Die Juli 2023 Nachlese zu SpaceX
Es gab ein paar Neuigkeiten zu SpaceX, vor allem aber will ich mich in dieser Nachlese mit einigen Paradoxien beim Starship beschäftigen.
Also es gibt Neuigkeiten zum Starship. Das Starship selbst, also die obere Stufe machte am 27.6.223 einen kurzen statischen Test. Nach einem Post von Elon Musk vom 13.6.2023 ist der nächste Flug 6 bis 8 Wochen entfernt, dürfte also in der ersten Septemberhälfte stattfinden. Mal sehen, er hat auch 2019 schon versprochen das der erste Teststart 2020 stattfindet. Der Test war nur kurz, noch kürzer als der Test der Superheavy im Februar. Viel zu sehen gab es nicht, denn bei McGregor gibt es kein System das Wasser ausspritzt, sodass sofort alles in eine dunkle Staubwolke gehüllt war.
An der Startbasis hat man nun ein „Sprinklersystem“ installiert und getestet (warum nicht vor dem ersten Start, nur weil es jeder so macht darf man es bei SpaceX wohl nicht so machen). Dabei scheint die gewählte Installation, die das Wasser wohl nicht so auffängt wie es sein sollte, dann auch wieder ein Problem zu sein.
Neuigkeiten gibt es auch von der Finanzseite. Demnach hat SpaceX einen Umsatz (so interpretiere ich das Wort „revenue“ von 4 Milliarden Dollar im letzten Jahr gemacht, 8 Milliarden sollen es dieses Jahr sein, davon 40 Prozent von Starlink.
Mich wundert ehrlich gesagt die geringe Summe. Im Juli hat SpaceX einen „Wert“ wenn man die 81 Dollar pro Anteil bei einer Verkaufsrunde multipliziert mit den Anteilen nimmt von 150 Milliarden Dollar. Nur zum Vergleich, Lockheed Martin, beteiligt an ULA und Entwickler der Vulcan Centaur hat einen Börsenwert von 113 Milliarden Dollar und nach Wikipedia im vorletzten Jahr 67 Millairden Dollar Umsatz. Also Börsenwert/Umsatz bei LM 1,68 und bei SpaceX 18,75, um mehr als eine Zehnerpotenz schlechter.
Was noch verwunderlicher ist, ist das Starlink nur 40 Prozent des Umsatzes ausmacht und das obwohl SpaceX inzwischen 95 Starts mit fast 5.000 Satelliten absolviert hat. Also bei knapp 5.000 gestarteten Satelliten nur ein Umsatz von rund 600.000 Dollar pro Satellit und die bringt er auch nur fünf Jahre lang, denn operativ sind nur etwas über 3.700 Satelliten, entsprechend der Designlebensdauer von 5 Jahren. Dabei geht die obige Ziffer von einem Zuwachs von 1 Million auf 2,2 Millionen Kunden 2023 aus. Das Problem: Schon jetzt haben Kunden in US-Ballungsbieten und dort sitzen eben die meisten Kunden, schon niedrige Datenraten und die sanken auch seit Einführung von Starlink, winfach weil die Zahl der Kunden schneller wächst als die der Satelliten – 2022 von 400.000 auf 1 Million, nun prognostiziert von 1 Million auf 2,2 Millionen. Sprich, damit die Datenrate konstant bleibt müsste SpaceX dieses Jahr 110 Prozent mehr Satelliten starten, als sie im Januar im Orbit haben und das schaffen sie nicht. Dabei ist Starlink teuer und dann kann bald ein Wendepunkt erreicht sein, wo die Kunden abwandern wenn die Datenrate nicht den Erwartungen entspricht. Noch interessanter ist natürlich wie viel vom Umsatz als Gewinn übrigen bleibt.
Von den restlichen 60 Prozent des Einkommens dürfte wieder ein guter Teil auf die Regierungen entfallen. Es gab in einem Jahr vier Dragon Missionen, jede generiert 220 Millionen Dollar Umsatz. Die NASA hat schon knapp eine Milliarde für den HLS Kontakt bezahlt, da dürfte auch noch was hinzukommen und dann noch die Starts für NASA, NRO und Co. Was mich erstaunt hat – wir hatten ja auch den Start von Euclid, da hätte man ja die Startkosten veröffentlichen können. Dürfte die ESA aber nicht. Ich vermute mal sie liegen genauso wie die bekannten Startkosten von NAS und DoD weit über den auf der Website angegebenen Preisen.
Nun aber zum Hauptthema des Blogs. Es geht um Paradoxien beim Starship. Es sind zwei wichtige Dinge, das eine ist selbstverständlich, das andere spezifisch für die Wiederverwendung. Das selbstverständliche ist, das jeder Hersteller versuchen wird ein Optimum zu erreichen zwischen Herstellungskosten und Umsatz. Ich nehme mal Transportmittel als Beispiel. Ein Auto wird heute immer noch vor allem aus Stahl gefertigt. Das ist billiger und haltbarer als jedes andere Material das man einsetzen könnte. Das geht, weil die Kunden nicht ihr Auto nach Spritverbrauch kaufen (sonst würden nicht so viele SUV verkauft werden) sondern anderen Kriterien. In der Luftfahrt wo Verkehrsflugzeuge praktisch die meiste Zeit des Tages fliegen und dabei Treibstoff verbrauchen, würde kein Kunde ein Flugzeug aus Stahl kaufen, weil der Treibstoffverbrauch zu hoch wäre. Dort wird seit Jahrzehnten Aluminium eingesetzt, das leichter ist und inzwischen vermehrt auch Kohlenfaserverbundwerkstoffe, die noch leichter sind. Ein geringer Verbrauch an Kerosin ist ein wichtiges Verkaufsargument denn das macht später den Großteil der Gesamtkosten über die Lebensdauer aus.
Einen ähnlichen trend haben wir auch in der Raumfahrt. Dort nahm man wenn wir von der A-4 als Prototyp absehen schon am Anfang Aluminium, auch weil sich die Industrie aus der Luftfahrtbranche entwickelt hat. Die bekannteste Ausnahme war die Atlas die aus Stahl bestand, aber nur unter Innendruck stabil war. Schon ihr Nachfolger, die Titan erreichte dasselbe Leergewicht ohne diesen Trick und das sogar bei getrennten Tanks (die Atlas hatte einen Integraltank, das spart einiges an Gewicht für den Tankabschluss und die Zwischentanksektion ein). Mittlerweile hat man leichtere Aluminiumlegierungen entwickelt und die Li-Alu-Legierung 2195, die SpaceX selbst bei der Falcon 9 einsetzt ist je nach Temperatur zwischen 26 und 40 Prozent leichter bei gleicher Belastung als die damals verwendete Aluminumlegeriung 2219. Kohlefaserverbundwerkstoffe zogen in den Siebzigern zuerst bei Satelliten ein, inzwischen werden viele Strukturteile von Raketen, die nicht mit dem Treibstoff in Berührung kommen, wie Stufenadapter und Verkleidungen aus diesem Material gefertigt und es gibt erste Versuche es auch für Tanks einzusetzen. Die ESA entwickelt die ICARUS Oberstufe für die Ariane 6 die 1 bis 2 t Nutzlast bringt mit diesem Material.
Aber auch hier regiert die Wirtschaftlichkeit. Als eine Ausnahme hatte z.b. die Ariane 1 eine Erststufe aus Stahl, weil als dreistufiger Rakete das Mehrgewicht einen kleinen Einfluss auf die Nutzlast hatte, die Stufe aber so billiger wurde. Ebenso denkt niemand dran die großen Tanks von Erststufen aus CFK zu fertigen, der Mehrpreis lohnt sich derzeit nur bei den Oberstufen.
Das zweite ist die einfache Tatsache das jedes wiederverwendbare Gefährt schwerer ist als ein Nicht-Wiederverwendbares. Man braucht Treibstoff zum Landen, einen Hitzeschutzschild oder Fallschirme, oder Flügel oder ein Turbofan Triebwerk – je nach gewählter Landemethode. Bei der Falcon 9 wo nur die erste Stufe wieder verwendet wirdn liegt die Nutzlasteinbuße je nach Orbit zwischen 25 und 33 Prozent, bei dem Starship sind es nach Users Guide über 50 Prozent für einen LEO und 70 Prozent für einen GTO. Also wäre hier noch wichtiger als bei einer „Wegwerfrakete“ Gewicht einzusparen. Doch was macht SpaceX aka elon Musk, denn was der sagtn wird ja umgesetztn egal wie sinnlos es ist er ist ja CEO und Chefingenieur in einer Person. Man nimmt Stahl als Werkstoff. Keine besondere Stahllegierung sondern die am häufigsten eingesetzte SAE 304, weil sie so preiswert ist (3 Dollar pro Kilogramm anstatt 135 bei CFK). Und nein, das ist nicht im Gewicht vergleichbar mit CFK, genauso wie man Stahllegierungen geeignet für niedrige Temperaten herstellen kann gibt es auch CFK für niedrige Temperaturen. Da die Masse von Tanks mit CFK und die der Superheavy bekannt sind, kann man vergleichen: Mit CFK-Material würden die Tanks 25 t wiegen, tatsächlich wiegen sie mit Stahl 60 t. Dasselbe Material findet man beim Starship wo der Einfluss auf die Nutzlast noch größer ist.
Angeblich wurde Stahl gewählt weil Elon Musk meinte SpaceX könnte ein neuartiges Kühlsystem für das Starship einführen, bei dem der Stahl hoch erhitzt wird, da sein Schmelzpunkt höher liegt als bei Aluminium verträgt er höhere Temperaturen. Aus dem gleichen Grund wird die Unterstufe Superheavy kein oder zumindest ein reduziertes Entry-Burn durchführen, das spart Treibstoff für die Landung. Das ist bei der Falcon nötig weil Aluminium sonst durch die Reibung zu stark erhitzt.
Nur schied dieses System beim Starship schnell als nicht machbar aus, sodass man problemlos noch das Material wechseln konnte, zumindest bei dieser Oberstufe bringt dies wirklich viel Nutzlast denn selbst nach den optimistischen Angaben von Musk werden nur 50 Prozent der Orbitmasse aus der Nutzlast bestehen – bei einer Falcon sind es sicher mehr als 75 Prozent (da die Oberstufenleermasse unbekannt ist, kann man hier nur schätzen). Je höher der Orbit ist desto mehr wirkt sich das aus, bei einem GTO sind es nur noch 15 Prozent, bei der Falcon 9 noch 47 Prozent.
Dabei hat Musk bei der ersten Präsentation des Starships 2016, das damals noch ITS hieß sogar einen CFK-Experimentaltank vorgestellt und setzte damals noch auf CFK. Ich persönlich denke, das Umdenken begann mit der Explosion mit Amos 6 auf der Startrampe. Die Ursache ging von einer CFK-Flasche aus, aber so richtig umfassend konnte man sie nicht mehr rekonstruieren. Ich denke, da dämmerte es den Verantwortlichen das sie das Material noch nicht verstehen und nicht einfach einen etablierten Fertigungsprozess von Aluminium auf CFK umstellen können. Das ist nichts besonderes, immer wenn man etwas neues einführt muss man erst mal Grundlagenforschung betreiben. Die ESA hat vor Genehmigung der Entwicklung der Ikarus Oberstufe erst mal Experimentaltanks bauen und betanken und untersuchen lassen. Aber das dauert und kostete Geld. Beides Faktoren die bei SpaceX knapp sind. Die Zeit ist knapp, weil eigentlich das Starship schon längst die schwereren Starlink 2.0 Satelliten transportieren sollte, die Finanzen sowieso weil ich denke, das bisher Starlink nur ein Zuschussgeschäft war. Bedenkt man das SpaceX bisher nur 3 Milliarden Dollar für die Entwicklung des Starships ausgegeben hat, davon dürfte 1 Milliarde von der NASA stammen die so viel schon für den HLS Kontrakt überwiesen hat, bei einer Rakete dieser Größe, dann kann man auch wenn man wahnsinnig effektiv arbeitet nicht viel für Forschung und Tests ausgeben.
Das zweite Paradoxon sind die Raptors. Sie sollen 1.000-mal wiederverwendbar sein und nur 250.000 Dollar in der Fertigung kosten. Auch hier zuerst mal ein paar Grundlagen. Jedes Triebwerk hat eine längere Lebensdauer als die Normbetriebszeit. Bei vielen Triebwerken die nicht wiederverwendbar sind, habe ich einen Faktor 10 ausgemacht so beim RL10 und dem Vulcain. Sprich: man könnte ein Triebwerk zehnmal wiederverwenden bevor man etwas austauschen müsste. Der begrenzende Faktor sind meist die Turbopumpen denn die enthalten bewegliche Teile. Turbinenblätter rotieren mit mehreren Tausend Umdrehungen pro Minute und treiben ebenfalls rotierende Pumpen über einen Schaft an. Je höher der Brennkammerdruck ist, desto schneller muss eine Turbine rotieren damit die Pumpen diesen Druck aufbauen können. Sich zerlegende Turbinen verzögerten das Space Shuttle Entwicklungsprogramm und führten zu Mehrkosten. Natürlich kann man die Lebensdauer erhöhen wenn man ein Triebwerk wiederverwenden will indem man es schon von vorneherein robuster aufbaut, alternativ tauscht man Teile regelmäßig aus.
Aber Triebwerke arbeiten an der grenze des technisch möglichen und kleine Änderungen haben große Auswirkungen. Das SSME sollte mal 100-mal eingesetzt werden. Doch während der Entwicklung wurde das Shuttle immer schwerer und man kompensierte dies durch eine Steigerung des Triebwerksschubs, der mit dem Brennkammerdruck und damit der Turbopumpenleistung korreliert. Die Triebwerke arbeiteten dann routinemäßig mit 107 Prozent Schub. Diese 7 Prozent mehr Schub führten zu einer Reduktion der Lebensdauer von 100 auf 55 Missionen, also um 45 Prozent. Bei SpaceX soll dagegen obwohl der Brennkammerdruck laufend erhöht wird das Triebwerk immer noch 1.000-mal einsetzbar sein.
So ist es nicht nachvollziehbar das Musk den Brennkammerdruck weiter steigern will. Denn das reduziert die Lebensdauer überproportional. Derzeit arbeiten die Triebwerke mit 250 Bar, geplant sind 300 Bar und Tests sind schon mit 330 und 350 Bar erfolgt. Der einzige Vorteil der sich ergibt ist das die Unterstufe weniger Triebwerke benötigt. Das dürfte die mangelnde Steuerfähigkeit verbessern, denn die wird nur vom inneren Ring gewährleistetet und das reichte zumindest beim Teststart nicht aus.
Vor allem ist es aber paradox, denn höherer Brennkammerdruck bedeutet höhere Anforderungen an die Technik und höhere Produktionskosten.Doch dies sollen ja gerade besonders niedrig sein – 250.000 Dollar pro Triebwerk, zum Vergleich, das experimentelle Prometheus mit weniger Schub soll für 1 Million Euro gefertigt werden und das wäre schon sehr preiswert und dieses ist nicht für 1000 Einsätze ausgelegt. Es macht auch keinen Sinn. Wenn ein Raptor 1.000-mal wiederverwendet werden soll, dann muss es nicht billig sein, denn die Kosten legen sich ja auf 1000 Flüge um. Nur mal angenommen, es wäre zehnmal so teuer also 2,5 Millionen pro Triebwerk. Dann macht das bei 1000 Einsätzen und 39 Triebwerken pro Starship (33 in der SuperHeavy und 6 im Starship) nur Mehrkosten von 87.750 Dollar pro Flug aus, eine vernachlässigbare Größe. Aber es gibt eine viel einfachere Erklärung. Ein billiges Triebwerk braucht man, wenn diese eben nicht 1000-mal wiederverwendbar sind, sondern z.B. von 33 Triebwerken schon beim ersten Einsatz sechs ausfallen. Dann muss ich wahrscheinlich bei jedem Flug neue Triebwerke einbauen und diese sollten wenig kosten. Die 1.000-malige Wiederverwendung beißt sich auch bei den Stückzahlen, weil wenn SpaceX mal pro Jahr 100 Startship Starts durchführt, also mehr als Falcon Starts dieses Jahr, man nur alle zehn Jahre neue Triebwerke bräuchte. Dann nach zehn Jahren die Produktion neu aufzunehmen wird aber sicher viel teurer, als wenn laufend neue Triebwerke gefertigt werden müssen weil sie ersetzt werden. Ich persönlich glaube nicht an die Angabe von 1000 Einsätzen, zumindest nicht ohne Austausch von Teilen.
Das letzte Paradoxon ist die neue Stufentrennung. Wie ich schon vor zwei Monaten schrieb und was dann Elon Musk auch bestätigte scheiterte das neue Konzept der Stufentrennung. (So langsam wird es unheimlich das ich immer als vor Musk weiß…) Das wurde vom Aussetzend er Starlink Satelliten übernommen und dabei sollte sich die Superheavy drehen und das sollte die Verbindung lösen. Hat nicht geklappt. Nun ist eine „heiße“ Trennung geplant, das bedeutet, bevor noch die Superheavy Brennschluss hat zündet das Starship. Diese Trennung gibt es bei der Titan II und vielen russischen Trägern. Sie hat aber für ein wiederverwendbares Gefährt zwei Nachteile. Erstens wird dabei die Verbindung zwischen den Stufen gesprengt, diese Teile müssen also jedes Mal ersetzt werden. Als zweites prallen die Flammen auf den oberen Tank der Superheavy. Weiß man das ein Starship pro Sekunde etwa 4 t Treibstoff in beim Düsenaustritt noch 500 bis 600 grad heißes Gas umwandelt so bekommt man leichte Zweifel. Ob das dem Stahl auf Dauer so gut tut? Also ich habe meine Zweifel. Man kann natürlich einen Thermalschutz anbringen so wies dies bei Raketen gemacht wird die diese Methode einsetzen, doch den kann man nach jedem Flug erneuern, was sich mit dem Konzept einer wiederverwendbaren Rakete ,bei der man möglichst nichts warten muss, beist.
Erneut sehen wir die explosive Mischung eines technikverliebten CEO der für jede dumme Idee zu haben ist, solange sie nur „cool“ ist (das Argument zählte nach angaben von Insidern am meisten bei technischen Meetings mit Musk), aber keine Zeit und kein Geld um die Idee auch vor dem ersten Einsatz auf der Trägerrakete zu entwickeln und auszuprobieren. Und wie bei CFK → Stahl sehen wir dann die Kehrtwende um 180 Grad, von einer Technik die neu ist zu einer die seit Jahrzehnten in der US-Raumfahrt nicht mehr eingesetzt wird, also völlig veraltet ist aber eben einfacher und bei Zeit- und Geldmangel dann eben gewählt wird weil man dann nicht teure Experten brauchen die sich auskennen.
Zuletzt droht noch Ungemach von anderer Front. Die Starlink Satelliten die eigentlich nur im hohen Frequenzband von 10,7 bis 12,5 Ghz arbeiten sollen stören nach einer Studie in Bändern von 110 bis 188 MHz, die für die Astronomie reserviert sind. Sie löschen 100 Prozent der Daten in diesem Band aus. Was jeder befürchtet hat ist nun durch eine Studie erweisen.
Rocket Lab hat einen Marktwert von $3,5 Mrd. und hatte 2022 einen Umsatz von $211Mio. In den ersten 2 Quartalen dieses Jahr kommen sie auf $120Mio.
Der Markt belohnt nun mal Investitionen.
Warum denkst du eigentlich nie an die Electron, die flog schon 35x CFK Tanks (LOX/RP-1) erfolgreich in den Weltraum + ein mal Suborbital. Und das mit CFK Tanks sowohl in der erst wie auch in der Zweitstufe. Einfach zu klein für dich?
Es hat den einfachen Grund, dass Rocketlab auch zu den Firmen gehört, die wenig über ihre Technik publizieren. So weiß man nicht wie viel die Verwendung von CFK brachte, während ich diese Daten von Boeing/NASA / ESA/Airbus habe. Wenn ich abschätzen will, wie viel ein CFK-Tank wiegt brauche ich aber diese Daten.
Es scheint daß Herr Musk nicht die Zeit für sinnvolle Entwicklung hat. Und da kein echter Konkurrent am Start ist, ihn von der Seitenlinie her zu überholen, stellt sich die Frage warum diese Hetze? Die potentiellen Profite, die sich aus den angesprochenen Veränderungen ergeben könnten, scheinen für das Geschäftsmodell, wie immer das auch aussehen mag, weniger entscheidend zu sein als eine schnelle Umsetzung.
Liegt dem ein genialer Plan zugrunde? Hat Elon Musk Informationen die andere nicht haben? SpaceX hat doch z. B. gar keinen „ruinösen“ Verdrängungswettbewerb nötigt der solch eine Strategie erfordern würde. Es gibt doch keinen zweiten der den Orbit mit Kommunikationssatteliten vollmüllen will. Gäbe es irgend etwas im All zu „claimen“ dann würde ich das „Konzept“ verstehen. Aber da ist niemand der SpaceX irgend etwas streitig machen will oder kann.
Die Falcon 9/Falcon Heavy ist zur zeit praktisch Konkurenzlos und damit wird SpaceX klar Geld verdienen. Allerdings kommen in den nächsten Jahren diverse neue Raketen die sich einen Teil vom Kuchen schnellen wollen. ULA Vulcan, Blue Origin New Glenn, RocketLab Neutron, Ariane 6. Da wird es dann nicht mehr so bequem für SpaceX sein, es wird einen Preiskrieg geben.
Hauptproblem ist aber das sie mit dem Starlink Netz derzeit Höchstwarscheinlich keinen Gewinn machen. Um das deutlich auszubauen und potentiell die Kosten zu senken brauchen Sie eine leistungsstärkere und billigere Rakete. Das soll das Starship werden. Zu beachten ist das die nächsten Satelitten-Internet-Konstellationen für „Privatkunden“ auch schon in den Startlöchern stehen. Starlink muß sich jetzt den Markt sichern damit sie in einigen Jahren damit Geld verdienen können.
Die ganze Firma steht je mehr man sich damit beschäftigt auf Tönernen Füßen.
Zu den Geschäftszahlen von SpaceX, da steckt natürlich viel stille Post und andere Ungenauigkeiten drinn. Aber rechnen wir doch mal:
1,500,000 Starlink Benutzer die 60 EUR im Monat zahlen machen rund 1 Milliarde im Jahr.
Dann eine Milliarde für HLS
Knapp eine Milliarde für Crew Dragon
Bleibt eine Milliarde für 25 nicht Starlink nicht Crew Dragon Falcon 9 Starts. Also 44,8 Millionen pro Start. Das ist weniger als SpaceX angibt (67 Millionen).
Mit dem großen anzunehmenden Fehlerbereich kann das mit den 4 Milliarden Umsatz schon hinhauen.
Nur zur ergänzung, da ich die Zahl gerade im Haken Dran Podcast gehört habe. Die US Regierung bezahlt SpaceX 20 Millionen Dollar pro Monat für Starlink in der Ukraine.
Das dürfte nun auch einem realistischen Preis entsprechen, SpaceX wollte ja mal extrem viel für seine Services und kam damit nicht durch. Nach einer kurzen Recherche soll es derzeit 42.000 Terminals mit 150.000 Benutzern in der Ukraine geben.
Starke SpaceX Zahlen und Aktien
Es wird erwartet, dass der Umsatz stark wächst und das Unternehmen seinen Umsatz im Jahr 2023 auf rund 8 Milliarden US-Dollar verdoppeln wird. SpaceX hat mit neuen und bestehenden Investoren eine Vereinbarung getroffen, Aktien im Wert von bis zu 750 Millionen US-Dollar zu einem Preis von 81 US-Dollar pro Aktie zu verkaufen. Das Unternehmen, das bei seinem Zweitverkauf einen Wert von etwa 150 Milliarden US-Dollar hatte, versicherte den Anlegern außerdem, dass es in diesem Jahr voraussichtlich einen Betriebsgewinn von etwa 3 Milliarden US-Dollar erwirtschaften werde.
Der Aktienkurs von Tesla stieg am Montag, 24. Juli, um 2,5%, nachdem das Unternehmen angekündigt hatte, Käufern seiner Elektroautos einen siebenjährigen Kredit zu gewähren. Danach wurde Musk, dem 23 % des Unternehmens gehören, um mehr als vier Milliarden Dollar reicher. Forbes schätzt Musks Nettovermögen auf 242 Milliarden US-Dollar, mit dem Montag ist er erneut der reichste Mensch der Welt. An zweiter Stelle der Liste steht der Chef des Louis Vuitton Moet Hennessy-Konzerns, der französische Geschäftsmann Bernard Arnault mit einem Vermögen von mehr als 234,5 Milliarden US-Dollar, erst danach folgt der Amazon-Gründer Jeff Bezos mit rund 152 Milliarden US-Dollar.
SpaceX neue Effizienzsteigerung ?
Am 30. Juli wurde bekannt gegeben, dass die US-Küstenwache die Genehmigung des Kongresses erhalten hat, ein Pilotprogramm zu starten, das den Einsatz autonomer Schiffe evaluieren und bestehende Navigationsregeln für die Teilnehmer des Programms außer Kraft setzen wird. Einer der interessanten Aspekte dieses Programms ist die Prüfung der Möglichkeit, autonome Schiffe für Weltraumoperationen einzusetzen. Das wäre ein weitere Meilenstein in der Raumfahrt.
Gemäß den Bedingungen des Programms umfassen zulässige Aktivitäten die Fernüberwachung im Zusammenhang mit der aktiven Rettung von Weltraum-Hardwarekomponenten auf unbemannten Schiffen oder Plattformen, Verfahren für den unbegleiteten Betrieb und die Überwachung unbemannter Schiffe oder Plattformen sowie das Testen unbemannter Schiffe ohne physische Schleppleine innerhalb von 12 Seemeilen des Hafens.
Der Beschluss eröffnet neue Perspektiven für SpaceX und seinen Aktienkurs, das sich in Zukunft auf einen autonomeren Plattformbetrieb zur Rettung von Boostern freuen kann. Dies lässt das Unternehmen auf effizientere und automatisierte Prozesse bei der Rettung und Bergung von Trägerraketen nach Weltraummissionen hoffen.
Neuer Treibstoff für elektrische Triebwerke
Grob gesagt hat SpaceX zwischen 25 und 75 Millionen US-Dollar für Krypton ausgegeben, um seine 4.000 Satelliten im Orbit zu befeuern. Die neuen Argon-Triebwerke in den V2-Satelliten sind spürbar rentabler. Argon ist etwa 30-60 Mal billiger als Krypton. Allein der Brennstoff für die gesamte Gen2-Konstellation könnte dem Unternehmen 1,2 Milliarden US-Dollar kosten, während die Kosten für Argon zwischen 50 und 100 Millionen US-Dollar liegen werden. In der Industrie wird Argon als Nebenprodukt der großflächigen Trennung von Luft in Sauerstoff und Stickstoff gewonnen. Außerdem ist Starlink V2 Mini mit neuen Hall-Triebwerken auf Argon zum Manövrieren im Orbit ausgestattet, hat 2,4-mal mehr Schub und 1,5-mal mehr spezifischen Impuls als die Xenon-Triebwerke der ersten Generation.
Bei Spacex schaltet wohl bei der der Verstand ab. Krypton kostete 2017 etwa 23 Euro Pro Kilogramm. Selbst bei der niedrigsten Angabe von Dir wären das 1 Million Kilogramm, also würden dann alle Satelliten nur aus Treibstoff bestehen.
Laut dieser Seite hier: https://www.gasido.de/industriegase/spezialgase/krypton kostet Krypton inzwischen 0,6 bis 0,7 Euro pro Liter Gas unter Normalbedingungen im Großhandel. Bei einer Dichte von 3,749 kg · m⁻³ entspricht das einem Preis von Preis von 160 bis 187 € pro Kilogramm. Von daher halte ich die genannten insgesamt 25 bis 75 Millionen US-$ für Krypton jetzt für nicht so unglaubwürdig. Mit der Fusion von Linde und Air Liquide ist gerade bei den Spezialgasen vor wenigen Jahren ein Monopol entstanden. Zusätzlicher Bedarf – sowohl aus der Energietechnik als auch der Raumfahrt – hat die Preise dann nochmal „beflügelt“.
Konsequent den nächsten Schritt zu gehen und von Krypton auf das noch häufigere Argon umzustellen, halte ich daher von SpaceX für richtig.
Ich habe die Preisangabe aus einem älteren Artikel im Blog (https://www.bernd-leitenberger.de/blog/2019/08/19/xenon-teuer-und-selten/), da muss es jetzt enorm viel teurer geworden sein. Aber seis drum. Der springende Punkt ist das bei einem Ionentriebwerk und einem erdnahen Satelliten man extrem wenig Treibstoff braucht. Rechne ich großzügig mit 1 km/s Korrekturkapazität und einem spezifischen Impuls von 30 km/s so braucht jeder Satellit von 250 kg Masse gerade mal 8 kg Treibstoff, selbst bei 5000 Satelliten also 40 t und damit eher bei 7,5 Millionen Dollar.
Auf der anderen Seite kostet die Umstellung eines Triebwerks (zumindest bei normalen Weltraumfirmen) auch geld, denn da sind langdauernde Tests und eine Neue Qualifikation über die Lebensdauer fällig, das verursacht auch kosten, na ja außer man macht so was aus Prinzip nicht. Im Prinzip können sie auch Stickstoff einsetzen ist noch billiger, wird auch sicher der nächste Schritt sein.
Der heutige (6.8.) Static Fire Test ist ja auch mal wieder eine Frage ob er jetzt erfolgreich war oder nicht. Ich würde sagen nur sehr begrenzt erfolgreich.
Plan von SpaceX waren 33 Triebwerke für 5 Sekunden zünden. Man hat aber nur etwas unter 3 Sekunden „gefeuert“, vor dem zünden oder wärmend der 2,75 Sekunden sind 4 Triebwerke ausgefallen.
Waren allerdings wohl wieder keine aktuellen Raptor Versionen, warum auch immer…
Das Wassersprinklersystem scheint aber seinen Job gut zu erledigen. Es gibt auf den Bildern die man bis jetzt sieht praktisch keine Feststoffe die herumfliegen. Die „Abgaswolke“ war weiß und nicht mehr braun und hat sich schnell aufgelöst. an den Rändern der Betondecken muß man glaube ich noch ein bisschen was machen, aber nix großartiges. Was man leider bisher nicht sehen kann ist ob die Austrittsdüsen des Sprinklersystems das ganze gut überlebt haben.
Ich denke beim ersten Start waren es Raptors mit 250 Bar Druck, mit etwa 1.700 kN Bodenschub. Mit Raptor 2 würde die Rakete mit 15 nm/s beschleunigen, selbst bei Ausfall von dreien immer noch mit 13.5 m/s. Sie steht nach dem Zünden aber nahezu, bis sie so viel Treibstoff verbraucht hat um zu beschleunigen. Das passt zu der Startbeschleunigung mit den Raptor 1 von nur 10,5 m/s bei nur 30 Triebwerken. Würde mich wundern wenn es nun raptor 2 wären. Wenn dem so wäre, Elon Musk würde es uns sicher wissen lassen.
Noch einige Neuigkeiten: Nun wird die Superheavy nach FAA Anträgen 37 Raptors und 3.700 t Treibstoff haben (vorher 33 / 3.400). Starship 1.500 anstatt 1.200 t und die Wahrscheinlichkeit Orbitalgeschwindigkeit (nicht einen Orbit) zu erreichen hat elon Musk wieder von 60 auf 50 Prozent gesenkt. Schon die Stufentrennung wäre ein Erfolg. Tja es sieht so aus, als wären meine und die Berechnungen anderer doch nicht so falsch, nach denen das Starship mit den ursprünglich veröffentlichten Werten nie die angegebene Nutzlast hat. Jetzt ist es schon um 15 % schwerer.
Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=kcfu0T1ysEU&t=131s
Hmm, wie wollen die die 4 zusätzlichen Raptoren beim Booster denn unterbringen? Ist doch jetzt schon ziemlich eng.
Frag SpaceX, ich gebe nur wieder was ich in dem Video gelesen habe. Aber bis zu 39 Triebwerke warden von Elon Musk schon genannt. Das ändert sich dauernd.
Falls es wen interessiert:
https://www.zeit.de/wirtschaft/2023-08/elektroauto-vw-tesla
Volkswagen bei neu zugelassenen Elektroautos in Deutschland Tesla nun überholt.
„Waren allerdings wohl wieder keine aktuellen Raptor Versionen, warum auch immer…“
Warum klingt das immer mehr nach einer Ausrede….?
Da wurden in Boca Chica wieder einmal ein paar Triebwerke laufen lassen. Und sofort bekommen die Jünger der St. Elons-Sekte ein feuchtes Höschen. Ich verstehe nicht, warum man das Ganze nicht realistisch einschätzt: Der letzte Fehlstart ist noch nicht aufgearbeitet. Der FAA fehlen dazu noch obligatorische Berichte von SpassX. Die FAA (SpaceX ist dem Streit beigetreten) ist derzeit durch Umweltschutzorganisationen verklagt. Die Wasserspiele laufen ohne Genehmigung bezüglich des Abwassers ab (nächster Zirkus ist vorprogrammiert). Die NASA rümpft langsam die Nase bzgl. einer Starship-Beteiligung an Artemis. Im Klartext: Der Prügel fliegt gottseidank dieses Jahr nicht mehr und für 2023 ist kein weiterer Flurschaden zu befürchten. Auf den nächsten epischen Sprengversuch werden wir also noch ein wenig warten müssen. Skurill: Auch in der deutschen Wikipedia ist ein heftiger Streit darüber entbrannt. Da träumt ein Musk-Jünger, der einen ähnlichen Nicknamen wie eine bekannte Wissenschafts-Schülerzeitung hat, nach wie vor von der großen Marsbesiedlung und glorreichen Starship-Missionen in den nächsten zwei/drei Jahren und blockt jegliche Verbesserungsversuche zum Thema ab. Schlimm, dass man solche Fanatiker in einer Enzyklopädie nicht aussortiert! Die Russen sind zwar derzeit (zurecht) keine Sympathieträger, aber deren Expertise im Zusammenhang mit dem Scheitern der N1 wäre für Elon in Bezug auf sein Dilettieren mit dem fliegenden Getreidesilo erhellend. Mein Gott: Jules Verne würde sich im Grabe herumdrehen, wenn er wüsste, dass der selbsternannte, kiffende „Chefraketendesigner“ seine Blaupause (Form des Silos) aus seinem Roman „From the earth to moon“ abgekupfert hätte oder sich kaputtlachen, dass es Zeitgenossen gibt, die nicht erkennen, dass diese „Meisterleistung“ eine fatale Fehlkonstruktion in allen Belangen ist.
Sehen wir es doch mal anderes herum. Das Marketingprinzip von SpaceX irgend etwas in die Gegend zu stellen und in die Luft zu jagen funktioniert. Gestern noch in einem kleinerem Youtube Kanal bei einem Block über die Ariane 6 „Der Jungfernfug war zwar nicht perfekt. Aber ich denke das der zweite Flug der höchstwahrscheinlich erfolgreich sein wird stattfinden wird noch bevor die Ariane 6 überhaupt zum Start angesetzt hat“. Selbst wenn man SpaceX und das Starship Projekt Positiv ansieht ist die aussage so natürlich absoluter quatsch. Das einzige was vermutlich stimmen ist das es einen zweiten Flug des Starships geben wird bevor die Ariane 6 startet. Allerdings wird der Ariane Flug praktisch 100% die fertige Rakete sein und das Missionsprofil realistisch sein. Während das Starship ein frühes Entwicklungsmuster mit einem nicht Realistischen Flugprofil sein wird. Die unterschiedlichen Erfolgswahrscheinlichkeiten des Fluges sind dann das nächste Thema…
„Das Marketingprinzip von SpaceX irgend etwas in die Gegend zu stellen und in die Luft zu jagen funktioniert.“
Das Marketingprinzip von SpaxeX ist eher etwas zu bauen, was verfügbar ist und nachgefragt wird, siehe Falcon 9. Starship wir gegenwärtig nicht verkauft, muss also aktuell nicht vermarktet werden. Selbst wenn der erste erfolgreiche Start gelingen wird, wann auch immer, werden wohl zuerst Starlink-Satelliten in den Orbit gebracht. Hier wird Marketing also auch noch nicht nötig sein.
Was Ariane 6 betriff möchte ich so optimistisch sein wie Du. Ja, ein Erfolg würde mich sehr freuen. Allerdings werden auch hier die ersten Starts für Spannung sorgen. Der erste Flug der Ariane 5 war damals für mich persönlich eine große Enttäuschung. Danach wurde aber insgesamt gute Arbeit geleistet. Bei der Vega wiederum hat Arianespace mit der Zuverlässigkeit zu kämpfen. Hoffentlich werden wir solche Probleme bei der Ariane 6 nicht erleben…
Bis es so weit ist könnten aber weitere Aufträge, die für Ariane 6 vorgesehen waren, auf Falcon umgebucht werden. Das passiert immer wieder. Genau an dieser Stelle greift das Marketingprinzip von SpaceX: Verfügbar sein! Früher musste man eine große Rakete (Z.B. Ariane 5) Jahre voraus buchen. Eine kurzfristige Umbuchung wegen der temporären Nichtverfügbarkeit einer Rakete war sehr selten. Heute haben wird andere Zeiten: SpaceX kann relativ kurzfristig eine Alternative anbieten. Zeiten ändern sich, aktuell oft zum Gunsten von SpaceX. Was die Zukunft bringt weiß natürlich niemand.
Gab es nicht vor einiger Zeit eine Diskussion über CFK? Als das Tauchboot Titan in der Nähe des Wracks der Titanic implodiert ist. Mal abgesehen das gesagt wurde das CFK schlecht ist wenn der Außendruck höher ist als der Innendruck CFK also zusammengedrückt wird. Was bei Tanks nicht der Fall ist. Es wurde gesagt das die Qualitätskontrolle nach Produktion schwierig bis unmöglich ist weil es schwer zu sagen ist wie stabil das Werkstück ist. CFK kennt keine Materialermüdung wie Stahl oder Aluminiumlegierungen. Das Material versagt einfach ohne Vorwarnung.
Rocket Lab hat nie einen ihrer Tanks ein zweites mal verwendet. CFK Tanks sind vielleicht für Einmalraketen gut. Für Wiederverwendbarkeit halte ich es nach der ganzen Diskussion für ungeeignet.
Bei Flugzeugen wird es meiner Meinung nach nicht im Bereich der Druckkabine eingesetzt. Es gibt Probleme mit der Qualitätskontrolle und der Verbindung mit anderen Materialien.
Windturbinen setzen in großen Maßstab GFK statt CFK ein und sie haben trotz Jahrzehnte langer Erfahrung Probleme mit Qualitätskontrolle und trotz Inspektion abbrechenden Flügeln.
Das alles lässt vermuten das es gute Gründe gibt CFK nicht bei wieder verwendbaren Raketen einzusetzen. Zumindest nicht in Bereichen wo sie starken zyklisch wechselnden Belastungen wie in Tanks ausgesetzt sind.
„Während der 787-Rumpf aus mehreren hintereinander montierten CFK-Hohlzylindern besteht, besteht ein Rumpfsegment der A350 XWB aus vier untereinander mit Überlappung vernieteten CFK-Paneelen (je eins oben, unten, und an beiden Seiten),[51] die auf Rippen aus einer Aluminium-Lithium-Legierung (Al-Li) befestigt werden. In Längsrichtung verlaufende CFK-Stringer versteifen die Paneele, ein in die Außenhaut integriertes metallisches Gewebe soll gegen Blitzschlag schützen“
https://de.wikipedia.org/wiki/Airbus_A350#Rumpf