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Web Log Teil 497: 6.4.2017 -

6.4.2017: Ein Lobesartikel

Ingolf meinte ich sollte mal einen Artikel ohne Gehässigkeit schreiben. Zugegeben: ich schreibe über das was mich bewegt und das ist meistens der Fall, wenn es nicht so läuft wie es sollte. Das ist ja auch bei anderen Dingen der Fall. Über eine gelungene Premiere kann man weniger schreiben als über eine missglückte. Positive Bewertungen bei Amazon sind meist deutlich kürzer als negative. Ich merke das auch wenn ich mal selbst einen Testartikel schreibe. Aber bitte, heute mal einen nur positiven Blog um gerade diesen Fakt zu verdeutlichen. Ich habe mir überlegt, welche Mission mir wirklich gut gefallen hat. Mir sind einige eingefallen. Einige wie Voyager habe ich hier schon erwähnt. Ich schwankte am Schluss zwischen Mars Express, SOHO und New Horizons. Weil New Horizons die aktuellste ist habe ich mich für sie entschieden.

Eine kosteneffiziente Mission

New Horizons wurde mit einem Budget von 700 Mill. $ umgesetzt, dabei enthalten ist auch die Atlas V 551 PAM-D die alleine 221 Millionen Dollar kostete und der RTG mit Kosten von 75 Millionen Dollar. Das war für eine Raumsonde ins äußere Sonnensystem relativ preiswert. Dies ging nur weil man vieles von bestehenden Raumsonden übernahm, vor allem von Messenger. Es ist ein Glück, das die Mission zustande kam. Das Vorgängerprojekt Pluto Kuiper-Express wurde von der unter Bush neu eingesetzten Administration gekippt,. der Senat bewilligte dann die Mittel für die kleiner New Horizons Mission die trotzdem wenig Zeit hatte: Im Januar 2006 musste sie starten, sonst wäre Pluto nicht zu erreichen. OSIRIS-REx die neueste New Frontiermission kommt trotz kleinerer Trägerrakete und kürzerer Mission und ohne einen RTG auf 1000 Mill. Dollar.

Sinnvolle Experimente

Das wirkte sich auf die Sonde aus. So waren die Sender leistungsschwach und eine Hauptantenne klein. New Horizons sandte so weniger Daten als Voyager aus der gleichen Entfernung. Auch die Instrumentierung musste sorgfältig gewählt werden und entpuppte sich als wohl überlegt. Eine Kamera die Aufnahmen aus der Ferne macht, ein Spektrometer das auch Farbe kann und gleichzeitig multispektrale Aufnahmen macht. Ein UV-Spektrometer das ionisierte Atome der Atmosphäre nachweisen kann, zwei Teilchenspektrometer und einen Staubdetektor.

Tiefschlaf spart Kosten

Von Vorteil für die Missionskosten war, das die Sonde nach einem Jupitervorbeiflug den man auch für einen Test der Instrumente nutzte, die nächsten sieben Jahre im Tiefschlaf befand. Obwohl die Passage an Pluto so schnell ging, das man nur über wenige Tage brauchbare Daten erhielt konnte dank der modernen Computertechnik diese Zeit viel besser ausgenutzt werden. Es entstanden etliche Fotos, auch in Farbe. Sei wurden zwischengespeichert und dann über Monate hinweg übertragen. Auch dies war nur möglich dank kompakten Flash-speichern, auch wenn die Speicherkapazität von 2 x 8 GByte heute von einer billigen Micro-SD Karte übertroffen wird.

Gelungener Vorbeiflug

Die Sonde lieferte beeindruckende Bilder von Pluto, hatte auch noch Glück, die Atmosphäre war noch nicht ausgefroren und konnte so auch untersucht werden. Pluto entpuppte sich als ein Körper wie man ihn bisher nicht kannte. Kaum Krater, Eis das wie Lava Ebenen überflutet. Sein Mond Charon ist wiederum völlig anders. Dunkler und stärker mit Methanablagerung bedeckt. Nach dem Vorbeiflug gab es noch Genug Treibstoff um nun noch ein weiteres Objekt anzufliegen. Der Vorbeiflug am KBO 2014 MU 69 ist für die Jahreswende 2018/19 geplant.

Fazit

Kurzum: eine gelungene Mission, mit vergleichsweise kleinem Budget die uns große Erkenntnisse gebracht hat.

Resümee

Das war nun also ein lobender Artikel. Versteht ihr nun warum ich so wenige davon verfasse?

9.4.4017: Ionenantrieb bei BepiColombo

Derzeit widme ich der Raumsonde BepiColombo. Zum Glück für faule Autoren wie mich hat die ESA den Start ja regelmäßig verschoben, von ursprünglich August 2013 auf Oktober 2018 - zumindest derzeit. Gewisse Ähnlichkeiten zu Nauka und der Falcon Heavy sind nicht zu leugnen.

BepiColombo wird Ionentriebwerke einsetzen. Es sind zwei T6 Triebwerke, die mehrere Schublevel haben. Der minimale Schub beträgt 75 mN, der maximal 145 mN. Mit zwei Triebwerken ergibt sich so ein Stromverbrauch von 2,533 bis 9,256 kW. Die Benutzung von solarelektrischen Ionentriebwerken (SEP) war schon geplant als die Mission 2001 aufgelegt wurde. Damals ging man davon aus, das dadurch die Reisedauer von 6 auf 2,6 bis 3,6 Jahren je nach Träger sinken würde. Davon ist heute nicht mehr die Rede. Obwohl die Raumsonde inzwischen mit einer Ariane 5 anstatt einer Sojus gestartet wird - mit entsprechenden Reserven, da es wohl ein Einzelstart wird, wird die Sonde 7,5 Jahre unterwegs sein. Das ist länger als bei MESSENGER die 6 Jahre unterwegs war. Ebenso sind fünf Vorbeiflüge an Merkur geplant. Bei MESSENGER waren es nur drei.

Eigentlich sollte man mit Ionentriebwerken, wie in der Planung 2001 vorgesehen, die Reisedauer verringern. warum ist dem nicht so bei BepiColombo? Nun eine Erklärung liefert das Orbitdiagramm. Ich habe keines für die aktuelle Missionsplanung. Doch dieses von 2007 zeigt schon die Phasen und ich denke sie treffen auch auf die derzeitige Mission zu. Rot ist jeweils der Teil in dem die Ionentriebwerke aktiv sind. Die Raumsonde startet zuerst in einen GTO-Orbit. Das war damals notwendig, weil die Sonde nach den Planungen 3.065 kg wog und mit einer Sojus 2-1B starten sollte, deren maximale GTO Nutzlast 3.290 kg beträgt. Mit dem eigenen chemischen Antrieb hebt sie das Apogäum der Bahn an und fliegt schließlich am Mond vorbei der sie auf eine Fluchtbahn bringt. Danach dreht sie erst mal eine Runde um die Erde, wobei sie mit den Ionentriebwerken die Bahn so anpasst, dass sie die Erde so passiert, das diese sie zur Venus umlenkt. Es gibt dann zwei Venusvorbeiflüge. Der erste reduziert die Umlaufdauer der Transferbahn auf 225 Tage, der Umlaufszeit der Venus. Der zweite Vorbeiflug bringt sie weiter ins innere Sonnensystem. Nun folgen zahlreiche Umläufe im inneren Sonnensystem, in denen jeweils rund um das Perihel der Ionenantrieb das Aphel absenkt. Schließlich lässt sich BepiColombo von Merkur einfangen. Auch das ist neu, es wird kein Bremsmanöver durchgeführt. Die langsame Absenkung der Relativgeschwindigkeit zu Merkur ist der eigentlich Zwecke des Ionenantriebs.

Warum dauert die Reise zu Merkur nun so lange? Nun eineinhalb Jahre könnte man schon beim Start einsparen. Wenn BepiColombo (was wahrscheinlich ist) als Einzelnutzlast startet, kann die Ariane 5 sie gleich zur Venus transportieren. Die Ariane 5 kann rund 6 t zur Venus transportieren, die Raumsonde ist mit derzeit 4,1 t deutlich leichter. Das zweite ist das die Sonde zwar ein Ionenantriebsmodul hat, aber die Solarzellen dieses Moduls nur 6 kW Leistung in Erdnähe. Selbst wenn die Leistung ansteigt wenn man ins innere Sonnensystem kommt - mehr als 9,3 kW wird man für die beiden Treibwerke nie bauchen.

Nur als Vergleich: die viermal leichtere Raumsonde Dawn hatte Solarpanels mit 11 kW Leistung und fünf Triebwerke. (allerdings geringerem Stromverbrauch). Auch der Vorschlag von 2001 der die geringeren Reisezeiten voraussetze, ging zwar von 6-10 kW Leistung aus, aber damals bei zwei Sonden die jeweils maximal 1.500 kg wiegen sollten. Macht man eine Simulation so ergibt sich, dass wenn BepiColombo beim heutigen Startgewicht von 4,1 t nur Ionentriebwerke nutzen würde sie auch über 7 Jahre brauchen würde. (Diagramm 2).

Bahn nach SimulationDoch wie immer lässt mir das keine Ruhe. Wenn man annimmt, das die Solarpaneele, wenn man sich weiter der Sonne nähert bis zur doppelten Leistung (verglichen mit den 6 kW in Erdnähe abgeben können, (dann muss man beginnen sie schräg zu stellen um die Aufheizung zu begrenzen) dann wäre es mit einer Spitzenleistung von 12 kW auch möglich ein weiteres Ionentriebwerk im reduzierten Schubmodus zu betreiben. Das würde immerhin die Reisedauer auf 6 Jahre reduzieren. Von Nachteil bei diesem geringen Schub ist aber, das man so einen fast kreisförmigen Orbit bekommt. Das würde nun noch weitere Manöver notwendig machen um Merkurs elliptischen Orbit zu erreichen. Da die Ariane 5 aber die Sonde schon zur Venus schicken kann, wäre es konsequent auch diese Bahn als Ausgangsbahn zu nehmen. Dann sieht es deutlich günstiger aus: nach etwas über 5 Jahren hat man die Umlaufbahn von Merkur erreicht und zwar mit den fast exakten Bahnparametern (46,09 x 68,55 Mill km). Was noch fehlt wäre eben die Anpassung der Bahnneigung.

Nutz man die maximale Leistung der Ariane 5 aus, so kann die Bahn sogar noch sonnennäher sein und nach nur 3 Jahren 324 Tagen ist man in einer 46,1 x 89 Millionen km Bahn. Da man diese aber noch anpassen müsste bringt dies keinen Vorteil. Doch ein Venusvorbeiflug könnte auch die letzte Anpassung durchführen. Trotzdem wäre so, ohne Veränderung des Konzeptes der Sonde die heliozentrische Reise verkürzbar. Deutlich kürzere Reisezeiten erfordern dann wirklich deutlich mehr Strom. 11 kW, die Leistung die Dawn hatte, senken sie z.B. nur auf 2 Jahre 250 Tage,

Doch dann wäre die Sonde auch schwerer. Von den 4.100 kg die BepiColombo wiegt sind nur 580 kg Xenon Treibstoff. Hier müssten es 1300 kg sein. Das zeigt, das in der Realität die Planetenvorbeiflügen eben am meisten Geschwindigkeitsänderung bringen. Insgesamt sind es 17 km/s, die beim Flug zum Merkur abgebaut werden müssen. Nur ein Drittel liefert der Ionenantrieb, den größten Teil die drei Vorbeiflüge an Erde und Venus.

Mal sehen ob ich die Ankunft der Sonde noch erlebe, das wird nach den derzeitigen Planungen erst 2026 der Fall sein. Immerhin kann ich mir so viel Zeit mit der Fertigstellung des Aufsatzes lassen...

7.4.2017: Emanzipation - Die Bayernpartei

Als kürzlich mal wieder eine Reminiszenz an die Achtziger sah, fiel mir die deutsche Musik auf. Etwas was mir auffiel war der Wechsel der Themen. Eines davon war das Aufkommen von Gleichberechtigungsthemen. Zum einen emanzipatorische Songs wie "Neue Männer braucht das Land", zum anderen Songs in denen auch Männer Gefühle jenseits von Liebesgeschwafel zeigen dürfen wie Grönemeyers "Männer" oder Purple Schulz: "Ich will raus". Das gipfelte dann in den Neunziger in "Mädchen" von Luci-Elektrik, das man aber auch schon als erstes Lied der Trendwende sehen kann, je nachdem wie man den Text auslegt.

In der Zeit ging es nicht nur um politische und gesellschaftliche Themen wie Abtreibung oder Benachteiligung im Beruf. Es drehte sich auch um ein neues oder ein verbessertes Geschlechterverständnis und eine andere Form der Beziehung, Das ist heute kein Thema weil es sich geändert hat. Dazu trägt auch bei, das viel mehr Frauen als damals in einem Beruf sind und dies nicht nur in dem schlecht bezahlten Sektor wie der typische "Frauenberuf" Arzthelferin oder Friseuse. Heute machen mehr Frauen Abitur und studieren als Männer. Nur noch in der Führungsetage scheint Handlungsbedarf zu bestehen. Seit Jahren wird ja die Quote bei Vorständen in DAX-Konzernen diskutiert. Dafür können inzwischen auch Männer eine Auszeit bei Geburt eines Kinders nehmen. Natürlich ist noch nicht alles erledigt. Frauen verdienen immer noch deutlich weniger als Männer für die gleiche Arbeit. Doch es scheint so als hätte die Emanzipationsbewegung ihre großen Themen verloren.

Ich habe mich mal erinnert wodurch mit die Emanzipationsbewegung in den letzten Jahren aufgefallen ist. Primär natürlich durch die Geldwäsche von Schwarzer mit der fadenscheinigen Begründung sie müsste das Geld in der Schweiz parken, falls sie wegen Verfolgung aus Deutschland flüchten müsste. Wenn sie das wirklich glaubt lässt das tief blicken. Die Frau hält wohl unsere Gesellschaft für keinen Rechtsstaat oder sieht sich als eine Art Freiheitskämpferin, die um ihr Leben fürchten muss. Irgendwie scheinen ihr die Themen zu fehlen. Das letzte, was ich wahrgenommen habe, war der Kampf gegen Prostitution. Wie ich einem Film über Zwangsprostitution entnehme, hat sich in den Augen der Feministinnen hier alles verschlechtert: Die Entkriminalisierung würde Zwangsprostitution fördern. Die Argumentation ist die, das nun ja nicht nur die Prostitution "legal" ist, also siech die Frauen auch normal versichern können, ja sogar den Rechtsweg bestreiten können um Honorare einzuklagen, sondern eben auch die Zuhälterei legal ist, was vorher auch verboten war. Das wird eben bei der Zwangsprostitution ausgenutzt. Allerdings ist das nur ein Teil. Prostitution. Die Frauenbewegung, zumindest die der EMMA und Schwarzer vorstehen, wollen gar keine Prostitution. In Diskussionen beschreiben sie die Frauen immer als Opfer, sogar wenn in der Runde aktive Prostituierte teilnehmen die für sich sagten das sie sich nicht als Opfer sehen und diesen "Beruf" aus freien Stücken nachgehen. Das hat für mich was befremdliches an sich, vergleichbar dem Sozialismus, wo "die Partei" immer recht hat, selbst wenn jeder sieht das dem nicht so ist.

Dabei hat sich durchaus auch was verschlechtert. In den Achtzigern waren für die D-1 Mission auch Rauen in der Endauswahl für die Astronauten. Nun muss man für dieses Ziel eine private Webseite aufsetzen die Spenden dafür sammelt. Wie die "Gewinnerin" dann mal ins All kommen soll, bleibt für mich offen. An und für sich finde ich es schon blamabel. Wir haben mittlerweile knapp ein Dutzend Deutscher die ins All flogen und alle waren Männer. Bei anderen Ländern sieht es da besser aus. Frankreich brachte schon in den Neunzigern die erste Astronauten ins All.

Seit 10 Jahren erfreut sich "Germanys next Top Modell" großer Beliebtheit. Es gibt Tausende von jungen Frauen die zu den Castings kommen, obwohl ja jeder weiß das danach nicht die große Modellkarriere winkt. bis vor wenigen Jahren war es auch so, das die Teilnehmerinnen außer der Siegerin am Ende der Show mit nichts da standen obwohl sie Monate ihrer Zeit geopfert haben. Obwohl das Format davon lebt, die Frauen eigentlich von ihrer schlechten Seite zu zeigen, ist es sehr erfolgreich und wie der Teilnehmerdrang zeigt, nicht nur beim Zuschauer sondern auch bei den Frauen. Ist das Emanzipation, wenn man als Lebensziel es sieht, auf das Äußere reduziert zu werden?

Vor einigen Jahren wurde das noch gesteigert, da brachte Pro 7 mal einen Wettbewerb um das "Sommermädchen". Auch hier mit Ausschlussverfahren, nur eben andern "Challenges". Bei einer dürften zwei "Checker" die niemand kannte die Mädchen deren Outfit ihnen nicht passte, in den Pool schubsen. Preis: Ein Fotoshooting bei der FHM! Vorher dürfte sich schon Til Schweiger mit seiner "Mission Hollywood" beweisen. Bei der es angeblich um eine Hollywoodkarriere ging (real: eine Nebenrolle in einem der nächsten Til Schweiger-Filme). Auch hier gab es nur Kandidatinnen und alle Szenen die sie spielen sollten hatten mit Erotik oder Zweideutigem zu tun.

Ich wage die Prognose: in den Achtzigern wäre so was nicht möglich gewesen. Dafür dürfte man damals noch Mohrenkopf und Negerkuss sagen. Daraus schließe ich, das Frauen heute eher diskriminiert werden dürfen als Mitmenschen mit dunklerer Hautfarbe.

Das zweite was mir auffiel war die CSU. Man hörte ja in den letzten Wochen nicht mehr viel von ihr. Angesichts des Erfolgs von Schulz, zumindest bei den Umfragen hat Seehofer die Parole ausgegeben wohl nicht mehr dauernd der CDU in die Beine zu grätschen. Doch letzte Woche brachte sie sich nochmal in Erinnerung. Bei der Abstimmung im Bundesrat über die Maut. Da einige Bundesländer dem nicht zustimmen wollen, drohte Bayern mit der Kürzung von Zahlungen in den Länderfinanzausgleich. Die SPD versuchet das noch schönzureden. Es wäre Bestandteil des Koalitionsvertrages und Seehofer freut sich in so unverschämter Weise, das Extra das sogar mit Marlon Brando beim Paten vergleich., (hier ab 1:34, sehenswert!). Dabei will die Maut wirklich keiner außer der CSU Spitze, ich glaube nicht mal ein Großteil der Wähler, denn die haben ja auch nur einen Mehraufwand weil auch sie erst mal eine Plakette kaufen müssen auch wenn sie das später wieder zurückbekommen. Die Position der SPD ist noch unverständlicher. Was hat das mit dem Koalitionsvertrag zu tun? Denn es geht ja um den Bundesrat, nicht den Bundestag. Dort wurde sie mit den Stimmen der SPD durchgesunken. Wenn aber die Bundesländer nicht mehr nach ihren eigenen Willen abstimmen dürfen, dann könnte man ihn ja gleich ganz abschaffen.

Auch der CDU schadet die CSU. Nicht nur mit dauernden Angriffen gegen Merkel, sondern es macht sie unglaubwürdig. Schließlich hat Merkel beim Duell 2013 gesagt "Mit mir wird  es keine Maut geben". Versprochen und gebrochen. Nun gibt es ein CDU Wahlprogramm und ein "Bayernprogramm". Es steht dann zu befürchten, dass am Schluss die extremen Positionen dieses Bayernprogrammes Bestandteil der Koalitionsvereinbarung werden, wenn die CDU wieder regiert. Schon bei der Europawahl nahm ich in den CSU Spots nur dauernd wahr was diese Partei für Bayern tun will. Was bitte hat Bayern mit Europa zu tun? Wo sind die Positionen der CSU zu den Problemen die Europa hat?

Meine Meinung: Die CDU sollte auch in Bayern auftreten und die CSU im restlichen Bund. Ich sehe da sogar einen Nutzen für die CDU. Die CSU hat eindeutig rechte Position, weitaus rechter als die der CDU. Die Aktionen gegen Flüchtlinge sollen ja gerade die AFD in Bayern wo dieses Jahr auch gewählt wird nicht hochkommen lassen. Auch wenn die CSU übel ist, so ist sie doch noch um einiges besser als die AFD. Sie könnte ihr so viele Stimmen entziehen das diese unter die 5% Grenze fällt. Wir haben das ja auch im Linken Lager wo sich die Linke am Rand neben der SPD etabliert hat. Die Grünen waren ja mal da dran und nun sind sie ... irgendwo in der Mitte.

Wenn ein Vorhaben zum Dogma wird

Hand aufs Herz, woran haben Sie gedacht als sie die Überschrift lasen? Also mir fallen da so Dinge ein wie der Kommunismus, aka "Real existierender Sozialismus", der ausging die Arbeiter aus der "Knute des Kapitals" zu befreien und alles wird besser und damit endete das am Schluss es hieß "Die Partei hat immer recht". Wobei "die Partei" ja nun nicht alle Parteimitglieder sind, die demokratisch die Meinung zusammen bilden, sondern nur ein kleiner Führungszirkel oder oft auch nur eine Person.

Ich muss auch an die Inquisition denken, die mal startete die Reformation zu bremsen und "Ketzer" in die Kirche zurückführen sollte. Sie wandelte sich zu einer Verfolgung von allen "Andersartigen" aus und förderte das Denunziantentum. Schließlich ging es gar nicht mehr um Ketzer sondern darum "Seelen zu reinigen" die vom Teufel  besessen oder zumindest vergiftet waren. Das führte zur Hexenverfolgung. Den Teufel hat niemand habhaft werden können, doch alle wussten, das es ihn gibt und der eine oder andere hat ihn auch gesehen. Eine Historikerin verglich das mal mit unserem Wlan - wir können es auch nicht sehen, aber wir wissen das es es gibt.

Kurzum: wenn man etwas verbissen betreibt, selbst wenn es mal gut ist, dann wird es oft zum Dogma und meistens schlecht.

Dogma 100% Wiederverwendung

Doch es geht heute nicht um gesellschaftliche Strömungen sondern etwas anderes. SpaceX hat nun nach der ersten Wiederverwendung einer Stufe angekündigt auch die Oberstufe bergen zu wollen. Außerdem kann man nun die Einsparungen doch genau beziffern, auch wenn das einige bezweifeln. Aber zuerst einmal zum ersten.

Musk: “fairly confident we can reuse (the) upper stage, too, by late next year to get to 100%” . Ach ja die Muskträume. Wenn man schon für die Falcon Heavy, die 18 Monate nach der Ankündigung fliegen sollte, 48 Monate mehr braucht, würde ich mal drauf tippen, das man das nicht in eineinhalb Jahren erreicht. Ich würde sogar draufwetten, aber ich habe ja schon eine wette laufen und ich glaube das nicht mal SpaceX Fanboys der Aussage noch glauben. Gwynne war auch der Meinung man brächte 5 Jahre dafür. " Gwynne Shotwell said at last August’s Conference on Small Satellites at Utah State University that it could take five years to field a reusable upper stage " - Verlust an Realität ist ja auch ein Kennzeichen eines Dogmas. Aber beschäftigen wir uns mit der Technik.

BergungDie erste Stufe wird bei Wiederverwendung nach SpaceX Angaben (bei Seebergung) bei 8000 km/h abgetrennt. Bei der Oberstufe sind es bei einer erdnahen Umlaufbahn 28.000 km/h und bei einer Standard-GTO-Bahn fast 37.000 km/h. Das bedeutet das die Anforderungen deutlich höher sind. In jedem Falle reicht eine Isolation, wie bei der ersten Stufe, nicht aus. Den Grafiken zufolge will man mit dem Kopfende zuerst in die Atmosphäre eintreten. Diesen Teil wird man mit einem Hitzeschutzschild versehen müssen. Bei Exomars wiegt der Schutzschild von 2,4 m Durchmesser 80 kg. Doch Exomars tritt mit nur der halben Geschwindigkeit in die Marsatmosphäre ein. Nimmt man die doppelte Masse für den Schild an und skaliert man auf den Durchmesser von 3,66 m. so bedeutet das ein Zusatzgewicht von 360 kg. Wahrscheinlich mehr, denn man benötigt auch eine Basis in die man die Platten anbringen kann. Einfach so auf die Oberhaut aufkleben geht bei den Belastungen nicht. Üblich ist ein Wabengewebe als Basis. Mit den Vertiefungen gibt es die Möglichkeit, die Platten zu fixieren. Aber auch der Rest wird mit - wenn auch nicht so hochtemperaturfestem Gewebe überzogen werden müssen, um eine Erhitzung des Metalls zu verringern. Das dürfte dieses zwar überleben, aber es könnten sich so Spannungen, Risse oder Materialermüdungen bilden und die will man sicher verhindern. Bei Exomars wiegen die Platten der Backshell (für niedrige Temperaturen) 20 kg bei rund 4,5 m² Fläche. Bei der Zylinderfläche der Oberstufe (3,66 x 9,00 m) sind das 460 kg. Zusammen also (ohne verstärkte Struktur für den Hitzeschutzschild sind das schon 820 kg.

Das klingt nach wenig und wie schon gesagt, es ist eine optimistische Schätzung, wie Musk selbst andeutet muss man dafür die Stufe umdesignen, was man auch letztes Jahr noch vorhatte, bevor Musk den Marstransporter zum wichtigsten Ziel erklärte. Der ist nun nach einigen Monaten (und ohne Aussicht das Trump Musks Marspläne finanziert) nicht mehr so wichtig. (Musk tweeted last July that was “really tempting to redesign (the) upper stage for return,” but that it was probably best to focus on the development of a more powerful rocket the company intends to use for human expeditions to Mars.) Alle Zitate aus dem zuerst verlinkten Spaceflight Now Artikel. Kurzum: ich rechne damit, dass die Stufe  deutlich schwerer wird. Derzeit hat sie nach Musks Angaben ein Strukturverhältnis von "nahezu 25" Nehmen wir mal 24 an, den Treibstoff kann man berechnen da spezifischer Impuls (348 s), Schub (934 kN) und Brennzeit (369 s) angegeben sind. Man kommt auf 108.650 kg und damit auf eine Leermasse von etwa 4.724 kg. Wir wissen, das bei der Bergung der ersten Stufe diese die Nutzlast um mindestens 15% absenkt. Der Grund liegt im Treibstoff den man braucht um zu landen. Weniger Treibstoff wird es bei der Oberstufe nicht sein. Die Abschätzung ist aber schwierig, ich will trotzdem ein paar Zahlen in den Ring werfen:

Bergung 2Modelliert man eine Nutzlasteinbuße von 15% bei gleicher Endgeschwindigkeit mit dem  Strukturfaktor von 30, der für die Stufe angegeben wird so müsste bei gleicher Endgeschwindigkeit die Stufe bei Seebergung mit 38,2 anstatt 17,2 t Leergewicht abgetrennt werden. Selbst SpaceX gibt an das die Stufe vor der Landung noch 67.000 lbs = 30.400 kg wiegt. Das lässt entweder auf noch größere Reserven bei der Landung schließen, oder man den Strukturfaktor von 30 nicht erreicht. Wenn zugunsten von SpaceX annehme, das die Stufe nach der Landung noch 24 t wiegt (von 30,4 t gehen noch etwas ab, da die Angabe 10 s vor der Landung ist und sie zu dem Zeitpunkt noch 320 km/h schnell ist) dann entspricht das 47 t bei Abtrennung und 15 % weniger Nutzlast, also fast 100% mehr. Das verbietet sich für die Oberstufe, die Nutzlast wurde dann bei GTO Missionen ins negative gehen, Selbst wenn ich keinen Treibstoff für das Erreichen des Landeortes sondern nur für die Endphase der Abbremsung vorsehe, bin ich bei 13% mehr Gewicht, dazu käme, wie man an den Abbildungen sieht noch Tanks und Triebwerke - es ist ein neues System, das Merlintriebwerk ist gar nicht mehr zu sehen, was wundert, weil an der ersten Abbildung erkennbar ist das der Zwischenstufenadapter der es verbergen könnte schon abgetrennt ist. Er verbleibt auch normalerweise bei der Erststufe, da es dumm wäre den schweren Adapter weiter als nötig ins All zu bringen. Kurzum: das wird eine neue Stufe, vielleicht mit einem einziehbaren Triebwerk oder zumindest einer ausfahrbaren Düse. Leichter wird sie so aber auch nicht.

Zurück zum Bremssystem: Nehme ich nur Treibstoff, dazu Tanks und Triebwerke und die Landebeine so würde ich im absolut günstigsten Fall würde ich mit mindestens 20 % mehr Masse rechnen, das wären dann weitere 1.110 kg addiert.

Zuletzt muss die Stufe deorbitiert werden. Ich vermute man wird nicht dafür das Merlin 1D nehmen, weil dies je nach Mission, erst Stunden nach dem Start der Fall ist und bis dahin könnte der flüssige Sauerstoff schon verdampft sein. Zudem hat man ja für die Landung schon Triebwerke an Bord. 100 m/s Abbremsung müssten es schon sein, das ist in etwa das was bei bemannten Missionen so anfällt wenn Shuttles zur Erde zurückkehrten. Addiert bei einem spezifischen Impuls von 3200 m/s nochmals 240 kg., Zählt man alles zusammen dann ist man bei knapp 2.170 kg oder 46 % der Masse der Oberstufe. Die Grafik ist übrigens trügerisch. Nach Aussagen von Musk soll die Stufe meistens auf See landen. Sofern SpaceX nicht eine Ausnahmegenehmigung von der FAA bekommt wird die Stufe bei der Landung kaum Land überfliegen dürfen, was bei den GTO-Bahnen der Fall wäre. Bei SSO-Bahnen könnte man auf dem Land aufsetzen.

Nutzlasteinbuße

Der springende Punkt: Bei der Oberstufe geht jedes Kilogramm mehr direkt von der Nutzlast ab. Sie sinkt also um 2.170 kg und das unabhängig von der Höhe des Orbits. Das bedeutet: wenn jetzt bei Seebergung noch ein 5,5 t schwerer Satellit in den GTO transportiert wird, dann werden es bei Oberstufenbergung nur noch 3,33 t sein. Das ist happig. Bei LEO oder SSO Missionen ist es nicht so schlimm. Die Maximalnutzlast von 22,8 t würde durch Seebergung der ersten Stufe auf 19,38 t sinken und bei Bergung der zweiten Stufe dann auf 17,2 t - immer noch mehr als genug, außer vielleicht für einige Spionagesatelliten des NRO. Bei SSO mit etwa 16 t Nutzlast würde die Nutzlast dann auf noch auf 13,8 t sinken. Gerade bei den häufigen Transporten in den GTO lohnt es sich nicht, denn die Nutzlast wird viel zu stark abgesenkt. Ich wage die Prognose das wir die Oberstufenbergung, wenn sie mal tatsächlich routinemäßig eingeführt wir vor allem bei Falcon Heavy und Falcon 9 LEO//SO Starts sehen werden.

Ich gebe zu vieles ist spekulativ, so passen z.B. nicht die Abtrenngeschwindigkeiten die SpaceX angibt mit den Nutzlasteinbußen von 15 oder 30 % überein (bei 8,2 t Maximalnutzlast in den GTO und fehlender Bergung bei 5,6 t (Echostar 23) aber Bergung bei 5,27 t (SES 10) stimmt aber auch die Nutzlasteinbuße von 15 % nicht. Es sind mindestens 23 %. So sind alle meine Angaben sehr optimistisch. Ich bin beim Berechnen auch ein bisschen verwirrt gewesen, weil einfach verschiedene SpaceX Angaben auf verschiedenen Seiten nicht zusammenpassen, so Nuttzlasteinbuße mit Abtrenngeschwindigkeiten der ersten Stufe, postulierten Strukturfaktoren der ersten Stufe und angegebenen Landegewichten. Daher basieren meine Schätzungen weniger auf SpaceX Angaben als vielmehr auf Minimalnotwendigkeiten abgeleitet aus anderen Projekten.

Realistisch würde ich aufgrund dieser Tatsache auf deutlich mehr als 2,2 Nutzlasteinbuße tippen. Ich sage übrigens nicht, das es nicht klappen könnte. Die Shuttles hat man schließlich auch heil gelandet. So was muss man ja extra betonen weil von sogenannten SpaceX Fanboys gerne postfaktische Äußerungen oder alternative Wahrheiten verbreitet werden, sprich Dinge behaupten die ich nie geschrieben habe.

Finanzielle Betrachtungen

Finanziell werden die Einsparungen immer geringer und da bin ich beim nächsten Thema. Den Kosten. Für die erste Stufe hat man das jetzt beziffert. Es sei "It was substantially less than half” the cost of new first stage".Da diese nun noch 70 % der Herstellungskosten ausmacht (es waren mal 80%, aber die neue Nutzlastverkleidung kostet ja alleine schon 6 Millionen, was 10% sind) betragen die Einsparungen bei den Herstellungskosten etwa >=35 %. Die Herstellungskosten sind aber nicht die Startkosten. Die Rakete musszusammengebaut werden, die Nutzlast integriert, es gibt einen Probecountdown und den Start, der von Bahnstationen der NASA und USAF verfolgt wird und der Treibstoff ist auch zu zahlen. Bei anderen Trägern macht dies 20 bis 25 % des Gesamtpreises aus, was wahrscheinlich aber auch den Gewinn und Fixkosten für die Verwaltung, Marketing etc. enthält. SpaceX mag flexibler sein und billiger, aber sie müssen anders als Arianespace ja auch Miete für die Startanlagen und die Benutzung von Services der USAF zahlen und mehr Gewinn müssen sie auch machen, schließlich wollen sie ja Neuentwicklungen wie Falcon Heavy oder Prestigeprojekte wie die Red Dragon auch noch finanzieren.

Also 20% Gewinn+Startkosten halte ich für angemessen, dann bleiben von 62,8 Millionen noch 50,24 Millionen für die Herstellung übrig. Davon spart man nun 35-40 % ein, das sind dann Einsparungen in der Größenordnung 17,6 bis 20 Millionen Dollar, also ein Viertel bis ein Drittel der Startkosten. Dafür sinkt die Nutzlast um 15 bzw. 30 % ab je nach Bergung was die Crux ist. Es lohnt sich immer dann wenn man die Nutzlast nicht voll ausnutzt, weshalb ich die Bergung der ersten Stufe als SpaceX-Booster-Alternative ansehe: woanders passt man die Rakete durch Booster wechselnden Nutzlasten an bei SpaceX verwendet man bei leichten Nutzlasten die erste Stufe nochmals.

Bei der Oberstufe können dann vielleicht von noch die Hälfte von 20% der Herstellungskosten eingespart werden wenn sie gelingt. Bei etwas über 50 Millionen Dollar geschätzten Herstellungskosten also rund 5-8 Millionen Dollar. Dabei setze ich voraus das die Wiederverwendung wie bei der ersten Stufe knapp die Hälfte der neuen Stufe kostet. Das korreliert mit noch massiveren Nutzlasteinbußen. Da halte ich die Bergung der Nutzlasthülle für vielversprechender - die kostet immerhin 6 Millionen Dollar, das ist die Hälfte er Oberstufe und ihre Bergung kostet kaum Nutzlast. Selbst wenn man noch etwas Treibstoff und Triebwerke zum Landen braucht, senken die bei dem geringen Gewicht der Hälften und der frühen Abtrennung kaum die Nutzlast ab. was mich vielmehr wundert ist das die Nutzlastverkleidung 6 Millionen Dollar kosten soll. Die Verkleidung der Ariane 5, die größer ist, kostet 5 Millionen und vor allem hat Ariane ja eine Fertigung die teurer ist weil die Hersteller in ganz Europa sitzen. Die Verkleidung stammt z.B. von Ruag Space aus der Schweiz. für die Kosteneinsparung wird die Firma bei der Atlas nun eine Fabrik in den USA eröffnen (sie fertigt auch die 5 m Verkleidung der Atlas). Nun ist SpaceX bei einem so "langweiligen" Teil wie einer Nutzlastverkleidung teurer als Ariane, vor allem in Hinblick auf die kleinere Verkleidung und kleinere Nutzlast doch seltsam: Die Verkleidung macht 9,6% des SpaceX-Startpreises aus, aber nur 2,8% der Ariane 5.. Passt irgendwie nicht zum hippen Unternehmen das als Preisbrecher antritt.

Fazit

Die Bergung der Oberstufe mag sich lohnen wenn die Nutzlast immer noch transportiert werden kann. Die Einsparung ist jedoch noch geringer als bei der ersten Stufe und dem stehen hohe Ausgaben gegenüber. Bei der Bergung der ersten Stufe hat SpaceX nach eigenen Angaben 1 Milliarde Dollar investiert. Nun müssten sie die Oberstufen umkonstruieren und man kann sicher mit vielen Versuchen rechnen, bis dies klappt. Das alles für die Reduktion der Startkosten um maximal 10 %, eher 8 %? Schon bei der ersten Stufe kann man über die Sinnhaftigkeit streiten. Wenn man den höheren Prozentsatz, also 20 Millionen Dollar pro Start einspart, den Kunden wie schon berichtet 10% Rabatt einräumt, dann bleiben noch 14 Millionen Dollar Gewinn pro Bergung übrig. Da braucht man mehr als 70 Starts bis man nur die 1 Milliarde Investitionen wieder herein bekommt. Dann sollen die Preise um 30% sinken, was dann auch ziemlich genau den 20 Millionen Einsparungen die ich errechnet habe entspricht, auch wenn das einige nicht glauben.

14.4.2017: Mal zu Ende gedacht

Ich setze mal den Blog von gestern über die neuen Pläne für die Oberstufenbergung fort, sonst wäre er zu lange geworden und zäume das Pferd mal von hinten auf. Nämlich den Folgen für die Produktion. An und für sich hört es sich bei der Erststufe schon gut an (auf diese will ich mich auch beschränken, weil es bei ihr ja klappt). Sie soll 70 % (andere Angabe: 80%) der Kosten ausmachen und so kann man natürlich auch enorm viel sparen.

Aber nur auf den ersten Blick. Ich gehe davon aus, und Musk hat das früher ja auch betont, das die heutigen Preise, die für nicht wiederverwendbare Raketen sind und die Produktion auch auf die dazu benötigte Kapazität abgestellt sei. Dann hat Wiederverwendung doch einige Folgen auf die Preispolitik und nicht nur positive.

Ich fange mal mit einem Basic an, der Erfahrungskurve

Für die Produktionskostenabschätzung ist die erfahrungskurve wichtig die man vor rund 100 Jahren in der Serienproduktion "entdeckt" hat. Der grundlegende Mechanismus ist relativ einfach: Wenn ich mehr Einheiten eines Gutes pro Zeiteinheit fertige wird jedes einzelne billiger. Das ist auch logisch. Wenn man sie einzeln von Hand fertigt so hat man mehr Erfahrung und wird schneller. Wenn es noch mehr sind, so kann man Fließbandfertigung einführen. Jeder Arbeiter macht dann nur noch wenige Handgriffe und ist so schneller und bei noch größeren Stückzahlen kann man Maschinen einsetzen, die sich bei wenigen Einheiten finanziell nicht lohnen. Das ist die Grundlage das sich heute fast jeder ein Auto leisten kann und selbst im Hausbau setzt man das Gesetz ein (Fertigbauweise vs Individualbauweise).

Mathematisch formuliert man das je nach Gusto so

K(n) = K(1) * n^f

mit

oder wie es Wikipedia macht:

K(n0) = K(n0) * f ld (n / n0)

Mit

Die Wikipedia Formel sagt aus, eine akkumulierte Produktion kostet, die erste Formel was mich die Fertigung von n Stück in einer Zeiteinheit kostet verglichen mit einem Stück pro Zeiteinheit. Ich bevorzuge die erste, weil nach der zweiten Formel ein Gut über die Zeit immer billiger werden müsste, was bei Raketen augenscheinlich nicht der Fall ist. Nehmen wir nur mal als Beispiel die Sojus. Die hat mittlerweile 1813 Starts hinter sich, das heißt nach der Formel der Wikipedia müsste heute ein Start bei f=0,8 nur noch 8,3 % des ersten Exemplars kosten, was augenscheinlich nicht der Fall ist.

Die erste Formel sagt hingegen, das wenn ich von durchschnittlich 50 Starts wie es sie noch Anfang der Neunziger für die Sojus gab als die Rakete für 30 Millionen Dollar angeboten wurde, auf nur noch 14 Starts im Mittel der letzten Jahre sinke, die Kosten jeder produzierten Rakete um 29 % steigen und in der Tat kostet heute ein Sojus Start 70 Millionen Euro (dazu kommt natürlich noch die Inflation).

Dieses Gesetz ist auch die eigentliche Basis der Ariane 6 Entwicklung. Nach Dokumenten von Airbus Safran Launchers  machen die höheren Stückzahlen alleine 20 % Preisreduktion aus. Bei 12 gegenüber 6 Starts pro Jahr entspricht das einem Faktor von 0,67. Den üblichen Faktor .Daher legt man auch großen Wert drauf, das die Europäische Union schon jetzt sich dazu bekennt später eine fixe Anzahl von Starts jedes Jahr von Ariane 6 abzunehmen - Nur das die Zahl von fünf Ariane 6 und zwei Vega viel zu hoch ist. Derzeit würde man das sogar hinbekommen. Es müssen Galileo Satelliten gestartet werden, mit der Ariane 62 wird man 2-3 Satelliten pro Start transportieren können, da braucht man 8-12 Starts um das System aufzubauen. Andere ESA-Nutzlasten wir Raumsonden oder wissenschaftliche Satelliten sind eher selten, meist nur ein Start pro Jahr und das ATV ist ausgelaufen. Bei der Vega würde man sogar derzeit wegen des Sentinel Systems mehr als zwei Starts pro Jahr abnehmen können, dazu kommen wissenschaftliche Kleinsatelliten wie ADM Aeolus. Nur werden in einigen Jahren beide Systeme aufgebaut sein und dann ist für einige Jahre Ruhe bis man wieder ersetzen muss.

Doch nach dem Schlenker komme ich mal zurück  zu SpaceX. Man kann bei einer marktwirtschaftlich arbeitenden Firma annehmen, das man die Preise durchkalkuliert hat. Dabei muss die Erfahrungskurve berücksichtigt werden. Hat SpaceX mehr Starts pro Jahr, so ist jede einzelne Rakete billiger in der Produktion. Sinkt die Produktionszahl, so wird jeder einzelne Start teurer. es gibt dafür auch in der Raumfahrt einige Beispiele. Am auffälligsten der starke Kostenanstieg der Titan nach Auslaufen des Titan 3B Modells und Rückgang der Starts der Titan 3D durch das Einstellen von Hexagon, nachdem das Kennansystem ohne Film arbeitete. Genauso wurde die Atlas deutlich teuer als die USAF die Atlas Agena aufgab und als Ende der Achtziger die Delta zu klein für viele Kommunikationssatelliten war und die Startzahlen sanken wurde auch sie deutlich teurer.

Problematisch ist das Abschätzen der Startfrequenz von SpaceX. Angekündigt wird viel. Als 2014 die kommerziellen Starts begannen, kündigte die Firma 24 Starts pro Jahr an, das hat man seitdem öfters wiederholt. Zuletzt nach SES 10. Also dieses Jahr sollen noch 20 Starts stattfinden. Ich habe da auch noch eine wette laufen. Nimmt man die beiden letzten Jahre als Basis, so würde ich drauf tippen, dass sie bisher 10 Starts pro Jahr abwickeln können. Theoretisch vielleicht 12, aber es gibt immer Verzögerungen bei irgendeiner Mission.

Nehmen wir mal an, in einem ersten Schritt man könnte jede Erststufe zweimal verwenden und bräuchte nun nur noch 5 anstatt 10 Erststufen pro Jahr. Dann steigt bei einem Erfahrungsfaktor von 0,75 der Preis um 19 %. Man spart bei der Wiederverwendung etwas mehr als die Hälfte der Kosten einer neuen Stufe an, nehmen wir mal 55 % an, so sieht dann die Rechnung so aus:

5 Stufen werden gebaut : 1,19 * des Preises einer Stufe, wenn 10 Exemplare gebaut werden

5 Stufen werden wiederverwendet: 0,45 * des Preises einer neuen Stufe

Summe: 1,64 des Preises / 2 Verwendungen = 0,82 im Mittel.

Das gleiche gilt auch für die Nutzlasthülle. Deren Preis wird mit 5-6 (es gibt zwei unterschiedliche Aussagen von Musk) angegeben. Zusammen mit der ersten Stufe stehen beide Komponenten für mindestens 80 % der Herstellungskosten.

Doch die geringere Produktionsmenge wirkt sich auch auf die zweite Stufe aus. Die muss ja für die fehlenden 20 % stehen. Sie ist teurer als die erste Stufe (gemessen an der Zahl der Triebwerke und des zugeladenen Treibstoffs. Das ist aber auch kein Wunder. Sie enthält Systeme die man für die ganze Rakete braucht wie die Avionik, Sender, Empfänger, Batterien. Das Triebwerk ist auch komplexer durch die Düsenverlängerung, Wiederzündbarkeit und starke Regelbarkeit. Doch ein Ansatz von SpaceX ist eben das es möglichst viele gemeinsame Systeme gibt. So kann man die Tankabschlüsse und Zylinderstücke mit den Werkzeugen der ersten Stufe herstellen. Das Triebwerk dürfte ebenfalls viele gemeinsame Teile haben. Doch kann man eine Abschätzung machen in wie weit sich kleinere Stückzahlen der ersten Stufe auf die zweite Stufe auswirken? Ja man kann. Von ULA weiß man das bei ihren Raketen die Triebwerke für 2/3 der Gesamtkosten stehen und die Strukturen für 1/3 der Gesamtkosten. Nimmt man diese Faktoren und berücksichtigt die kleinere Triebwerkszahl so kann man eine Abschätzung machen wie viel Anteil der zweiten Stfue auf den Produktionsstraßen der ersten Stufe entsteht.

Die erste Stufe hat neun Triebwerke, die zweite eines. Triebwerke stehen für 2/3 der Gesamtnoten einer stufe, so sollte der Anteil wenn man die zweite wie die erste fertigen kann 1/9*2/3 = 2/27 der Kosten der ersten Stufe betragen.

Bei den Strukturen orientiere ich mich an der Treibstoffzuladung. Sie beträgt in der Oberstufe 1/4 der ersten Stufe. Strukturen stehen für 1/3 der Kosten einer stufe, so wäre wenn die zweite Stufe auf der Produktion der ersten Stufe entstehen würde, sie 1/4*1/3 = 1/12 betragen.

Fast man beides zusammen, so kommt man auf 0,157 der Kosten der ersten Stufe.. Die steht für 70 % der Gesamtkosten, also 0,157 * 70 = 11 % der Gesamtkosten. Die restlichen 9 % entfallen dann auf neue Systeme der zweiten Stufe.

Die 11 % verteuern sich aber bei Abnahme der Produktion genauso wie die erste Stufe, also um 19 %. In der Summe wird so die zweite Stufe um 10,5 % teurer. Die zweiten 9 % sind eigeen Systeme die immer für die zweite Stufe gebaut werden.

In der Summe sieht es nun so aus bei einmaliger Wiederverwendung und 10 Starts pro Jahr)

Bei der Aufteilung 70-10-20 % kommt man so auf einen Mittelpreis von 87,7 % bei einmaliger Wiederverwendung.

Dieselbe Rechnung gemacht für 10-malige Verwendung (inklusive erstem Start) ergibt 75,2 % des Preises für die nicht wiederverwendbare Rakete. Das soll ja das Ziel sein und beide Zahlen passen gut zu den 10 % Abschlag beim Startpreis jetzt und 30% die für die Zukunft angekündigt sind. (Wobei dann natürlich auch die Wiederverwendete Stufe deutlich weniger als 45 % der jetzigen Stufe kostet).

Preispolitik

Sensei meint SpaceX würde nun die Kosten der Stufe auf viele Starts umlegen. Ich sehe das nicht so und ich habe auch keine Äußerung gehört die in diese Richtung geht. Vielmehr ist es so: Ein Kunde kann eine Rakete "neu" kaufen oder eine mit einer gebrauchten Erststufe und zahlt dann 10 % weniger. Das korrespondiert mit dem derzeitigen Verhalten. Man birgt die Stufen wenn es geht und lagert sie. Je nach Auftrag verwendet man sie oder nicht. Dieses Jahr soll es nur drei Starts von Kunden geben die Stufen nutzen. Zwei weitere wird man bei der Falcon Heavy beim Jungfernflug einsetzen. Eine Abschreibung über längere Zeiten würde dem Kunden keine Wahl lassen welche erste Stufe er nehmen möchte, weil man sonst ja bei dem derzeitigen Verhalten eine Riesenhalde von Erststufen haben würde.

Zum zweiten glaube ich weiß nicht mal SpaceX, wie oft eine Stufe erneut verwendet werden kann, sowohl technisch wie finanziell. Es dürften ab einem bestimmten Punkt immer mehr Teile ersetzt werden müssen, einfach durch Verschleiß. Auf der anderen Seite wird der Gewinn wie schon oben deutlich, immer kleiner je häufiger man die Stufe verwendet. Verwendet man eine Stufe zweimal so würde (theoretisch, wenn es keine Auswirkung auf die Erfahrungskurve und keine Kosten durch Bergung gäbe) ihr "Mittelkreis" auf 50% sinken. Die dreimalige Verwendung senkt nun nur noch auf 33, es geht weiter auf 25 %, 20 % entsprechend der Reihe 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 ... Durch die Fixkosten einer Bergung und die sinkenden Produktionszahlen werden die Einsparungen aber immer kleiner.

Ich interpretiere Musks Idealvorstellung von einer Bergung ohne Überholung auch dahingehend gerade diese letzten Fixkosten zu senken. Ich denke Musk wäre eine Stufe, die nur einmal wiederverwendet werden kann aber dann kaum Kosten verursacht, lieber als eine die man 10-mal verwenden kann und die man erst inspizieren und warten muss. Zumindest von den Wirtschaftlichkeitsrechnungen spricht viel für die erste Variante.

Schlussendlich braucht man nur auf das Shuttle zu betrachtem um zu sehen, das möglichst wenig Wartung besser ist. Selbst beim Shuttle Programm hat man übrigens niemals die Lebensdauer der Komponenten ausgenutzt. Die Orbiter kamen schon wegen Einstellung des Programms nie auf 100 Flüge, die Triebwerke hätten es erreichen können, doch soweit ich weiß ist keines mehr als 27-mal geflogen und bei den Boostern ist es ähnlich. Ein Paar das gerade gestiftet wurde, hatte maximal 14-Einsätze hinter sich (maximal weil sie demontiert wurden und ein Segment dann bei der einen Mission, das andere bei einer anderen Mission mitflog).

Vielleicht geht SpaceX mal zu einem Abschreibungssystem über aber erst dann wenn sie genügend Erfahrung haben und Bergungskosten irgendwann mal konstant sind. Denn natürlich ist das erste Exemplar immer teurer als das folgende - auch das ist eine Folge der Erfahrungskurve. Wendet man die auf die Bergung an, so dürften nach 10 Wiederverwendungen die Kosten auf 56 % der ersten Wiederverwendung sinken. Konstant bleibt auch ein der Teil der Kosten für die Startdurchführung. Das sind Mieten die für Gebäude und Startanlagen zu zahlen sind. Bei dem Personalaufwand dürfte aber auch die Erfahrungskurve greifen.

Ich glaube aber aus anderen Gründen das SpaceX die Wiederverwendung braucht. Ohne Sie schaffen sie nämlich ihre Starts nicht. Musk hat das so zum Credo gemacht, das er die Produktion gar nicht erst auf die benötigte Kapazität ausgelegt hat. Seit Jahren kündigen sie 24 Starts pro Jahr an, seit Jahren reißen sie die Latte und zwar ziemlich deutlich. 2014 waren es ohne Fehlstart 6. 2015 waren es 7 bei 5 Monaten Pause und 2016 bis zum Start von Amos Anfang September 8. Das sind also in den letzten beiden Jahren wenn man die Zwangspausen weglässt 1 Start pro Monat. Wie Shotwell sagte beginnt man erst jetzt, obwohl man die Problematik der zu wenigen Starts und der Verzögerungen seit Jahren hat in Produktionskapazitäten zu investieren. Wahrscheinlich erhoffte sich die Firma, das sobald die erste Stufe geborgen ist man alle Starts mit gebrauchten Stufen durchführen kann. Die Kunden sind aber noch zurückhaltend und so muss man nun tatsächlich mal in die Produktion anstatt Wiederverwendung investiert werden.

Das zeigt auch die Crux von Musks Ego. Er kann sich wohl gar nicht vorstellen, das Kunden das gar nicht haben wollen, was er so toll findet. Kunden ist es egal ob eine Stufe geborgen wird. Sie wollen aber Verlässlichkeit. Die hat man wenn eine Stufe bei der Produktion gut getestet wurde und man hat sie, wenn etwas unverändert über Jahre produziert wird, weil dann die Kinderkrankheiten ausgebügelt sind. Das sieht man an Raketenfamilien wie der Sojus, Delta 2, Ariane 4 oder 5. SpaceX baut dauernd an den Raketen herum. Derzeit scheint ja schon die vierte Subversion der Falcon 9 im Dienst zu sein und das dies nicht ohne Gefahr ist zeigt ja die Explosion letzten September. Vor allem bei den instituellen Kunden NASA und USAF die zweistellige Millionenbeträge für Zertifizierungen investieren ist das ein Schlag ins Gesicht.

Du musst "in" sein

Eines kann man Musk nicht absprechen: er versteht es den Wert seiner Firmen durch solche Aktionen zu steigern. Beim letzten Börsenbarometer der ARD hörte ich das Tesla drauf und dran ist Daimler an Börsenwert zu überholen. Die Firma ist schon wertvoller als Ford, zumindest was den Aktienwert angeht.  In 5 Jahren ist die Daimler Aktie um 70% gestiegen, Tesla um 750 %. Das korrespondiert aber nicht mit anderen finanzwirtschaftlichen Zahlen:

Kurzum: Daimler generiert Gewinn, die Verbindlichkeiten sind bezogen auf den Umsatz nur halb so groß. Trotzdem gilt Tesla als Hipp und nicht wenige Journalisten beschreiben schion den Untergang der deutschen Industrie weil sie keine Elektrofahrzeuge produziert. Immerhin gab es noch keine Toten wie bei Tesla wo der Autopilot schon ein Fahrzeug direkt auf Kollisionskurs mit einem Truck geführt hat. Weniger hipp und dafür Fahrzeuge die sich von alleine überschlagen oder Feuer fangen wären wohl auch den Käufern lieber. (um nur zwei Schlagzeilen des Autopiloten aus den letzten Monaten zu zitieren).. Bei Tesla hat Musk ja schon einiges an Aktien verkauft und ich vermute die Taktik betreibt er auch bei SpaceX. Durch den Hype Hoffnungen erwecken, dass wenn die firma mal an die Börse geht ihr Wert rasch ansteigt. Ich weiß noch wie 2012 als sie gerade mal COTS absolviert hatte man von einem Wert von 5 Milliarden Dollar sprach - obwohl die Firma mit COTS und den Falcon 1 Starts maximal 400 Millionen Dollar an Umsatz in 10 Jahren generierte. Anfang 2015 investierte Google 1 Millairde Dollar für 7,5% der Anteile. Das zeigt schon das es auch weiterhin so geht, denn bis zu diesem Zeitpunkt wurden nur 1248 Millionen Dollar in die Firma investiert. Google schätzte den Wert also auf über 12,5 Milliarden ein. Das dies nicht mit den Aufträgen korrespondiert ist klar. Wenn es nur Starts wären, so müsste SpaceX rund 200 durchführen um auf die Summe zu kommen. Mit den ISS-transporten und CCDEv wird es weniger, aber ich komme immer noch auf rund 140 Starts. Das Launchmanifest weist aber nicht mal ein Drittel dieser Zahl aus.

Schaumschlagen zahlt sich also aus.


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