Mininachlese zum Falcon 9 Start

Nein diesmal gibt es keinen größeren Artikel wie gestern. Ich habe mir vorgenommen über die Firma weniger zu schreiben, denn vieles habe ich schon geschrieben, vieles kann angesichts der Informationspolitik auch nur Spekulation sein. Es wurde auf der Webseite ja nicht mal erklärt was die Ursache der Startabbrüche war, oder im Life-Vidcast. Alles was es gibt sind einsätzige Mails an handverlesene Journalisten oder Twittermeldungen von Musk. Dann fehlt natürlich nicht das übliche Rumgemosere an Außenstehenden von Musk, wie diesmal die FAA, die ja den Start mit ihren ach so strengen Auflagen verhindert, die 50 Jahre lang weder NASA noch kommerzielle Anbieter gestört haben, wahrscheinlich weil auch vom Bodenpersonal bei denen niemand über Thanksgiving arbeiten will.

Ich hatte gehofft beim Start durch die Daten meine über die Falcon 9 präzisieren zu können. Das Verfahren ist relativ einfach. Wenn man Übergangsorbit und Endbahn kennt, dann kennt man auch die Geschwindigkeitsänderung. Damit kann man wenn die Brennzeit der zweiten Stufe bekannt ist die Leermasse der zweiten Stufe rekonstruieren. Doch da gibt es Probleme. Es werden zwischen 5 Min 20 s und 5 min 39 s als erste Brennzeit und 71 s als zweite genannt. Beide sind zusammenaddiert höher als die von SpaceX angegebene Gesamtbrennzeit von 375 s (6 min 15 s). Ich vermute dass die Stufe im Schub gedrosselt wird um 5 G nicht zu überschreiten, sonst würde bei 801 kn Schub un 5 t Leermasse man am Schluss fast 10 g erreichen, was sicher kein Satellit aushält. damit ist die Berechnung aber ungenau, weil ohne die Kenntnis des Niveaus man nur Schätzungen machen kann. Ich werds in einer ruhigen Minute trotzdem mal probieren

NORAD sieht folgendes neues Objekt in einer Umlaufbahn: (TLE Daten nach http://www.celestrak.com/NORAD/elements/tle-new.txt in lesbare Daten umgesetzt).

2013-071A
Norad: 39460U
Satcat: 13071A
Datum: 04.12.2013 13:03:23
Widerstand: -0,00000392
SGP2Widerstand: 0,0000e-0
SGP4Widerstand: 0,000
Ephemeridentyp: 0
Datensatznummer: 5
Inklination: 20.5116 °
Rektaszension: 242.6919 °
Exzentrizität: 0,8535077
Argument des Perigäums: 179.6245 °
Mittlere Anomalie: 182.6691
Umlaufdauer: 03:29:09 h
Umläufe: 0
Große Halbachse: 46238,5 km
Perigäum: 395,4 km
Apogäum: 79325,3 km

Man muss auf NORAD zurückgreifen, da SpaceX anders als ILS oder Arianespace keine Bahndaten veröffentlicht, geschweige denn das die Position im Bezug zur Aufstiegsbahn life verfolgen kann. Das braucht man nicht, bei einer Firma bei der es reicht das überhaupt ein Orbit erreicht wurde, wenn auch nicht der vorgesehene. Geplant war einer nach offiziellem Launchkit von 20,75 x 295 x 80.000 km. Dieser Orbit weicht ab. Die Inklination ist um 0,24° niedriger, das ist eine ziemliche Abweichung, das Perigäum um 100,4 km, das Apogäum um 670 km, doch das ist unkritisch bei einem so hohen Apogäum bedeutet schon eine kleine Geschwindigkeitsänderung eine starke Verschiebung des erdfernsten Punktes. SES wird sich freuen, denn der Orbit ist energieärmer als der geplante. Doch es bleiben Fragen. Zuerst dachte ich daran, dass man nach der zweiten Zündung versucht hat den Satellit auf einem möglichst energiearmen Orbit abzusetzen. Das würde die niedrigere Inklination erklären, doch nicht das hohe Perigäum, das muss schon vorher bei dem Parkorbit erreicht worden kann. Himmelsmechanisch kann man das Perigäum nicht anheben wenn man es gerade durchläuft. Eventuell wollte man die Stufe deorbitieren, doch dann muss man gegen die Bahn zünden und nicht diese anheben, zudem würde dann auch das Apogäum ansteigen.

Einen Tag später (6.12) sieht Norad zwei Objekte

2013-071A
Norad: 39460U
Inklination: 20.4887 °
Umläufe: 1
Große Halbachse: 46236,5 km
Perigäum: 391,2 km
Apogäum: 79325,5 km

2013-071B
Norad: 39461U
Inklination: 20.4709 °
Umläufe: 1
Große Halbachse: 46578,7 km
Perigäum: 423,5 km
Apogäum: 79977,6 km

Wenn man davon ausgeht, dass durch Pusher der Satellit bei der Abtrennung beschleunigt wird, dann muss er das zweite Objekt 2013-071B sein.  Die Stufe wurde also nicht debitiert oder hatte keinen Treibstoff mehr dafür.

Aber spekulieren sollen andere, davon treiben sich ja genügend rum. Ich bin jetzt nur mal gespannt wann der Thaicom startet. Seit 2010 redet Musk ja von 40 produzierten Cores pro Jahr, so langsam müssen die sich ja stapeln, aber bisher haben sie nicht mehr als einen Start pro Launchbase in 4 Monaten hinbekommen. Dieser war zwar zwei Monaten nach dem Jungfernflug, aber eben am Cape und nicht in Vandenberg. Thaikom und CRS-3 werden dann zeigen wie viel sie von ihrem optimistischen Prognosen umsetzen können.

27 thoughts on “Mininachlese zum Falcon 9 Start

  1. Na ja: SES wird mit dem erreichten Orbit zufrieden sein, und da er tatsächlich energetisch günstiger ist, kann man mal zu Space X sagen:
    „Erwartungen übertroffen“
    Kommt ja nicht sooooo oft vor.

    Es bleibt zu hoffen, dass dieser Erfolg von SpaceX den bräsigen Europäern endlich ein Feuerchen unter dem Hintern macht. (z.B. beschleunigte Erhöhung der Nutzlast der Ariane auf 12 T GTO)

    LG
    Mike

  2. Nachtrag: 2013-071B ist SES-8, den inzwischen (8.12) wurde der apogäumsmotor gefeuert und der Satellit hat nun einen höheren Orbit mit geringerer Inklination
    2013-071B
    Norad: 39461U
    Satcat: 13071B
    Datum: 06.12.2013 13:32:09
    Widerstand: -0,00000338
    SGP2Widerstand: 0,0000e-0
    SGP4Widerstand: 0,000
    Ephemeridentyp: 0
    Datensatznummer: 2
    Inklination: 6.1909 °
    Rektaszension: 242.8341 °
    Exzentrizität: 0,61367
    Argument des Perigäums: 179.9014 °
    Mittlere Anomalie: 40.7449
    Umlaufdauer: 10:29:03 h
    Umläufe: 2
    Große Halbachse: 53787,0 km
    Perigäum: 14401,4 km
    Apogäum: 80416,3 km

    2013-071A blieb auf der Bahn auch wenn diese sich leicht geändert hat, ich vermute Störeinflüsse von Erde/Mond/Sonne die sind bei einem so hohen Apogäum zu erwarten.

  3. Scheint mir Sie hoeren auf so viel ueber SpaceX zu schreiben da alles bei denen gut laeuft. Wird halt immer schwieriger negatives ueber SpaceX zu finden 😉
    Seit Jahren mosern Sie rum, dass aus denen nichts wird und dass alles ach so schlecht ist.
    Ich glaube es wird langsam mal Zeit, dass Sie einsehen, dass vielleicht etwas dran ist an dieser Firma. Vielleicht ist SpaceX ja ein Bisschen besser als Sie am Anfang vermutet haben.

  4. Was bei denen besonders gut läuft ist die große Klappe. Auch wenn es Erfolge gibt, sie bleiben weit hinter dem Versprochenen zurück. Wo sind denn die vielen Satelliten, die SpaceX schon vor Jahren starten wollte? Oder die angekündigte (oder sollte man angedrohte sagen) Produktion, die mehr Nutzlast transportieren könnte, als sämtliche Länder zusammen starten. Was wirklich zählt ist nicht die Produktion von Ladenhütern, sondern das was man auch verkaufen kann. Was darüber hinausgeht ist ein reines Verlustgeschäft. Aber um solche Binsenweisheiten braucht sich der große Guru ja nicht zu kümmern…

  5. @Yuri: lies die ersten zwei Sätze und Du weist warum ich so wenig schreibe. Es gibt so wenig über das man schreiben könnte. Selbst die Chinesen haben ja spaceX kopiert: Videos vom Start von Chang’E-3 aber keinerlei Details über die sonde selbst.

  6. Hat die Wiederverwendbarkeit also diesmal endlich geklappt? Ach so, das wissen wir erst, wenn die Hardware auch beim zweiten Start funktioniert, somit ist es jetzt noch zu früh, darüber zu spekulieren.

    War es demnach verfrüht, die DDR und schon abzuschreiben, schliesslich geben deren Methoden mit Space-X ein grandioses Come-Back..

  7. Auf den Beitrag warte ich schon seit Jahren. Einfach in einem gängigen Format zuschicken an bl at websitename.

    Zum Kommentar: ich sehe keinen Grund meine Meinung zu ändern. Zum einen dreht sich bei mir primär um die Informationspolitik, die sich auf Twittermeldungen oder Video beschränkt. allerdings Videos ohne eingeblendete Angaben wie bei Arianespace. Daneben natürlich noch die Übertreibungen (nach dem Start „the most reliable Launch provider,“ wenn sich der start un 7 Monate verzöget hat und ide Bahnparameter nicht eingehalten wurden und es auch der erste ist, wie kann man dann „zuverlässig“ sein).

    Eine andere Seite ist die Technik und da habe ich bisher recht behalten. Ich habe eine Wette gewonnen, als ich schon 2008 die Nutzlast der Falcon 1.0 auf wenige Hundert Kilo genau berechnet habe ohne die genauen Daten der Rakete zu kennen und mit diesem Start, das scheint auch keiner bemerkt zu haben, ist die GTO Nutzlast auf 3,2 t gesunken, denn wie SpaceX selbst schrieb haben sie die stufen betrieben bis kein Triebstoff mehr vorhanden war. Die 4,8 t Angabe bezieht sich aber auf einen GTO mit 28 Grad, den kein Satellitenbetreiber akzeptiert.

    Ich weiss das bei der SpaceX Fangemeinde Details nichts zählen wie monatelange Verzögerungen, revidierte Nutzlasten oder Trägerangaben oder das bisher fast alle Orbits nicht mal die laxen Angaben im Usermsmanual erreicht haben (diesmal volle 100 km Abweichung im Perigäum, damit ist die Rakete definitiv bei allen erdnahen Missionen unbrauchbar), aber für jemanden der sich ernsthaft mit Raumfahrt beschäftigt sind diese wichtig.

  8. „Thomas Altorfer meint:
    …Hat die Wiederverwendbarkeit also diesmal endlich geklappt? …“

    Hi Thomas,

    Wiederverwendung bzw. Kontrollierter Sinkflug der Erststufe wurde bei SES-8 nicht versucht, auch bei Thaicom wird das nicht versucht werden, erst wieder beim nächsten Dragonflug zur ISS CRS-3. Offizielle Begründung: Der Satellitenbetreiber möchte alle Reserven der Rakete zugesichert haben um den GTO mt der neuen Trägerakete möglichst sicher zu erreichen. Inoffiziell bzw. wie es Bernd schon erklärt hat, die Falcon kann offenbar gar nicht mehr als den 3,2 t SES-8 in einen niedrieger inklinierten GTO wuppen…

    Spekulation zum höheren Perigäum von mir: Womöglich ein Performacetest, schliesslich sagt SpaceX selber sie haben allen Treibstoff verbrannt, und man hat die Oberstufe nochmal kurz gezündet was das Perigäum etwas anhob sowie die Inklination noch etwas abbaute. Gut möglich das mit daraus gewonnenen Erkenntnissen in Zukunft die Orbits etwas genauer erreicht werden können. Es dürfte auch so sein das das Merlin Vac einfach zu viel Schub für die leichte Oberstufe hat und es so schwerer ist als gedacht einen Orbit mit hoherer Genauigkeit zu treffen….

    Kritikpunkt an alle dem ist eben die Informationspolitik. Kein Kommentar warum der Orbit so stark von Angaben im Presskit im Vorfeld abweicht…

    Gruß, Gerry

  9. Also der Orbit ist ein Rätsel, schon der im Presskit angegebene war relativ hoch vor allem für die kurze Brennzeit der stufen (das bei Trägern wie Ariane 5 ECS mit Gesamtbrennzeiten von 1500 s das Perigäum hoch liegt ist klar, aber hier liegt man bei 500 s Gesamtbrennzeit).

    wer sich himmelsmechanisch auskennt weiss, dass man das Perigäum nur beim Aufstieg anheben kann, das heißt schon die Parkbahn muss diesen fernsten Punkt gehabt haben. Denkbar wäre z.b. beine Parkbahn die nicht kreisförmig ist und ein hohes Apogäum hat. Zündet man dann nach 18 Minuten nochmals, so hat das Gespann schon über 400 km Höhe erreicht und wenn man dann den Orbit aufweitet dann resultiert das hohe Perigäum.

    Mit Sicherheit ist mit der zweiten Zündung aus himmelsmechnaischen gründen die Anhebung nicht möglich, wenn die Bahn vorher niedrig ist (wie will man eine Bahn in 400 km Höhe anheben, wenn man auf 200 km Höhe ist?)

  10. Tja Yuri, man darf bei der in letzter Zeit reduzierten SpaceX-Kritik auch nicht vergessen das in den vergangenen Monaten etwas ruhiger um die Firma geworden ist, zumindest was deren Ankündigungen betrifft.

    Erinnert euch noch an den Sommer, da hatte man das Gefühl SpaceX müsste, um die Verzögerungen mit der Falcon 9 V1.1 zu kaschieren, ständig etwas neues ankündigen. Der dauerhafte Hype um den Grasshopper, Elon Musks Präsentation des Hyperloop, Gerüchte um einen Marstransporter, die Darstellung als wäre die Falcon 9 V1.1 schon Quasi ein fertiges wiederverwendbares System sind hier nur einige Beispiele. Da gab durchaus genug zu hinterfragen und zu kritisieren.

    Trotz dieser miserablen Öffentlichkeitsarbeit ist es SpaceX ja durchaus zu wünschen den Trägermarkt etwas aufzumischen und die letzten beiden Starts lassen ja hoffen, dass sie sich wirklich etablieren könnten. Zumindest wird jetzt wenigstens mal gestartet und nicht nur versprochen.

    Aber ob die Falcon 9 V1.1 so Leistungsstark ist wie versprochen, ob die Ingenieure deren Pre-Start-Probleme endlich in den Griff gekommen, ob die Falcon Heavy mal kommt und das hält was sie verspricht, ob die DragonRider-Entwicklung vorankommt und auch von der Nasa weiter finanziert wird, ob die Falcon9 V1.1 wirklich als wiederverwendbarer Träger ökonomisch betreibbar ist, ob das Unternehmen überhaupt nachhaltig wirtschaftet, insbesondere wenn die Nasa Aufträge ausfallen oder auslaufen sollten…
    DAS alles ist nach wie vor offen und lässt mich in dieser Gesamtheit in Skepsis auf das Unternehmen schauen.

  11. Natürlich ist SES mit dem Orbit zufrieden, hast Du den Beitrag nicht gelesen? Es geht vielmehr um Eigenschaften eines Trägersystems. Wenn es einen höheren Orbit erreicht ist das bei GTO günstig, aber nur dann. Bei Planetenmissionen kann das das aus bedeuten und für wissenschaftliche oder Erderkundungssatelliten die in einem bestummten Orbit landen müssen auch. Die einzigen Träger die sonst solche Abweichungen haben sind Feststoffraketen. Bei der Pegasus landeten in der frühen Phase einige Satelliten in Orbits mit starken Abweichungen. Diese Missionen wurden als gescheitert angesehen.

    [Edit]: Auch andere teilen meine Einschätzung:
    SES-8
    —–

    SpaceX carried out its first geostationary transfer launch on Dec 3.
    Payload was the SES-8 satellite, a 3100-kg Orbital Star-2.4 for SES
    World Skies. The second flight of the uprated Falcon 9 v1.1, and its
    first from Cape Canaveral, appears to have been a complete success.
    After reaching parking orbit the second stage reignited at 2308 UTC and
    placed SES-8 in a 423 x 79977 km x 20.47 deg supersynchronous transfer
    orbit. SpaceX does not appear to have released the parameters of the
    parking orbit but it appears to have been around 300 x 400 km x 28.5
    deg. [Note: this analysis is based on the tracking data which was
    probably taken at high altitudes, so the perigee estimate may be
    inaccurate]. Around 1545 UTC on Dec 5 SES-8 reached first apogee and raised
    its orbit to 14401 x 80416 km x 6.2 deg.

    http://planet4589.org/space/jsr/latest.html

  12. Apropos Wiederverwendbarkeit: irgendwie frage ich mich ob es wirklich besser ist powered landing durchzuführen anstatt zumindest für die Flugphase irgendwie aerodynamische Flächen oder zumindest einen Fallschirm zu verwenden.

  13. Die Frage ist, ob das hohe Perigeum nun Absicht war oder Zufall. Wenn es Zufall war, dann hat SpaceX ein Riesenproblem an der Backe, bei Absicht sollte SpaceX mal ihre Informationspolitik überprüfen.

    jedenfalls ist die Falcon 9 mit ihrer gegenwärtigen Nutzlast von 3 T GTO nur bedingt Konkurrenzfähig….
    des weiteren stellt sich meiner Wenigkeit die Frage, wie die Falcon Heavvy mit 3 Cores (deren Performance ja halbwegs bekannt ist) und einer Oberstufe dann 15 T plus Manöveriermasse um die Inclination abzubauen in den GTO bringen will.
    Aber dies bleiben die Rätsel der Nichtinformationspolitik von SpaceX.

  14. Die Dragon Kapsel gelangt aber auch nicht in einen geostationären Transferorbit, sonder in eine niedrige Erdumlaufbahn, für die der Geschwindigkeitsbedarf wesentlich geringer ist.

  15. Eben!

    indem wir zweimal starten, erhöhen wir die Startrate und senken damit die Kosten pro Mission.

    Einen Keks für wer den Rechenfehler findet! Und erst noch was für einen: ein Prototyp-Exemplar des Versuchs, Bernds Rezept für Schoko-Cornflakes nachzumachen.

  16. Zur Höhe des Perigäums: Wenn man im Perigäum selber zündet, kann man diese nicht ändern. Doch brennt die Oberstufe ja fast eine Minute, und während dieser ändert sich die Flughöhe, so dass abhängig vom genauen Schubvektor am Ende auch eine gewisse Anhebung oder Absenkung der Perigäums erfolgen kann. Es sollten aber keine 120 km sein.

    Von daher ist die wahrscheinlichste Erklärung für das Perigäum, dass das Parkorbit nicht rund, sondern eine 300×400-km-Ellipse war. Folglich hat die zweite Brennphase der Oberstufe nicht in 300 km Höhe, sondern in 400 km Höhe begonnen. Geht man davon aus, dass die Beschleunigung zum Zeitpunkt des ersten Brennschluss 3,8g betrug, dann reicht bereits eine Verzögerung von 2s beim Brennschluss, um aus einer 300×300-km-Bahn eine 300×400-km-Bahn zu machen!

    Angesichts dessen, dass SpaceX weiß, dass sie auch in der Vergangenheit die Orbits nicht so wahnsinnig genau getroffen haben, verstehe ich, dass sie bei dieser Mission die Steuersoftware so programmiert haben, dass sie den ersten cut off der Oberstufe lieber eine Sekunde zu spät als eine Sekunde zu früh durchführt.

    Klar gibt es Missionen, da muss die Oberstufe die Zielgeschwindigkeit mit einer maximalen Abweichung von ±1 m/s erreichen und nicht mit ± 77 m/s wie hier beim Parkorbit, aber diese Missionen sind halt derzeit noch nichts für SpaceX. Bei GTO oder CRS ist es hingegen kein Problem, wenn die Startrakete um 50 m/s überperformt.

    Spätestens bei DSCOVR muss SpaceX das natürlich genauer hinkriegen, sonst fliegt der Satellit weit über seinen Zielpunkt (L1) hinaus. Da DSCOVR zudem sehr leicht ist, wirkt sich verspäteter oder verfrühter Brennschluss entsprechend noch stärker aus. Aber bis dahin kann SpaceX noch etwas üben, jetzt ist erstmal Thaicom dran.

    Insgesamt muss man m.E. wirklich loben, dass SpaceX bei sieben von sieben Starts der Falcon 9 in zwei unterschiedlichen Versionen jeweils die Primärmission erfolgreich abgeschlossen hat. Beim vierten Start ist die Sekundärmission gescheitert. da nach Triebwerksausfall bei der Unterstufe die Oberstufe mehr Treibstoff bis zum ersten Orbit benötigte und dann das zweite Orbit (für die Zusatznutzlast) nicht mehr sicher erreichen konnte. Zum Vergleich: Unter den ersten fünf Starts der Basis-Version der Ariane 5G und den ersten zwei Starts der verstärkten Ariane 5 ECA gibt es ebenfalls einen Teilerfolg zu verbuchen, aber *zusätzlich* zwei komplette Fehlschläge.

    Abzuwarten bleibt, ob SpaceX die Startrate steigern kann, ohne, dass es deswegen zu Fehlern kommt. Mit drei Starts dieses Jahr, davon zwei Starts mit einer neuen Version, haben sie sich im Vergleich zum Vorjahr aber bereits verbessert. Sie zeigen auch, dass sie auf Fehler reagieren können, wie das Einfrieren des Treibstoffs beim ersten Start der Falcon9 v1.1, das bei dieser die Test-Mission der Oberstufe verhinderte, aber das dieses Mal offensichtlich nicht mehr passierte. Auch scheinen keine Teile mehr von der Oberstufe abgefallen zu sein, zumindest gibt es auch keine Orbitdaten unerwarteter Objekte.

    Die Außenkommunikation von SpaceX ist eine Katastrophe, ohne Zweifel, und man trägt dick auf. Das wird sich bessern, wenn das Unternehmen erwachsener wird, oder es wird gar irgendwann den Erfolg von SpaceX limitieren. Schlussendlich will Elon Musk ja dahin, regelmäßig Menschen in den Weltraum zu befördern, und das wird nur gehen, wenn diese sich auch sicher fühlen.

    Kai

  17. > Schlussendlich will Elon Musk ja dahin, regelmäßig Menschen in den Weltraum zu befördern, und das wird nur gehen, wenn diese sich auch sicher fühlen.

    Du sagst es, wenn sie sich sicher fühlen, nicht wenn sie es wirklich sind. Dazu muß man den Leuten nur intensiv genug einreden, daß sie sicher sind. Und die Leute besoffen reden kann SpaceX ja nun wirklich gut.

  18. Sicher fuehlen geht hand in hand mit sicher sein.
    Mal ne frage weil das hier oefters angesprochen wird: Kann mir jemand auflisten in welche umlaufbahnen SpaceX’s frachten sich befinden sollen vs. in welche umlaufbahnen die sich tatsaechlich finden.

  19. Ich habe die Beiträge mit Interesse gelesen und mir fällt dabei etwas auf: Die Spekulationen sind interessant und werden durch die minimalen Informationen von SPACEX genährt. Man sollte nur etwas nicht vergessen: SPACEX ist ein privates Unternehmen und ist ihren Kunden verpflichtet und nicht der Oeffentlichkeit. Ich bin sicher das diese sehr viel besser informiert sind, denn sonst würden diese sich sicher nicht mit SPACEX einlassen. Und bei diesen Firmen und der NASA sind sicher Spezialisten, die Tatsachen von blossen Worte unterscheiden können.
    Der offensichtliche Erfolg von Falcon 9 begeistert mich, weil es von einem Team erarbeitet wurde das voll motiviert sein muss und weniger eingeengt arbeiten kann, wie bei der NASA oder ESA. Und Elon Musk muss man zugestehen, dass hinter seinen Worten und Taten auch ein Mut zur Innovation, eine rechte Zielstrebigkeit und eine grosse Intelligenz steht – gestützt natürlich von seinen finanziellen Möglichkeiten.

    LG
    Gerd

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