Warum mich SpaceX nervt

Der eine oder andere hat es schon gemerkt: Meine Blogs beschäftigen sich vor allem mit dieser Firma. Der Grund ist recht einfach: Diese Firma nervt. Ich will an dieser Stelle mal begründen warum.

Punkt 1: Die Informationspolitik

Wer sich für Raumfahrt interessiert weiß, dass hier heute vieles im Argen ist. Auch bei Trägerraketen wird es schwieriger an technische Informationen zu kommen. Zu sehr dominieren Geschäftsnachrichten die Meldungen. Das Problem bei SpaceX ist dass die Websites zugekleistert ist mit Updates, die technische Angaben verstreut im Fließtext enthält. Vor allem aber sind sie nicht genau. So beziehen sich die Nutzlastangaben der Falcon auf ein zukünftiges „Block II Design“. Die anderen spärlichen Angaben aber auf das „Block I Design“. Daneben stimmen Terminpläne nicht. Launchmanifeste werden dann angepasst wenn jeder merkt dass der geplante Starttermin längst verstrichen ist usw.

Dazu kommt die gebetsmühlenartig wiederholte Leier, wie toll und zuverlässig ihre Rakete oder ihr Raumschiff ist – ganz im Gegensatz zu erreichten 40 % Zuverlässigkeit oder der persönlichen Einschätzung von Musk, dass es eine „70-80 % Chance gibt den Orbit zu erreichen“ für den Jungfernflug der Falcon 9. Wie sollen da erst Kunden auf die Idee kommen diesen Träger zu buchen?

Punkt 2: Die Laienhafte Umsetzung

Ich habe Respekt vor Nationen in der dritten Welt, die alleine ohne Hilfe aus dem Ausland ihre eigene Trägerrakete entwickeln wollen. Dies gilt für Nordkorea, Israel oder Iran, besonders Nationen die auch keine Möglichkeiten ausländisches Know-How ins Land zu holen, wie eben Nordkorea. Jeder weiß dass auch heute eine Neuentwicklung riskant ist. Zu vieles kann nicht am Boden getestet werden, so das Ausbeulen des Vulcain 2 unter Vakuum oder der zusätzliche Drehimpuls der Kühlabgase beim Vulcain 2, die bei Ariane Nachbesserungen notwendig machten.

Die Fehlstarts von SpaceX scheiterten aber an anderen Ursachen, die nichts mit den Risiken eines Jungfernfluges zu tun haben:

• Flug 1: Nicht wieder fest montierte Treibstoffleitung. Das entstehende Leck äußerte sich sogar schon vor dem Start in veränderten Druckdaten – die beim Countdown übersehen wurden!
• Flug 2: Abschaltung des Oberstufentriebwerks durch Schwingungen induziert durch Treibstoffschwappen. Ein klassischer POGO Effekt. Zur Verhinderung dessen gibt es in vielen Oberstufen Prallbleche. SpaceX hatte sie einfach wegrationalisiert.
• Flug 3: Kollision der ersten und zweiten Stufe nach Stufentrennung aufgrund des Restschubs der ersten Stufe. Stufentrennungsraketen, die jede andere in Dienst befindliche Trägerrakete besitzt, wurden ebenfalls eingespart

Verteidiger von SpaceX argumentieren, dass man erst bei einem Träger der so preiswert ist herausfinden muss welche Systeme notwendig sind und welche nicht und dann eben solche Rückschläge eintreten. Doch meiner Ansicht nach zeigt dies nur, dass sie von Raketentechnik keine Ahnung haben. Retroraketen und Prallbleche sind keine Luxusartikel, sei gehören zu den grundlegenden Systemen einer Rakete. Natürlich gibt es auch in der Raketentechnik einige „Nice to have Features“. Die Möglichkeit ein Triebwerk in der Leistung herunter zu fahren um die Beschleunigungsspitze zu senken gehört dazu. Auch die Möglichkeit das Mischungsverhältnis von Oxidator und Treibstoff zu variieren, um möglichst keine Reste in den Tanks zu hinterlassen. Es gibt genügend Triebwerke die dies nicht können. Doch die bei der Falcon 1 weggelassenen Systeme sind „Basics“.

Um einen Vergleich zum Auto zu bemühen:  Ein Auto ohne Klimaanlage oder GPS ist sicher noch fahrtüchtig, aber auch eines ohne Knautschzone, Airbags und Handbremse? Sicher es fährt, aber was passiert bei einem Crash? In China gibt es solche Autos, und die sind natürlich viel billiger, aber bestimmt nicht besser. Vor allem würde sie keiner kaufen, dem seine Gesundheit und Leben wichtig ist.

Dafür gibt es auch keine Entschuldigung. SpaceX lebt nicht auf dem Bismark Archipel. Die Firma ist ansässig in den USA. Sie kann auf Spezialisten einer vorhandenen Raumfahrtindustrie zurückgreifen, Absolventen von Universitäten einstellen, bei denen „Rocket Science“ gelehrt wird und sie kann Aufträge an Firmen vergeben, die schon seit Jahrzehnten Systeme für andere Hersteller entwickeln. Wenn SpaceX nicht auf diese Möglichkeiten zurückgreift, vielleicht weil Spezialisten teurer sind als ungelernte Arbeitskräfte, dann muss sie auch mit den Konsequenzen leben. Es gibt in diesem Geschäft keinen Sonderbonus für Newcomer. Wer scheitert erhält keine Startaufträge (siehe das Aus für die Delta 3). Es gibt dafür auch keine Entschuldigung: Wir sind heute nicht mehr in den 50 er Jahren als viele erste Testflüge scheiterten. Daraus wurde gelernt und Qualitätssicherung eingeführt, Systeme zur Verhinderung von Problemen die nur beim Flug auftreten können und die man am Boden nicht simulieren kann eingebaut. Wenn jemand auf ein Halbes Jahrhundert Erfahrung verzichtet und meint er könne alles besser und einfacher machen, dann ist der in meinen Augen nicht genial, sondern nur einfach ein Trottel.

Punkt 3: NASA Aufträge bedeuten nicht dass die NASA so überzeugt von SpaceX ist

SpaceX hat von der NASA zwei Aufträge bekommen. Das eine ist ein Auftrag im Rahmen des COTS Programms. SpaceX bekommt 278 Millionen Dollar für drei Demoflüge des Dragon Raumschiffs. Davon hat die Firma schon 234 Millionen vor dem ersten Flug erhalten.

Der zweite ist ein Transportauftrag in Höhe von 1.600 Millionen Dollar für 12 Versorgungsflüge zur ISS, bei denen mindestens 20 t Fracht transportiert werden müssen.

Was ist davon zu halten? Nun es ist ein Low-Risk Game für die NASA. Wenn SpaceX erfolgreich ist hat sie für 278 Millionen Dollar ein Versorgungsraumschiff für die ISS entwickelt – Ein Bruchteil der Entwicklungskosten des HTV oder ATV. Das gleiche gilt für die Versorgungsflüge. Wenn SpaceX scheitert, so gibt es immer noch den Mitbewerber OSC, der ein ähnliches Raumschiff entwickelt und ebenfalls einen Transportauftrag erhalten hat. Dass SpaceX durchaus auch von der NASA kritisch gesehen wird, zeigt sich am Preis: SpaceX bekommt 1,6 Milliarden Dollar für 12 Flüge, OSC dagegen 1,9 Milliarden für nur 8 Flüge. Dabei liegt die beförderte Nutzlast gleich hoch. Beide Firmen haben zudem die Option den Auftrag der jeweils anderen noch zusätzlich zu bekommen, wenn diese scheitern sollte So ist für die NASA die Versorgung der ISS gesichert egal ob SpaceX scheitert oder nicht.

Der einzige Kommunikationssatellit den die Falcon 9 transportieren sollte ist inzwischen auch storniert worden: Im Markt ist die Rakete also noch nicht angekommen.

Punkt 4: Die Differenz zwischen Anspruch und Erreichtem

Liest man  die Website und den Users Guide für die Träger durch so hört man viel über Zuverlässigkeit. Zuverlässigkeit durch Einfachheit, Zuverlässigkeit durch Redundanz, Zuverlässigkeit durch Off the Shelf Systeme. Was wurde erreicht? Fehlschläge durch mangelnde Qualitätssicherung, fehlende Systeme. Die Falcon 1 hat eine Zuverlässigkeit von 40 %. Mit Ausnahme der nach 3 Starts eingestellten Delta 3 der niedrigste Wert seit dem Start von Vanguard 1 1957. Für die Falcon 9, die doch eine „engine Out capability hat und die auf der Falcon 1 basiert und so viele Systeme daher schon erprobt hat nimmt selbst eEon Musk als Vorzeigeoptimist eine Zuverlässigkeit von 70-80 % beim ersten Start an.

Die Träger sollen enorm preiswert sein, doch der Startpreis der Falcon 1 steig in drei Jahren um 113 % pro Kilogramm. Auch bei der Falcon 1e wurde schon in zwei Jahren der Startpreis um 46 % angehoben. Sobald der Träger wirklich verfügbar ist scheint wohl erst eine realistische Kalkulation einzusetzen. Dabei entstehen die Preissteigerungen vor allem durch ein rapides absinken der Nutzlast, die viel zu hoch angegeben wird und dann stückweise nach unten korrigiert wird. Auch das verwundert Experten nicht. Soll die Falcon 9 z.B. bei schlechteren Triebwerksleistungen eine viel höhere Nutzlast aufweisen als die Zenit 2 mit ebenfalls zwei Stufen und derselben Technologie – das ist nicht möglich.

Punkt 5: Versuch mich nicht zu verarschen!

Das ist für mich der wichtigste Punkt. Ich lass mich nicht gerne verarschen. Und das tut SpaceX. Es fängt an mit falschen Behauptungen auf der Website und falschen Vergleichen und geht weiter auf wirklich nachprüfbaren Tatsachen. Ich weiß auch nicht wozu dass gut sein soll, denn es klärt sich später in jedem Falle auf. Hier einige Beispiele:

Das Merlin erreicht eine hohe Leistung ohne aktive Kühlung: Das Merlin sollte wie das Kestreltriebwerk Ablativ gekühlt werden, also ohne den Treibstoff einzusetzen: Ich habe bezweifelt dass dies bei einem so großen Triebwerk geht, denn die Technologie wird sonst nur im Niedrigschubbereich eingesetzt (je schlechter das Verhältnis Oberfläche zu Volumen ist, desto höher die Anforderungen). Und in der Tat wurde es nie eingesetzt sondern auf eine regenerativ gekühlte Version umgeschwenkt, weil die Entwicklungsprobleme nicht in den Griff zu bekommen waren – wo bleibt da der Sachverstand

Am 24.1.2009 postet Elon Musk, dieses Foto dass die Anlieferung der ersten Falcon 9 am Cape zeigt. Es ist der Abschluss einer Serie von Updates mit Fotos die die Montage dieser Rakete seit November zeigen. Deutlich zu sehen ist der Triebwerksblock. Es suggeriert: Der Jungfernflug steht bevor, schließlich wird die Rakete nun im Cape aufgerichtet. Dann Monate lang nichts. Nun, ein Jahr nach der ersten Fotostrecke erfährt man dass der Triebwerksblock für die erste Falcon 9 montiert wird – was ist dann aus dieser vorher angelieferten geworden? Damit soll ein Fortschritt vorgetäuscht werden den es nicht gibt. Ich vermute man hat sie wieder demontiert und zu den Tests der Triebwerke ab Juli benutzt – bei SpaceX reichen offensichtlich lediglich 3 Tests der Triebwerke vor dem Jungfernflug (typisch: Vor dem Jungfernflug haben Triebwerke etwa so viele Tests hinter sich wie bei 30-100 Missionen).

Die Nutzlastangaben, die laufend nach unten korrigiert werden. Es ist für jeden der rechnen kann klar, dass die Nutzlastangaben von SpaceX Wunschdenken sind. Selbst wer nicht rechnen kann, der kann vergleichen. Er kann die Falcon 9 z.B. mit zweistufigen Trägerraketen vergleichen, mit ähnlichen oder besseren Leistungsdaten. So z.B. die Titan 2 oder die Zenit 2. Beide beiden leistungsfähigere Triebwerke als die Falcon 9. Trotzdem soll deren Nutzlastanteil höher sein. Mehr noch: Anders als eine zweistufige Zenit soll sie sogar noch die Hälfte der LEO Nutzlast in den GTO Orbit bringen – ein besserer Wert als ihn Raketen mit drei Stufen und kryogenen Oberstufen aufweisen. Das ist physikalisch unmöglich und so muss SpaceX wenn es zum Einsatz kommt nach unten korrigieren:

• Bei der Falcon 1 von 670 auf 420 kg Nutzlast (-37 %)
• Bei der Falcon 1e von 1100 auf 900 kg Nutzlast (-18 %)

Ich wage zu prognostizieren, dass dies noch bei der Falcon 9 einsetzen wird und auch die Falcon 1e noch niedriger wird. Die reale Nutzlast der Falcon 1 habe ich aufgrund der Videos, in denen ich die Brennzeiten gestoppt habe und der Nominalbrennzeit berechnet auf Basis der Nutzlastangeben und des verbliebenen Resttreibstoffs. Ich komme auf nur 350 kg. Wenn die Falcon 1e dieselbe Geschwindigkeit wie die Falcon 1 erreichen soll, wird ihre Nutzlast auch auf 820 kg sinken müssen, sollten meine 350 kg stimmen, sogar noch weiter. Und bei der Falcon 9 sind die Angaben so hoch, dass ich da sogar einen eigenen Blogeintrag dazu geschrieben habe.

Zusammenfassung

Es mag Laien ohne Sachverstand geben, die sich solche Täuschungen gefallen lassen, mich verärgern sie nur und deswegen werde ich auch nicht aufhören falsche Angaben und Verarschungen anzuprangern.