Wetten dass…? SpaceX-ler!

Nachdem in diesem Blog hier die Wellen recht hoch geschlagen sind, habe ich mir mal was überlegt. SpaceX Anhänger sind ja Gläubige. Wären sie mit der Materie vertraut, so wären sie keine Anhänger, sondern würden die Fehler im Konzept erkennen. Da nützt es nichts Fakten anzuführen, denn es gibt ja immer neue Ausreden. Daher habe ich mir mal überlegt etwas für die Zukunft zu tun. Ich biete allen SpaceX Anhängern und anderen Blog Lesern eine Wette an und jeder kann entscheiden auf welcher Seite er sich beteiligt. Die Zukunft wird über den Ausgang der Wette entscheiden und dann auch darüber wer mehr von der Falcon versteht – Deren Konstrukteure oder ich, der ich nur ein par angaben von ihrer Website als Datenbasis habe. Also eigentlich habe ich ja da schon verloren oder ?:-(

Es geht dabei um die Phantasieangeben zur Nutzlast. Bei der Falcon 1 hat sich die rapide verringert von 670 kg in einen 28.5 Grad geneigten Orbit auf 420 kg in einen 9.3 Grad geneigten (was angesichts der geringeren Bahnneigung etwa 380 kg in den 28.5 Grad Orbit entspricht).

Für eine Rakete kann man bei gegebener Nutzlast, Startmasse, Leermasse und Ausströmungsgeschwindigkeit der Gase die Endgeschwindigkeit berechnen. Das geht mit der Raketengrundgleichung, auch Ziolkowski Gleichung genannt. Wenn ich nun den Ansatz nehme, dass die Falcon 9 die gleiche Endgeschwindigkeit für einen Orbit erreichen muss, wie die Falcon 1, dann kann ich deren Nutzlast berechnen. Soweit so schlecht, denn von der Falcon 9 liegen keine Stufenmassen vor. Man kann das Vollgewicht abschätzen indem man Falcon 9 und Falcon 9 Heavy vergleicht, die sich ja nur durch zwei zusätzliche erste Stufen unterscheiden. Das Leergewicht bleibt unbekannt und muss aus Erfahrungswerten anderer Typen geschätzt werden.

Tut man dies, so komme ich mit meinen, auf der Website veröffentlichten Falcon 9 Daten zu folgender Nutzlast:

Träger LEO Space X LEO Bernd Leitenberger GTO SpaceX GTO Bernd Leitenberger
Falcon 9 12500 kg 8200 kg 4640 kg 1700 kg
Falcon 9 Heavy 29610 kg 19800 kg 15010 kg 6200 kg

Meine Angaben basieren auf der Website von SpaceX, so wie sie am 3.10.2008 war (da SpaceX laufend die Daten, auch bei der Falcon 9 anpasst, siehe hier, muss diese Angabe als Beweissicherung sein). SpaceX hat sogar noch einen weiteren Vorteil, den man schwer leserlich in hellgrauer Schrift findet: „SpaceX typically reserves 10% of the GTO mass-to-orbit performance, but this is negotiable.“. Das bedeutet die Angaben sind konservativ und eine höhere Nutzlast ist möglich (bei der Falcon 9 findet man ja auch bei den Preisen die Klasse 4500-5000 kg, die ja bei 4640 kg Maximalnutzlast überflüssig wäre.

Ich wette nun mit allen meinen Bloglesern:

Wetten dass, wenn die erste Falcon 9 erfolgreich einen Orbit erreicht, die dann gültige Nutzlast näher an meiner Schätzung, liegt als an den derzeitigen SpaceX Angaben?

Die gleiche Wette sinngemäß für die Falcon 9 Heavy. Wäre die Falcon 9 eine „normale“ Rakete, dann müsste ich natürlich verlieren. Denn die Nutzlast kann man beim Design recht gut berechnen. Da ändert sich später nur wenig, wenn nicht Veränderungen an der Rakete vorgenommen werden, vielleicht einige Prozent. Bei der Falcon 9 ist die Prognose sogar noch leichter als bei der Falcon 1, weil ja das Merlin 1C schon existiert und wie man auf der Website in Fotos sieht, nimmt auch die erste Stufe schon Gestalt an. Zudem habe ich kein abgeschlossenes Zahlenmaterial vorliegen, sondern muss schätzen. Also alle Trümpfe sind auf der Seite von SpaceX. Trotzdem denke ich habe ich eine gute Chance zu gewinnen. Der Fehler ist naturgemäß wegen der höheren Geschwindigkeit bei GTO Missionen größer, wenn man die genauen Daten nicht kennt, aber wer die Falcon 9 mit vorhanden Typen derselben Technologie vergleicht wird wahrscheinlich wie ich bemerken, dass die Angaben recht optimistisch sind.

Also lieber Blogleser: Sie sind gefragt. Für wen steigen sie in die Wette mit ein: Für mich oder für SpaceX?

16 thoughts on “Wetten dass…? SpaceX-ler!

  1. Moin Bernd,

    also SpaceX ist schon ein Grund zum Feiern! Waerend Drittweltlaender mit Rakenstarts zeigen, dass auch gottesglaeubige Menschen Raketen bauen koennen, zeigt Elon Musk, dass sich Raketen auch wie Software entwickeln lassen. 80% aller Software Projekte scheitern voellig, und der Rest liefert auch meist nich das was der Kunde erwartet. Aber so lange der Hype laeuft, und keiner eine Nadel in die Aktienblase sticht, sind alle am Feiern. SpaceX ist hier voll im Rahmen von dem was ich erwarte, und dass schon der 4te Start ein Erfolg is, kann doch nur als gute Performance innerhalb dieser Branche gesehen werden, oder?

    ciao,Michael

  2. Was kann man eigentlich gewinnen? 🙂 Aber man muss Space X ja mal in Schutz nehmen, das russische MITT hat mit der Bulava auch nicht gerade eine Erfolgsgeschichte hingelegt, obwohl die Vorraussetzungen ähnlich waren. Von 8 Starts bis heute 4 Fehlschläge und der Rest plusminus Teilerfolge.

    Martin

  3. Was die fehlenden Leergewichte angeht:
    Könnte man die Rechnung umdrehen, und ausrechnen, wie groß sie sein müßten, um die angegebenen Nutzlasten zu ermöglichen?

  4. @AMX: Wenn es konsistent wäre im Prinzip ja, zumindest das Leergewicht der zweiten Stufe, die ja auch einen Orbit erreicht.

    Das Problem: Auch so klappts nicht. Ich habe für die zweite Stufe eine Vollmasse von 58300 kg und eine Leermasse von 3500 kg angenommen.

    Nur:
    Ziehe ich die Differenz von angegebener Nutzlast (12.5-8.2 t und 4.64-1.7 t) von den 3.5 t Leermasse ab, so dürfte die zweite Stufe praktisch gar keine Leermasse haben oder müsste sogar negative haben.

    Die erste Stufe habe ich mit 266.25 und 14.25 t angenommen. Vollmasse zwiete Stufe 58.3 t. Spezifische Impulse sind 2981 und 3041 m/s. (Zum Nachrechnen). Endgeschwindigkeit wie bei der Falcon 1 und 420 kg Nutzlast also 9565 m/s für einen niedrigen Orbit. Für GTO Orbits dann 11891 m/s.

    Wer die Leermassen mit denen der Zenit vergleicht merkt dass meine Angaben eher optimistisch sind. Die Vollmasse der ersten Stufe ist errechenbar durch den Unterschied Falcon 9 Heavy (3 Booster) und Falcon 9. Die Zweite Stufe resultiert dann durch Differenzberechnung.

  5. LoL
    Alleine die Fehlstart der Atlas und deren Problem Lösungen.

    bei Europa Rakete hatte man diese Probleme:
    Test Flug F7/F8 Explodierte die dritt stufe Astris.1.3 Sekunden nach Stufe Trennung
    Es stellte sich heraus das die pryotech Zünder (für Trennung) Gase erzeugen
    die nicht isolierte Kontakte der Selbstvernichtung Elektronik kurzschloss.
    (mann hielt es nötig die Kontakte zu isolieren weil die Astris in Vakuum fliegen sollte.)

    Test Flug F11 war der erste mit Trägheitsteuerung von Urwald Kourou
    doch die versagte durch Kurzschluss in 105,7 Sekunde
    mann hatte nicht daran gedacht das in Kourou eine Extreme Luftfeuchtigkeit herrscht
    (die vorige Starts waren in der knochentrocke wüste von Woomera)
    die Luftfeuchtigkeit erzeuge Reibung an der Rakete bei Start
    dies erzeugte eine Elektrostatische Aufladung, die dann als Blitz entlud in Elektronik…

  6. Wer lesen kann ist klar im Vorteil. Ist ihnen der Satz
    „Meine Angaben basieren auf der Website von SpaceX, so wie sie am 3.10.2008 war (da SpaceX laufend die Daten, auch bei der Falcon 9 anpasst, siehe hier, muss diese Angabe als Beweissicherung sein).“ entgangen? Auch das Datum des Artikels?

    Die (derzeit, wer weis, wie es in einigen Monaten aussieht) angegebenen Raketen haben mit denen von 2008 nichts mehr zu tun. Sie sind z.B. um 60% schwerer. Der Schub des Triebwerks stieg sogar von 347 auf 640 kN. Bei der Leo Nutzlast habe ich meine Wette gewonnen. Bisher hat keine Falcon 9 mehr als 5 t in den Orbit gebracht.

  7. Da frag ich mich doch, wie die geschätzte GTO-Nutzlast falsch sein soll, wenn bisher keine einzige Falcon 9 eine gestartet hat? Was zählt ist nicht was sie angeblich könnte, sondern was wirklich erreicht wird. Und das war bis jetzt nicht viel.

  8. Noch interessanter ist in diesem Zusammenhang, dass die nun um 60% großere Falcon 9 die gleiche GTO Nutzlast hat – sie nähert sich also schon der Prognose an. Ansonsten hast Du völlig recht. KlausD kann eine wette erst einlösen, wenn SpaceX alle Leistungen erbracht hat. Bisher betrug die maximale Nutzlast einer Falcon 9 4,9 t. Damit habe ich zu 100% recht. Wenn diese in den nächsten Flügen nicht signifikant überboten wird (ab Flug sieben kommt ja die größere Version zum Einsatz, die 2008, als dieser Beitrag entstand noch nicht existierte) dann habe ich gewonnen.

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