Flügen und den meisten SSO Starts der Fall.
Die Antwort von SpaceX bei einer Kongressanhörung bis 2018 nur 60% der EELV Aufträge abwickeln zu können (und das sind nicht viele) lässt auch eine andere Deutung für die Bemühungen zu: Die Firma produziert anscheinend zu langsam um ihre Aufträge abzuarbeiten. Dagegen würde helfen, wenn sie mal sich auf die Entwicklungen konzentriert die gerade im Einsatz sind und nicht andauernd was neues ausdenkt. Gerade hat man mit der NASA eine Vereinbarung unterzeichnet, dass man im E-2 Teststand in Stennis das Raptor Triebwerk testen will. Nur das gibt es noch nicht ….
Übrigens setzt auch die Luftfahrt auf das Wegwerfprinzip, wenn der Treibstoffanteil extrem hoch wird. Der Raketenjäger Me 163 warf sein Fahrwerk nach dem Start ab und landete auf Kufen und die Bachem-Natter, ein weiterer Raketenjäger ohne Gleiteigenschaften (die Me 163 landete im Gleitflug) wurde gar nicht gelandet: Der Pilot stieg aus und das flugzeug- ging an einem Fallschirm nieder. Also wenn ich Beispiele suche die gegen die Wiederverwendung sprechen, so werde ich auch in der Luftfahrt fündig.
Die meisten Konzepte, die ich für sinnvoll halte und die sich mit der Thematik beschäftigen, haben einen anderen Ansatz: Anstatt eine Stufe mit ihrem Antrieb zu bergen (der bei nahezu leerer Stufe zu schubkräftig ist, auch bei nur einem von neun Triebwerken in der Stufe ) setzt man Flügel und einen Luft nutzenden Antrieb ein. Das ist schwerer als die Beine, doch es wird durch die Treibstoffersparnis ausgeglichen, denn ein Flugzeug kommt mit 30% Treibstoffanteil, denn SpaceX in den Tanks lassen muss, fast um den halben Globus herum anstatt nur 200-300 km zurück zum Land.
Das es primär um Publicity geht zeigt auch die Vorankündigung der Erfolgsaussichten. Beim ersten versuch waren es 5-10%, nun 30-40%. Also ich sorge eigentlich dafür dass die Erfolgsaussichten größer sind, warum probiert man etwas wenn man zu 90% oder 65% wei9, das es nicht klappt? Immerhin: bei der Steigerung um den Faktor 4-6 pro Versuch muss der nächste Versuch dann zu 120-180% sicher klappen!
Was will er denn überhaupt wiederverwenden? Die Triebwerke, die mit Mühe und Not gerade mal einen Flug überleben? Und wenn ein heißes Triebwerk beim Eintauchen schockgekühlt wird, ist es anschließend garantiert Schrott. Was bleibt ist auf 30% Nutzlast verzichten, um statt Wiederverwendung Ausstellungsstücke fürs Museum verkaufen zu können. Ob die dafür wirklich 30% der Startkosten bezahlen? Wohl eher nicht.
@elendsoft: So wie ich das verstehe ist die Wasserung nur ein Zwischenschritt der Erprobung einer Land-Landung ;-). Demnach ist das Ziel der Wasserung auch nicht die Wiederverwendung; sondern die Erprobung der Technologie (dafür muss man die Stufen auch nicht unbedingt bergen können, das kommt auf den „Erprobungsplan“ an). Sollte die Landung je gelingen, so entfällt die „Schockkühlung“ und die Triebwerke wären, nach meinem Verständnis, durchaus wiederverwendbar. Im Sinne einer Erprobung ist es übrigens recht intelligent, die ersten paar Wasserungsversuche weit draussen zu machen. Selbst als Amerikaner wäre ich sehr glücklich, wenn die ihre ersten Teststufen nicht knapp neben den Strand schmeissen, Bernd.
@Bernd: Du hasts im Artikel zwar schon selbst widerlegt, bzw. richtiggestellt; hier nochmal mit Zahlenwerten. Beim Flugzeug macht das Fahrwerk 4%-5% der max. Abflugmasse aus, die Nutzlast ca. ein Viertel (nicht ein Drittel). Somit würde ein Weglassen des Fahrwerks die Nutzlast um 20%-25% steigern. Das wäre sehr lukrativ! (Die entsprechenden „Lösungen“ sind allerdings ausnahmslos bestenfalls als abenteuerlich zu bezeichnen).
@Flugzeugkarle: Wie ich Artikel schon geschrieben habe, hat aber die Wasserung nichts mit dem späteren Flugprofil zu tun, das man ja zumindest von Videos kennt. Wie am Beispiel der Ariane 1 Erststufe erläutert überlebt eine hinreichend schwere stufe einne aufprall auf dem Wasser. Ob sie wiederverwendbar ist ist eine andere Sache. Dass muss man also nicht mit Wasserungstests überprüfen.
Das flugprofil sieht vor die Stufe nach dem Brennschluss mit dem eigenen Treibstoff zurück zum Startplatz zu bringen. Dazu muss man die horizontale Vorwärtsgeschwindigkeit in eine gleich große Rückwärtsgeschwindigkeit umlenken. Dafür braucht die stufe eine Menge Treibstoff, selbst bei geringem Leergewicht und das macht die von SpaceX angegebenen 30% Nutzlasteinbußen aus (ich habs mal durchgerechnet und kam zum selben Ergebnis, allerdings vor spaceX).
Dann muss die stufe präzise zu einem Startplatz gelenkt werden, wo sie kurz vor dem Aufsetzen nochmals kurz das Triebwerk zündet. Kurz, weil der Schub eines Merlins bei einer lleeren Stufe rund dreimal höher als deren gewicht ist, zu früh und sie hebt ab, zu spät und die Aufsatzgeschwindigkeit ist zu hoch. Anders als andere sehe ich das aber als absolut unkritisch an. Die Sojuskapseln landen so seit 40 Jahren.
Mit diesem Flugregime hat das, was bisher probiert wurde nichts zu tun, nicht mal das mit dem genauen Erreichen eines Landepunktes wurde erreicht, denn sonst gäbe es ja Bilder von einem Schif das an dieem nur warten muss.
Hi Bernd,
ich verstehe ehrlich gesagt dein Problem nicht ganz. Sicher, die Firma übertreibt, gibt wenig nachvollziehbare Daten preis und hält ihr Launch Manifest nicht ein. Da bin ich mit dir einer Meinung. Auf der anderen Seite: Die Kunden werden wohl mit der notwendigen Info versorgt, denn mit Sicherheit sitzen dort nicht irgendwelche Typen, die so massiv Mist bauen, dass sie es verpassen, auf missionskritische Schlussfolgerungen zu kommen, die sogar ein deutscher Blog-Autor aus frei zugänglichen Daten aus dem Internet zusammenkratzen kann. (Nicht falsch verstehen, ich schätze deine Arbeit sehr, es gibt KEINE mir bekannte vergleichbare Quelle zu der Arbeit die Du Dir in vielen Beiträgen über SpaceX machst!)
Was ich allerdings tatsächlich glaube, ist die Motivation Musks, mit SpaceX tatsächlich was erreichen zu wollen. Und mit „was“ meine ich die oft wiedergekäute „rapid and full reusability“. Wenn man diese Annahme mal so stehen lässt, ist doch der eingeschlagene Weg ein sehr sinnvoller, oder? Erst die Bremszündung für den Atmosphärenwiedereintritt, dann die versuchte Landungszündung bei Orbcomm (?) und CRS3.
Parallel das Grasshopper Programm um die Landungs- und Steuerungsalgorithmen zu entwickeln.
Meine Frage an Dich: Was würdest du anders machen? Warum so viel Häme für etwas, das kein anderer Rakentenbetreiber versucht und dessen Erfolg jedem Weltraum-Begeisterten das Herz höher schlagen lassen würde?
Eine funktionierende Wiederverwendung wäre wirklich gut. Ob sich das auch finanziell lohnt ist da schon eine andere Frage, siehe Spaceshuttle.
Die für eine Wiederverwendung lohnendsten Teile sind die Triebwerke, der Rest ist von den Kosten her eher Kleinkram. Aber gerade da klemmt es bei dieser Firma. Grundvoraussetzung für eine Wiederverwendung ist, daß die Triebwerke entsprechend oft einsetzbar sind. Einzelne Triebwerke müßten dafür also deutlich länger getestet werden als normale Triebwerke. Sind sie aber nicht, im Gegenteil. Trotzdem sind laut offizieller Darstellung schon Triebwerke ausgefallen, weil sie zu viel getestet wurden. Hier fehlt einfach die Grundvoraussetzung für eine Wiederverwendung. Solange sich das nicht ändert, bleibt es bei Wunschträumen.
Hallo John
Ich messe nur alles mit dersleben Latte. Wer so viel PR macht wie SpaceX sollte auch in der ganz nromalen Informationpolitik genauso vorbildlich sein, d.h. zumindest grundlgende Technische Daten herausgeben, Fehlererläutern, Verzögerungen zugeben etc. Es ist der enorme Gegensatz zwischen Sein und Schein der mich so kritisch macht.
Was ich anders machen würde? Ich würde Schritte in die richtung tun wie die Wiederverwendung geplant ist. Also wenn man eine wasserung plant dann wäre das sicher der richtige Schritt gewesen. Wahscheinlich wäre es dann auch nicht viel Aufwand gewesen einen Fallschirm und airbags zu installieren, dann hätte man selbst bei einer Beschädigung die Stufe bergen können und wäre klüger wie sie danach aussieht.
Wenn ich plante zum Startort zurückzufligen und das wird angestrebt, dann würde ich zumindest mal versuchen mit den Triebwerken den Kirs zurückzulenken, welbst wenn der Treibstoffvorrat nicht ausreicht.
Was ie firma gemacht hat ist die Rakete ballsitisch neidergehen zu lassen. Das der Sender 8 Sekunden langen noch sendete wird dann als voller Erfolg gefeiert. Also ich sehe hier einen enorme Differenz zwischen erreichtem und PR-Kamoagne.
Ich verstehe nicht wie man extreme zugeknöpftheit bei Fakten, nachweislich falsche Angaben ignorien kann und der est, der mehr PR oder ankündigungen ist für bare Münze nehmen kann. Wenn mir jemand bei einer Sache wichtige Informationen vorenthält und bei anderen Dingen lügt, dann glaube ich ihm den Rest eben auch nicht. Meiner Lebenserfahrung nach wird man da auch angelogen.
Zu den Kunden: es gehört heute dazu nicht nur den Kundn sondern auch die Öffentlichkeit zu informieren. Es ist ja nicht so dass die firma besonders sensitive Daten herausgeben kann, aber von der Falcon 9 weiss man nicht mal die abmessungen der stufen oder ihre Masse. Ein „Users Guide“ denn es von allen anbietern (selbst Russen und chinesen) gibt hat die Firma nicht. Gerade wer bei Propaganda so aktiv ist, der sollte auch mit harten Informationen nicht geizen.
Du siehst wieder mal alles besonders tiefschwarz.
1) In diesem Test ging es erst mal darum, die Erste Stufe nach der Separation intakt auf eine langsame Geschwindigkeit herunter zu bremsen und die Landebeine auszufahren. Ist das gelungen – offenbar! (wir müssen uns auf Musk’s Wort verlassen, aber er hat ja bereits angeküdigt, dass es in ein paar Tagen ein Video geben wird). Das ist ein klarer Fortschritt gegenüber den allerersten Tests (mit Fallschirmen, als es die Stufen jeweils zerlegt hat) und dem letzten Test (als die Stufe in eine schnelle Rotation um die Längsachse verfiel). Das ist sicher mehr als „Nichts“. Dass ein Testprogramm Schritt um Schritt fortschreitet, ist auch naheliegend, nicht? Niemand hat je behauptet, man wolle mit dieser Stufe z.B. zurückfliegen und landen.
2) Natürlich wäre es schön gewesen, wenn man die Stufe hätte bergen können. Die Absicht wäre da gewesen, allerdings hat in diesem Fall das Wetter ganz klar nicht mitgespielt – nach Musk hat sich auch die Küstenwache nicht getraut, bei dem Wetter nach der Stufe Ausschau zu halten (oder sie hatten ganz einfach generell keine Lust 😉 ).
3) Nach Musk soll beim nächsten Start versucht werden, die Stufe näher ans Land zu bringen. Sie wird dann wohl immer noch wassern, aber vielleicht kann man sie dann sogar dabei beobachten und/oder bergen. Immerhin darfst du dann nochmals einen Artikel schreiben, in dem du sagst, dass „nichts“ erreicht wurde… Die Landung auf einem Pad ist dann der nächste Schritt danach, ich nehme an, davor werden wir noch einige „richtige“ Tests mit der F9R in New Mexico sehen.
4) Die Sache mit den 30% scheinst du falsch verstanden zu haben. Musk meinte nicht, dass sich die Kosten um 30% reduzieren lassen, sondern dass sich die Kosten langfristig AUF 30% reduzieren lassen. Die Kosten der ersten Stufe machen etwa 70% des Starts aus. Je nach dem, wie häufig sich eine Stufe wiederverwenden lässt, desto näher kommt man diesem Ziel.
5) Gegen die „Langsamkeit“ und immer weitere Verzögerungen wird auch vorgegangen: nichts anderes ist hinter der ständigen Suche nach weiteren Startpads zu verstehen (wie ich ja auch schon geschrieben hatte). Wenn die NASA, DOD, kommerziell internationalen Aufträge auf jeweils ihren eigenen Pads starten, kommen sie sich nicht mehr gegenseitig in die Quere.
6) Ich sehe auch das Problem bei den Prozentangaben bei den Erfolgsaussichten nicht: warum nicht was ausprobieren, wenn man die Stufe bei Nichtstun ohnehin verliert? Man kann nur gewinnen. Musk hat da eine, wie ich meine, sehr gesunde Haltung: wir versuchens einfach mal. Wenns nicht funktioniert, passen wir uns an. Wenn du immer nur Dinge tust, die zu 95% oder zu 99% funktionieren, brauchst du erst viel mehr Geld und wenn dann der Test kommt, kann man sich auch fragen – warum überhaupt noch testen?
7) Ich denke, Musk hat klar gemacht, dass sie Flügel studiert, aber dann wieder verworfen haben. Zu viel Masse, zu wenig Nutzen.
Natürlich ist nicht immer alles eitel Sonnenschein, natürlich überschätzt sich Musk immer wieder massloss bei seinen Zeitplänen (seit wievielen Jahren sollte die Falcon Heavy nun schon fliegen? Bald 3?), aber das ist nicht so tragisch. Wichtig ist, dass er es ernsthaft versucht und bisher – im Schnitt – Erfolg hat: Deutlich tiefere Startkosten, private unbemannte und hoffentlich bald auch bemannte Raumfahrt, Wiederverwendbarkeit, sehr grosse Raketen für Marsflüge… Mir ist es egal, wenn Musk nicht, wie auch schon behauptet, in 10-12 Jahren die erste Hardware auf dem Mars landet. Und wenns doppelt so lange dauert: besser als auf die NASA (oder noch schlimmer: die ESA!) warten zu müssen ist es allemal.
Nein, es geht also nicht einfach „nur“ um Publicity. SpaceX hat in den Jahren tatsächliche Fortschritte gemacht und sich von praktisch Null auf Fähigkeiten angeeignet, die zwar weit verstreut auch schon vorher existierten (DC-X, Kapselbau, Flug zur ISS, Bergung von Erststufen), aber noch nicht in dieser Kombination. Nur deine Kritik ist immer gleich überzogen-bemüht geblieben. Wenn dann mal eine SpaceX-Kapsel auf dem Mars aufsetzt werden wir von dir hier vermutlich lesen: „Alles nur Publicity! Elon hat doch 10’000 Kolonisten versprochen, und alles was er hinkriegt, ist eine jämmerliche unbemannte Kapsel im Marssand…“
Besser hätte ich es nicht sagen können.
@Bynaus:
Meine Kritik ist nicht heftiger als die Übertreibungen von SpaceX. Eher noch relativ wenig, wenn man bedenkt dass sie fast jeden tag Schlagzeilen produzieren. In einer weitgehend gleichgeschlateten Berichterstattung, wo selbst Nachrichtenportale Tweets weitergeben können oder „according to SpaceX“ schreiben müssen denke ich kann man nicht zu wenig auf die Dinge hinweisen die nicht stimmen.
Die NASA hat übrigens auch die Landung beobachtet, aber aufgrund von Problemen keine daten aufgezeichnet, so muss man SpaceX glauben die nicht nur bei den Zeitplänen nicht die Wahrheit sagen. so spricht Musk von 100% Mission Success bei der Falcon 9. Dabei gab es zweimal keine wiederzündung der Oberstufe, weimal Triebwerksausfälle (einer mit Verlust einer Sekundärnutzlast) und einmal eine taumelnde stufe im Orbit. Das ist nicht „Mission SucceSS“, zumindest nicht im NASA Massstab die durchaus Kriterien dafür haben und auch den Begriff „Lost of Mission“ und „Lost of Crew“ unterscheiden können.
bernd, wie richtig deine abneigung gegen diese firma (bzw ihre pr und ihren chef) sein mag, das hat mit dem konkreten fall wenig zu tun.
wenn ich als ing nen versuchsplan mit dem ziel einer senkrechten landung auf grund erarbeiten müsste, dann:
– wäre es zeit- und geldverschwendung ein system mit fallschirmen und airbags zur bergung im wasser zu entwickeln. denn das schmeisse ich nach erreichen meines ziels auf den müll.
– würde mich bei den ersten tests über offenem gewässer primär interessieren:
* in welcher lage und in wie viel teilen ist die stufe (speziell das triebwerk) aufgeschlagen
* hat die wiederzündung geklappt?
* wenn ja, wie waren die brennparameter
* wenn nein warum hat sie nicht geklappt („fehlerspeicher“ auslesen)
dafür reicht ne ordentliche, erfolgreiche telemetrieübertragung.
sollte diese geklappt haben (und da halte ich deine zweifel in ehren), dann war der test aus technischer sicht ein erfolg.
@flugzeugkarke
Nur wissen tut man eben nichts außer einem Tweed und einigen Sätzen bei einer Pressemitteilung. Also ich finde das etwas wenig.
@Alle:
Ich möchte zum wiederholten Mal darauf hinweisen. Dass ich liebend gerne einen Pro-SpaceX Artikel veröffentlichen würde. Also anstatt ellenlange kommentare zu schreiben, fast das in einen Artikel und ab an bl@be …. er.de. Das können gerne auch mehrere sein und jeder wird veröffentlicht versprochen!
Wie meine Gastautoren sicher bestätigen können mische ich mich in die Artikel in keinster Weise ein, verändere sie nicht oder ähnliche. Das einzige as ich bisher abgelehnt habe waren offensichtliche werbungstexte für fremde webseiten.
@Bernd
Auf wie viele Sekunden Einsatzzeit sind die Merlin 1D Triebwerke ausgelegt? Mehr als 10mal sprich etwas mehr als 1800sekunden dürfte man die Rakete im besten Fall sowieso nicht wiederverwenden können oder?
Nach Angaben von SpaceX:
SpaceX’s testing program demonstrated a ratio of 4:1 for critical engine life parameters such as firing duration and restart capacity to the engine’s expected flight requirements.
Quelle:
http://www.spacex.com/press/2013/04/13/spacexs-merlin-1d-engine-achieves-flight-qualification
Also maximal viermalige Soll-Brenndauer, davon gehen noch Hot-Fire Tests und die Wiederzündung beim Abbremsen ab, dann ist man bei maximal drei Einsätzen.
Andere Kerosin-Triebwerke wie das F-1 oder das RD-170 wären ca. 10x wieder verwendbar gewesen. Dagegen fällt das Merlin deutlich ab. SpaceX muss ganz schön verzweifelt sein, der ganze Aufwand und Nutzlastverlust durch die geplante Wiederverwendung und weiche Landung, und dann lassen sich die teuersten Bauteile des Trägers gerade 2 – 3x wieder verwenden. Selbst wenn diese Wiederverwendung technisch tatsächlich funktionieren sollte, woran ich massive Zweifel habe, wird es unter diesen Bedingungen extrem schwer, sie auch wirtschaftlich zu betreiben.
Na irgenwo muss man ja sparen um den Startpreis zu Erreichen, an Lebensdauer, Zuverlässigkeit etc. Getestet wurde nach obigem Link auch gerade mal 28-mal mit einer Gesamtbrenndauer die nicht mal drei Falcon 9 Missionen entspricht.
Ich vermute wenn das Bergungskonzept funktioniert, dann sehen wir ein Merlin 1e und eine Falcon 9 V1.2
@Bernd:
Du schreibst: „Das Flugprofil sieht vor die Stufe nach dem Brennschluss mit dem eigenen Treibstoff zurück zum Startplatz zu bringen. Dazu muss man die horizontale Vorwärtsgeschwindigkeit in eine gleich große Rückwärtsgeschwindigkeit umlenken.“
Erster Satz ist richtig – letzter Satz ist tendenziell falsch. Je nachdem, welche vertikale Geschwindigkeit man nach der Stufentrennung hat und/oder beim Rückbeschleunigungsmanöver noch zusätzlich aufbaut, hat man für den Rückflug zum Startplatz mehr oder weniger Zeit zur Verfügung, als für den Hinflug vom Startplatz bis zum Moment der Stufentrennung. Ich vermute, in den meisten Profilen wird der Rückflug länger dauern – dann ist aber die nötige Geschwindigkeit kleiner als beim Hinflug.
Natürlich hast Du recht damit, dass der Treibstoffbedarf für den Rückflug erheblich ist und sich die Frage nach der Rentabilität stellt dazu unten mehr.
Flugzeug-Prototypen, die nach erfolgreichem Test im Meer versunken sind, gibt es zuhauf. So endeten beispielsweise alle vier Scramjet-Flugkörper der X-51-Testserie im Meer – sowohl bei den beiden „erfolgreichen“ Tests als auch bei den beiden fehlgeschlagenen, bei denen das Triebwerk nicht richtig zündete.
Publicity: Du schaffst es, Dich gleichzeitig über mangelnde Publicity (Zitat: „wobei die einzige Quelle und alle Daten ein Tweed von Elon Musk war“) und übertriebende Publicity zu beschweren. Was von beidem gilt denn nun? M.E. haben wir HIER definitiv den Mangelfall. Tweets der Art: „Wir haben noch acht Sekunden lang nach dem Splashdown Telemetrie-Daten empfangen“ oder das nun online gestellte „Landungsvideo“ mit total verrauschten und kaputten Daten sind doch definitiv KEINE Übertreibung zugunsten von SpaceX. JEDEM in der Raumfahrtbranche ist klar, dass das nicht mehr war als ein Experiment, das möglicherweise geglückt ist.
Missionsplanung: Gerade Du wirfst SpaceX zu recht oft vor, zu ambitioniert zu sein – sowohl bezüglich Fernzielen wie der bemannten Landung auf dem Mars, aber auch bei ganz konkreten Parametern wie dem Zeitplan der Falcon Heavy oder Nutzlast der Falcon 9. Beim Thema „Wiederverwendung“ scheint SpaceX nun Deine Kritik tatsächlich ernst genommen zu haben, und sie probieren tatsächlich nur kleine Schritte – so macht „Grasshopper“ vergleichsweise kleine Sprünge und bei der Testrückführung der Stufen versucht man nur, die Geschwindigkeit abzubauen, um den Wiedereintritt zu überleben, statt auch noch gleich Richtung Startplatz zurückzubeschleunigen. Nur was ist daran schlimm? Gerade Du forderst sonst realistische Ziele. Setzt sich SpaceX diese, ist es auch wieder nicht recht.
Warum war kein Schiff in der Nähe? Nun, weil da eine tonnenschwere Raketenstufe mit Tonnen an hochexplosivem Resttreibstoff runterkommt, von der man zudem weiß, dass sie beim letzten Mal ins Schlingern geriet und die zweite Zündung fehlschlug. Weiterhin herrschte an dem Tag schlechtes Wetter mit hohem Wellengang. Da wäre selbst eine schon „gelandete“, weitgehend leere, treibende Raketenstufe eine große Gefahr für ein sich näherndes Schiff. Von daher ist verständlich, dass die Rakete im „Niemandsland“ nieder ging. Das mit dem Resttreibstoff und der Explosionsgefahr dürfte übrigens ein weiterer der Gründe sein, warum man bei der Mission hier „nur“ abbremste und nicht in Richtung auf besiedelte Gebiete zurückbeschleunigte.
Warum macht man das Experiment trotz widriger Wetterbedingungen? Nun, SpaceX kann sich das Wetter nicht aussuchen. Hätte man CRS-3 wegen schlechten „Landewetters“ abermals verschoben, obwohl die Wetterbedingungen für den Start gerade noch so ok waren (viele Blogs hatten bereits mit einer neuen Verschiebung spekuliert!), dann hätte Bernd sicher die „Schönwetterrakete“ kritisiert.
Macht die Wiederverwendung überhaupt Sinn? Nun, die Falcon 9 ist für viele Missionen zu klein, die Falcon Heavy hingegen zu groß. Der normale Weg wäre, ein oder zwei Zwischenversionen zwischen beiden zu entwickeln, indem man die Booster verkleinert. So könnte man eine Falcon „midheavy“ mit zwei vom Tankvolumen her halbierten Boostern produzieren, die dann auch nur 5 statt 9 Triebwerken tragen. Und eine Falcon „smallheavy“ könnte gar nochmals im Tankvolumen halbiert sein (also 1/4 des Wertes bei der originalen Heavy) und mit drei Triebwerken ausgestattet sein. Die zentrale Hauptstufe bliebe bei allen „Heavy“-Varianten unverändert.
SpaceX probiert nun die Variante, statt kleinerer Booster bei der „midheavy“ stattdessen mit den Boostern voller Größe zu fliegen, aber beide wiederzuverwenden. Kostet zwar mehr Treibstoff, aber weniger Hardware, die im Meer versinkt. Dass die Triebwerke nur eine bestimmte Zahl an Starts durchhalten, wird dadurch gelöst, dass man ab und zu eine vollbeladene „heavy“-Mission hat, bei der keine Wiederverwendung möglich ist. Man muss nur die Landebeine vor dem Start abschrauben, damit diese nicht als Ballast mitfliegen. Und statt der „smallheavy“ plant SpaceX, bei vergleichsweise kleinen Nutzlasten auf der Heavy neben den beiden Boostern auch die Zentralstufe zum Startplatz zurückzufliegen.
Warum geht die Stufe so schnell unter? Nun, dass die Telemetrie schon acht Sekunden nach dem Aufsetzen auf dem Wasser ausfällt, bedeutet ja nicht, dass die Stufe schon untergegangen ist. Zum Ausfall der Telemetrie reicht aus, dass das Salzwasser die (mit hoher Wahrscheinlichkeit außen liegende) Telemetrie-Antenne kurzschließt. Dann gibt es kein Signal mehr.
Fraglich ist allerdings, warum die Stufe überhaupt sinkt. Die Tanks sind ja zum Zeitpunkt der Wasserung überwiegend mit einem Inertgas gefüllt (bei der Falcon 9 wohl Helium), stehen unter Überdruck und sind dicht verschlossen. Der Überdruck sollte auch dafür sorgen, dass die Tanks beim Umfallen der senkrecht „gelandeten“ Rakete den Aufprall auf dem Wasser überstehen. Möglicherweise geht aber auch hier derzeit noch „range safety“ vor „Bergungsmöglichkeiten“ – sprich, die Raketenstufe wird nach dem Aufsetzen schnellstmöglich passiviert, also der Treibstoff abgelassen und im Gegenzug Wasser eingelassen. Dann sinkt die Stufe natürlich.
Denkbar sind natürlich auch Szenarien wie das, dass eindringendes Salzwasser den Selbstzerstörungsmechanismus auslöst. Mangels Bergung der Stufe wissen wir leider nicht, was passiert ist.
Kai
@Kai
Wenn du eine Geschwindigkeit von x m/s hast musst Du, egal wie die vertikale Geschwindigkeit ist, erst mal diese auf 0 reduzieren. Nur für den Rückweg wo Du dann eine Geschwindigkeit von -x2 m/s aufbringen musst hast Du die Wahl. Das optimalste Manöver wäre sofort nach dem Brennschluss zu drehen und gegen die horizontale Bewegung zu zünden, eventuell sogar noch mit einer weiteren vertikalen Komponente, das reduziert x2. Aber X wird immer abgebaut werden müssen.
Bei der Publicity. Du wirst Information und Publicity in einen Topf. Die firma betriebt viel Publicity und geizt mit Informationen. Zu Publicity passen auch Meldungen die es nun gibt:
http://www.spaceflightnow.com/falcon9/009/140430firststage/
Der springende Punkt ist „wenn Kunden es zulassen“….
immherin eine neue Ankündigung gibt es:
Musk said. „If all goes well, I’m optimistic we’ll be able to land a stage back at Cape Canaveral by the end of the year. Assuming that happens, we should be able to refly the main boost stage sometime next year.“
Also Ende des Jahres die erste wiche Landung und nächstes Jahr die Wiedervwerwendung. Das ist sehr optimistisch, weil die stufe für eine Landung auf festem Boden mehr Treibstoff braucht. Der dürfte bei nur 3,5 t GTO Nutzlast nur bei den CRS-Flügen und dem Orbcomm Flug übrig bleiben und davon gibt es noch zwei dieses Jahr. Schon beim Nichtzurückfliegen betrug nach dem Video diesmal die Brenndauer unter 164 s (da trennten sich die stufen im Video, schon vorher sieht man eine Abnahme der Rauchwolken, leider schalteten sie gerade davor die Kamera um) Das sind 16 s Brennzeit weniger als möglich oder rund 35 t nicht genutzter Treibstoff.
Erst mal müssen sie mal primär ihr Launchmanifest abarbeiten, dass dieses Jahr nach 12 Flüge ausweist.
Ihr hebt hier immer auf die zu geringe Lebensdauer / getestete Zuverlässigkeit der Triebwerke ab. Was aber nicht berücksichtigt ist:
Die Wiederverwendung einzelner Triebwerke oder gar einer ganzen Stufe wird sicher noch eine ganze Zeit hin sein. Bisher geht ja alles früher oder später im Meer verschütt.
Aber wenn man denn soweit ist und Stufen geborgen hat, wird man auch die Triebwerke weiter getestet und verbessert haben.
Das die Triebwerke bei den heutigen Starts vielleicht eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit haben, als die der Wettbewerber, ist sicherlich in den Versicherungsgebühren eingepreist. Wer billig fliegen will, muss derzeit auch mit einem erhöhten Risiko leben.
Ich glaube, aktuell ist SpaceX in einer guten Phase angekommen. Die nächsten 2 Jahre dürften bei jedem Start neue interessante Erkenntnisse bringen.
Übrigens die Versicherungen haben das schon einkalkuliert. Die Versicherungsprämien lagen im letzten Jahr durchschnittlich bei 5%, für den Start bei SpaceX wurden 12% verlangt – man rechnet also mit einem mindestens 2,4 fach höheren Risiko. (die Prämie deckt alles bis zum Ende des ersten Betriebsjahres ab, also auch andere Risiken).
Tja, jetzt hats also doch geklappt. Und sogar gleich mit Rückflug zum Startplatz. Hätten einige hier wohl nicht für möglich gehalten… 😉
Der Weg zur wirtschaftlichen Wiederverwendung ist natürlich noch ein weiter, aber SpaceX ist dem nun einen riesen Schritt näher gekommen.
Ich schließe mich Gerry an: Herzlichen Glückwünsch an SpaceX zur erfolgreichen aufrechten Landung auf Land. Sogar verdammt nah zum Zielkreuz 🙂
Überhaupt war der Start letzte Nacht sehr ambitioniert:
– Return to flight in gerade mal 6 Monaten
– Unterkühlte Treibstoffe (mit unterkühltem LOX *und* RP-1 ist m.W. bisher noch niemand geflogen)
– Komplett überarbeitete Rakete (höherer Treibstoffdurchfluss in den Triebwerken, größere Tanks)
– Rückflug der Erststufe zum Startplatz und Landung dort
– Test der Wiederzündung der Oberstufe (im konkreten Fall mit dem absichtlichen Ergebnis einer Deorbitierung, also weniger Weltraumschrott)
Jeder der ersten vier Punkte ist schon für sich genommen eine herausstehende Meldung in einem der Magazine zur Weltraumfahrt. SpaceX leistet das nun alles auf einmal! Der fünfte Punkt ist hingegen nur wegen des zweiten Punkts erwähnenswert: Unterkühltes RP-1 birgt natürlich die erhöhte Gefahr, dass die RP-1-Treibstoffleitung einfriert.
Wie geht es weiter? Nun, in den nächsten 50 Tagen plant SpaceX nicht weniger als drei weitere Starts der Falcon 9. Selbst, wenn es am Ende 60 oder 70 Tage insgesamt werden, ist das eine sehr respektable Startrate! Spannend wird es dann wieder, ob auch der Jungfernflug der Falcon Heavy so ein Bilderbuchstart wird, wie der Jungfernflug der Falcon 9 v1.2 .