SpaceX - Starts, Landungen, Disskusionen drum herum

Stevie

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Der erfolgreiche Test läßt zumindest hoffen, dass die FH demnächst tatsächlich nach oben kommt. Wär schon schön und spannend wenn sie es hinkriegen, in absehbarer Zeit mal wieder eine bemannte Mission in Zonen ausserhalb des Erdorbits durchzuführen.
 
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Kibo

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Und am 15.Mai Startet die nächste normale F9. Gerade mal 2 Wochen nach dem letzten Start ist das schon beachtlich - dann am 1. Juni, dann am 15 Juni...
 
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Bynaus

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Das wird langsam so richtig langweilig! :) Gut so. Wobei, dieser Start war eigentlich nicht langweilig: die Dragon-Kapsel, die hier geflogen ist, war schon einmal im Weltall. SpaceX ist damit auch die erste nicht-staatliche Organisation, welche ein Raumfahrzeug wiederverwendet hat. Nächster (langweiliger) Start ist in knapp zwei Wochen geplant.

Spannend dürfte es wieder gegen Ende Jahr oder, wenn die einschlägigen Gerüchte stimmen, früh im nächsten Jahr werden - dann soll die Falcon Heavy (endlich) abheben. Etwa zur gleichen Zeit wird der erste (unbemannte) Flug der Dragon 2, sowie der erste bemannte Flug der Dragon 2 erwartet.

Und schliesslich wird erwartet, dass Elon Musk beim nächsten Aeronautischen Kongress im September eine Aktualisierung zu seinen Marsplänen verkünden wird - die Anpassungen sollen das Projekt wirtschaftlicher machen, so dass sich der spätere Marsflug "von selbst" bezahlt. Mal sehen!
 

Kibo

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Spannend könnte es auch noch werden, wenn Sie versuchen die zweite Stufe heil runter zu kriegen.
 

Bynaus

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Spannend könnte es auch noch werden, wenn Sie versuchen die zweite Stufe heil runter zu kriegen.

Stimmt, das ist ja auch noch auf der ToDo-Liste. :) Wobei ich noch nicht wirklich sehe, wie das gehen soll. Eine neue Raptor-basierte Oberstufe, vielleicht (aber lohnt sich der Aufwand?), aber die bestehende? Scheint mir im Moment schon etwas weit hergeholt. Der Wiedereintritt dürfte schon mal Probleme bereiten. In beiden Fällen stellt sich auch das Problem, wie die Stufe dann landen soll - das Raketentriebwerk ist viel zu stark (selbst wenn man es maximal herunterregelt). Am Fallschirm? Aber wie bleibt dann die doch sehr leicht gebaute Stufe bei der schliesslichen Landung intakt? Musk hatte ja angedeutet, sie hätten eine mögliche Lösung: bin gespannt zu sehen, wie die aussieht.
 

Stevie

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@ Kibo

Ich wusste gar nicht, dass sie das versuchen :)

Aber... by the way, auf Grund der dann ja wesentlich weiteren Entfernung und viel größeren Höhe...könnte die Rückkehr der zweiten Stufe nicht sowieso erst vor Vollendung mindestens eines fast vollendeten Orbits von (grob) Südwesten aus erfolgen?

@Bynaus:

Sollte nicht auch das bisherige Triebwerk tauglich sein, in dem durch viele kürzere Brenndauern entsprechend Geschwindigkeit abgebaut wird, ohne direkt zu langsam zu werden? Macht das evtl. das Material nicht mit?
 
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Bynaus

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@Stevie:

Die Rückkehr der zweiten Stufe müsste sogar zwingend nach mindestens einem vollständigen Orbit erfolgen (schliesslich soll der Satellit ja auch in den Orbit - entsprechend ist die Stufe auch im Orbit und es macht keinen Sinn, "umzukehren" wenn man geradesogut mit Null Energieaufwand weiterfliegen kann, um zum Startplatz zurück zu kommen. Aber dann braucht man entweder viel Treibstoff, um schon mal abzubremsen (damit die Hitze beim Wiedereintritt erträglich wird), und/oder einen Hitzeschild, damit die Stufe nicht (wie normalerweise) auseinander bricht. Dann stellt sich noch die Frage, ob man mit dem Treibwerk voraus (die stabilere Position, da der Schwerpunkt der Stufe nahe dem Triebwerk sitzt) oder mit dem Tank voraus eintritt. Und schliesslich die Frage, wie man am Ende abbremst und allenfalls landet.

Das bisherige Triebwerk (Merlin) wird bei der Landung der ersten Stufe auf die tiefst-mögliche, gedrosselte Leistung gesetzt, aber selbst dann hat es noch etwas mehr Schub als die ganze erste Stufe (mit dem Resttreibstoff) wiegt. Deshalb muss die erste Stufe einen "Hoverslam" hinlegen: sie fällt zuerst, dann wird das Triebwerk gezündet - irgendwann wäre ihre vertikale Geschwindigkeit gleich Null (der "Umkehrpunkt"), und würde sich dann wieder in einen Aufstieg umkehren. Nun zündet man das Triebwerk exakt zu dem Zeitpunkt, dass der "Umkehrpunkt" dann erreicht wird, wenn auch der Boden erreicht wird - und dann wird es genau in diesem Umkehrpunkt abgeschaltet. Das funktioniert recht gut, weil der Schub des gedrosselten Triebwerks und der ersten Stufe einigermassen ähnlich sind. Bei der oberen Stufe hingegen liegen die beiden Werte weit auseinander - ein Hoverslam ist zwar schon möglich (theoretisch), aber viel schwieriger und mit weniger Toleranzen behaftet.

Triebwerke können in der Regel nicht beliebig oft (und v.a. nicht beliebig schnell) neu gestartet werden.
 

Stevie

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@Stevie:

Die Rückkehr der zweiten Stufe müsste sogar zwingend nach mindestens einem vollständigen Orbit erfolgen (schliesslich soll der Satellit ja auch in den Orbit - entsprechend ist die Stufe auch im Orbit und es macht keinen Sinn, "umzukehren" wenn man geradesogut mit Null Energieaufwand weiterfliegen kann, um zum Startplatz zurück zu kommen. Aber dann braucht man entweder viel Treibstoff, um schon mal abzubremsen (damit die Hitze beim Wiedereintritt erträglich wird), und/oder einen Hitzeschild, damit die Stufe nicht (wie normalerweise) auseinander bricht. Dann stellt sich noch die Frage, ob man mit dem Treibwerk voraus (die stabilere Position, da der Schwerpunkt der Stufe nahe dem Triebwerk sitzt) oder mit dem Tank voraus eintritt. Und schliesslich die Frage, wie man am Ende abbremst und allenfalls landet.

Hallo Bynaus,

Ja selbstverständlich. Du hast das natürlich besser als ich formuliert, aber im Grunde ist mir das klar.

Mir stellt sich eben die Frage, ob durch mehrfache Zündungen die Wiedereintrittsgeschwindigkeit soweit kontrolliert werden kann, dass im Zweifel ein Hitzeschild überflüssig wird. Die erste Stufe zündet ja schon mindestenes dreimal. (1 Mal am
Start, 2 Mal bei der Landung) Wo wäre für ein solches Triebwerk die vermutete Grenze, bzw. wie häufig läßt sich denn das Triebwerk (abgesehen von der erforderlichen Treibstoffmenge, vorausgesetzt es wäre genug da) zünden?

Du schreibst ja "nicht beliebig oft"...gibts dazu Versuche und Erfahrungswerte?
 

Bynaus

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Mir stellt sich eben die Frage, ob durch mehrfache Zündungen die Wiedereintrittsgeschwindigkeit soweit kontrolliert werden kann, dass im Zweifel ein Hitzeschild überflüssig wird.

Du brauchst halt eben Treibstoff für diese Zündungen - recht viel, wenn es wirklich einen Effekt auf die Wiedereintrittsgeschwindigkeit haben soll. Es gibt zwar die Idee, die heissen Austrittsgase des Triebwerks als Hitzeschutzschild zu verwenden, so wie das im Moment die erste Stufe tut ("retro-propulsion burn" und "re-entry burn", also die ersten zwei Zündungen). Aber ob die Oberstufe genügend Treibstoff hat, um das von orbitaler Geschwindigkeit aus bis zum Punkt, an dem es keinen Hitzeschild mehr braucht, durchzuziehen, bezweifle ich (ich könnte mich täuschen). Im Prinzip ist hier also nicht das Problem der mehrfachen Zündungen, sondern das Problem des Treibstoffs, der in diesen verbrannt wird.

Die Merlin-Triebwerke sind für 100 Zündungen zertifiziert (sie sollen ja auch oft wiederverwendet werden).
 

Stevie

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Ok...100 Zündungen sind schon mal ein Wort. Danke für die Info!

Das Problem mit der Treibstoffmenge bleibt also vermutlich leider. Bin gespannt, welche Lösungsansätze Space X da entwickelt...
 

Bynaus

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Landung hat geklappt - gerade so, offenbar. Dürfte ein spannendes Video werden: gelandet wurde diesmal mit drei feuernden Triebwerken gleichzeitig.
 

Bernhard

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Hallo Bynaus,

Die Merlin-Triebwerke sind für 100 Zündungen zertifiziert (sie sollen ja auch oft wiederverwendet werden).
wie hoch schätzt Du die Wahrscheinlichkeit ein, dass dieses "Recycling der Raketen" langfristig gesehen auch von der ESA und anderen Raumfahrtagenturen übernommen werden wird? Anders gefragt: Handelt es sich dabei eher um ein marktstrategisches Instrument (Preiskampf) oder eine technische Notwendigkeit?
 

Bynaus

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Hallo Bynaus,

wie hoch schätzt Du die Wahrscheinlichkeit ein, dass dieses "Recycling der Raketen" langfristig gesehen auch von der ESA und anderen Raumfahrtagenturen übernommen werden wird? Anders gefragt: Handelt es sich dabei eher um ein marktstrategisches Instrument (Preiskampf) oder eine technische Notwendigkeit?

Europa entwickelt bereits "Prometheus", ein neues Methalox-Triebwerk, das auf Wiederverwendung ausgelegt ist. Zum Einsatz kommt es wohl aber erst in der nach-Ariane-6-Zeit. Auch in China gibt es erste Pläne für eine wiederverwendbare Rakete, und auch in Russland wurde sowas angedeutet. Auch Blue Origin wird seine ersten Stufen vollständig wiederverwenden. SpaceX hat wohl definitiv einen Trend gesetzt. Nun muss sich zeigen, ob er sich langfristig durchsetzt (zur Erinnerung: auch das Space Shuttle Konzept fand damals Nachahmer, die ESA wollte Hermes, die Sowjetunion baute Buran - durchgesetzt hat sich das ganze dennoch nicht). Wenn es Elon Musk aber auch nur halbwegs gelingt, die Wiederverwendbarkeit in der Praxis umzusetzen (und ich meine jetzt nicht als Experiment, sondern im langfristigen, realen Betrieb), dann hat der Wegwerf-Ansatz schlicht keine (wirtschaftliche) Chance mehr.
 
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