Ich weis, einige wollen schon nichts mehr davon hören, andere werden nun wieder sagen, ich betreibe „SpaceX-Bashung“. Aber Leute, wenn ihr Fußball spielt, freie Schussbahn auf das Tor habt, der Torwart weit abwärts steht und jemand euch den Ball direkt vor den Fuß spielt, schießt ihr dann nicht auch? Diese Firma wirft ja nur so mit Steilvorlagen für Kritiker um sich.
Also: Dieses Jahr gibt es wahrscheinlich KEINEN einzigen Start. Trotzdem gibt es immer verrücktere Ankündigungen, von Schwelastraketen über Marsmissionen bis nun zu dem neuesten: der vollständig wiederverwendbaren Falcon 9. Dazu gibt es auch ein Video. Also was kann man davon ableiten? Die Falcon 9 Erststufe soll zuerst abgebremst durch drei, dann durch ein Triebwerk landen. Obwohl die Stufe sehr schlank ist und bei einer leeren Stufe schon ein Triebwerk einen zu hohen Schub hat, sind keine Stabilisierungstriebwerke vorgesehen.
Die zweite Stufe soll analog auf Stelzen landen, wobei die Firma meint mit einem kleinen Schild an der Nutzlastseite die Reibungshitze abfangen zu können. (Und dies obwohl durch das Triebwerk, der Schwerpunkt auf der anderen Seite liegen dürfte).
Tatsache ist: Bisher hat nicht einmal das Bergen der ersten Stufe mittels Fallschirmen bei mindestens 5 Versuchen geklappt und nach dem letzten Start wurde beim Wiedereintritt die Stufe regelrecht zerlegt. Das bedeutet, selbst wenn ich davon ausgehe, dass dieses Manöver klappt, die Struktur deutlich verstärkt werden muss. Sie wird also erheblich schwerer werden. Bei der zweiten Stufe sind die Belastungen noch höher und es kommt noch der Hitzeschutzschild dazu.
Das zweite ist, dass die Stufen noch Treibstoff benötigen. Auf dem Video sind keine Fallschirme erkennbar. Das bedeutet dass sie mit hoher Geschwindigkeit, typisch 1000 km/h also rund 300 m/s auf die Erde zurasen. Es wird muss diese Geschwindigkeit vernichtet werden. Dazu kommt noch Treibstoff um zu schweben oder weichzu landen. Wenn man 10 s dafür rechnet ist man bei 400 m/s Geschwindigkeitsbedarf, wofür man entsprechende Treibstoffvorräte vorsehen muss. Auch der Schub des Merlin 1D ist nicht beliebig reduzierbar. derzeit soll es 122 kklbf (543 kN) auf Meereshöhe entwickeln und auf 70% im Schub drosselbar sein. Da der Schub kleiner als g*Gewicht sein muss, wenn die Rakete nicht wieder in den Himmel abheben soll, wird die Stufe bei der Landung also >38 t wiegen. Nach anderen Angaben soll bei der derzeitigen Falcon 9 Heavy das Voll/Leergewichtsverhältnis von 30 vorliegen, was bei einer etwa 400 t schweren Stufe nur 13,3 t entspricht. Die Bergung macht sie also erheblich schwerer, Dazu kommt noch der Treibstoff der benötigt wird.
Noch schwieriger ist das bei der zweiten Stufe, die anders als im Video gezeigt, garantiert nicht mit dem Schub des Haupttriebwerks landen kann – sie ist viel zu leicht dafür. Die zweite Stufe benötigt zusätzlichen Treibstoff um auch noch den Orbit zu verlassen, etwa 200 m/s sind dazu nötig.
Das alles wird Nutzlast kosten. Rechnet man mit einer 50% höheren Stufenmasse bei der ersten und 100% höheren Masse bei der zweiten Stufe und setzt dann noch Treibstoffreserven für 400 bzw. 600 m/s Kurskorrekturen an, so reduziert dies die Nutzlast von 16 auf 9,2 t. (Persönliche Abschätzung des Autors, genaue Daten sind natürlich nicht verfügbar). Wenn, was wahrscheinlicher ist, wir erheblich höhere Lehrmassen haben, dann entsprechend weniger. Die Bergung der ersten Stufe kostet bei diesem obigem Szenario rund 2.600 kg Nutzlast, die der zweiten rund 4.200 kg Nutzlast. Natürlich ist das nur eine Schätzung von mir.
Allerdings kann man vergleichen: Die Kistler K-1 war auch völlig wiederverwendbar ausgelegt. Sie sollte bei 383,1 t Startmasse nur 4,6 t Nutzlast aufweisen und setzte dieselbe Treibstoffkombination wie die Falcon 9 ein. es ist daher anzunehmen, dass diese in etwa den gleichen Nutzlastanteil aufweist, was bei 480 t Startmasse rund 5,8 t sind – sogar noch weniger als meine Schätzung.
Immerhin gibt Elon Musk zu, dass es schwierig ist, aber dann verlässt ihn wie immer der Bezug zur Realität: „If it does work, it’ll be pretty huge,” Musk said. “If you look at the cost of a Falcon 9 … it’s about $50 [million] to $60 million. So obviously, if we can reuse the rocket, say, a thousand times, then that would make the capital cost of the rocket for launch only about $50,000.”. Lieber Elon: alleine der Treibstoff, rund 450 t für deine Rakete wird rund 175.000 $ kosten, wenn Du keine Steuern zahlst und kein Sauerstoff verdampfft und 1000 Flüge? Gabs da nicht mal ein System das auch so billig war und nur 100mal starten sollte? Ich bezweifele dass das Triebwerk dies durchhält. Normale nicht wiederverwendbare Triebwerke kann man etwa zehnmal verwenden, das Shuttle-SSME, das wiederverwendbar sein sollte 55-mal. Wie immer, Elon hat keine Ahnung von dem was er spricht. Und wenn das schon beim Chef so ist, wie muss es dann erst in den unteren Etagen aussehen….?
Mit jeder neuen Ankündigung nimmt mein Respekt vor SpaceX ab. Die Schere zwischen erreichtem und Ankündigungen nimmt immer weiter zu. Die Ankündigungen werden immer futuristischer oder technisch anspruchsvoller bzw. es kann bezweifelt werden ob sie technisch umsetzbar sind. Im Gegensatz dazu gibt es in 6 Jahre gerade mal 6 Flüge, nur einer war nicht ohne Probleme. Irgendwie erinnert mich das an die FDP – auch da vermisst man Taten, stattdessen gibt es laufend neue Ankündigungen und unpassende Kommentare.
