Die Mondumrundung der Dragon

Zuerst dachte ich, ordne ich den Beitrag der nun kommt, wieder als „Satire“ ein. aber da wahrscheinlich alle beim Stichwort SpaceX erst mal schauen ob es sich um Satire handelt und ich auch meinem Grundsatz treu bleiben möchte, das wenn das Hauptthema ein technisches Problem ist, es unmöglich ist und das bei diesem Thema nicht der Fall ist ordne ich es mal wieder unter Raumfahrt ein.

Es geht um den Erstflug der Falcon Heavy. Warum nutzt man ihn nicht um eine Dragon zum Mond zu bringen und wieder zurück? Der Flug hat keinen zahlenden Kunden, Dragons hat SpaceX schon vier rumstehen (sie müssen zumindest bei den COTS/CRS Flügen jeweils nach Vertrag eine neue bauen) und so wäre es für die Firma kostenfrei. Was wäre der Nutzen? Nun vor allem, und das weiß niemand besser als die Verantwortlichen bei SpaceX, ist es Aufmerksamkeit. Man kommt in den Medien vor, man kann damit werben, es macht Politiker auf die Firma aufmerksam, was sicher nicht schlecht ist, wenn noch zwei Drittel bis drei Viertel der Aufträge von der NASA oder dem DoD kommen.

Aber zuerst mal ein Update für alle die die Firma nicht so sehr verfolgen. Ich sagte ja schon früher, dass man die Raketen für die angebotenen Preise und zu den angegebenen Entwicklungskosten nur fertigen kann, wenn man spart. Und das zeigte sich auch in den letzten Wochen. Im März erst wurde die Qualifikation des Merlin !D (alleine) abgeschlossen. Nach nur 28 Tests mit 1970 s Betriebszeit. Das ist nichts, verglichen mit dem anderen Triebwerken. 1970 s Betriebszeit sind gerade mal die Gesamtbetriebszeit aller Merlin Triebwerke bei einem Flug der Falcon 9. Woanders sind Tests über 50 bis 200 Missionen Flugzeit üblich, alleine schon um statistisch sicher zu sein, versteckte Fehler zu finden. Die Folgen zeigten sich in den letzten zwei Wochen, beim Test aller 9 Triebwerke zusammen (bisher nur einzeln). Vier Anläufe hat SpaceX seit dem 31.5.2013 unternommen. Sie wurden nach 2 s, 10 s, 112 s und 70 s abgebrochen. Einmal brach eine Triebwerksaufhängung und es flogen teile weg, einmal brach ein Feuer aus. Damit das nicht passiert, testet man eben nicht nur über eine Mission. Nach 2 s ist man noch vor dem Abheben, der Ausfall nach 10 s hätte zu einer Katastrophe geführt, zu diesem Zeitpunkt hat die Rakete noch nicht so viel Treibstoff verbraucht als dass sie diesen Ausfall abfangen kann.

Was mir allerdings neu war, ist das die Preise auch auf Kosten der Belegschaft gehen. SpaceX Angestellte sollen „freiwillig“ 12-14 Stunden pro Tag arbeiten. Sie werden über Firmenanteile gebunden – den Trick kenne ich schon von Microsoft. So hat Bill Gates seine Programmierer gebunden. Sie bekamen Firmenanteile, die erst etwas wert waren wenn Microsoft an die Börse ging, was er erst tat als der interne Druck in der Firma sehr groß wurde und Leute die Firma verließen und die Aktienoptionen verfallen ließen, die sie beim Wechsel verloren. Sie hatten keine Lust mehr zu warten. Programmierer bei SpaceX möchte ich auch nicht sein. Wer dort einen Fehler macht der zum Stopp eines Compilerlaufs führt neben den wird ein Papp-Justin-Bieber platziert. Bei uns wäre das ein Grund den Betriebsrat aufzusuchen, wenn nicht Mobbing. Bei SpaceX isst man stolz auf solche Praktiken. Klar so kann man sogar China im Preis schlagen. Denn selbst in China wird ausführlich getestet und Leute gut bezahlt, im Prestigesektor Raumfahrt sogar besonders gut.

Dann gibt es nach 9 Monaten nun auch eine Erklärung für die Engine Anomaly, die auch nach wie vor „Anomaly“ heißt beim vorletzten Start. Es gab zwei Lecks in der Brennkammer, die zum Abschalten führten. Es gab zum einen einen Materialfehler bei der Fertigung und zweitens war das Triebwerk mehreren zu hohen Belastungen gleichzeitig ausgesetzt. Jede einzelne scheint im Toleranzbereich gewesen zu sein.

Ansonsten ist das schon zu viel geschrieben für die Bedeutung der Firma. Arianespace hat bis heute 8 Starts 2013 bekommen. SpaceX gerade mal zwei, wobei der zweite nur zustande kam, weil verschärfte ITAR Exportrichtlinien einen Start auf einer Langen Marsch verbieten. Wenn die Regierung SpaceX noch weiter unterstützen will, wird sicher sicher bald auch Frankreich auf die ITAR Liste setzen.

Aber zur Idee: Wenn der Falcon Heavy Jungfernflug ohne Nutzlast ist, warum ihn nicht sinnvoll nutzen? Das Ziel: Der Mond. So würde es gehen: eine Falcon 9 bringt in einer ersten Zündung zuerst die Oberstufe und eine Dragon Kapsel in einen Orbit. Beim Überqueren der Bahnebene des Monds, zündet die Oberstufe erneut und bringt die Dragon auf einen Kurs zum Mond. Kurskorrekturen auf dem Weg dorthin und zurück zur Erde führt die Dragon aus, sie hat dafür Treibstoff in ausreichender Menge an Bord, der ausreichen muss um auch eine voll beladene Kapsel im Orbit anzuheben und später zu deorbitieren. Im einfachsten Szenario umrundet die Dragon nur den Mond. Durch die offenen Fenster könnte eine HD-Videokamera Aufnahmen der Mondumrundung  machen oder die Erde gegen das Weltall aufnehmen. Wer hat diese faszinierenden Bilder vergessen? Die einzige Änderung die nötig wäre, wäre ein Hitzeschutzschild, der stärker ist und den Eintritt mit Fluchtgeschwindigkeit (doppelte Energiemenge) aushält. Dieses Szenario ist in jedem Falle möglich. Eine Dragon wiegt leer je nach Quelle maximal 4,9 t, dazu kommen noch maximal 1,29 t Treibstoff hinzu, zusammen also 6,2 t. Bei 45 t LEO Nutzlast reicht dies in jedem Falle aus, eine Kapsel auf eine Freiflugbahn um den Mond zu bringen, so wie dies Russland mit ihren Sond 4-8 machte. Die Freiflugbahn führt die Kapsel automatisch zurück zur Erde.

Interessanter und herausfordernder ist es in einen Mondorbit einzubremsen, dort einige Tage zu bleiben und ihn dann wieder zu verlassen. Dazu brauchten die Apollomissionen mindestens 1800 m/s. Mit Reserve bin ich von 2000 m/s ausgegangen. Das Manöver müsste von der zweiten Stufe durchgeführt werden, die dazu natürlich besonders isoliert sein muss, damit der flüssige Sauerstoff vorher nicht verdampft. Das der Treibstoff reicht, ist nun nicht so offensichtlich, da muss man rechnen. Da die Daten der Falcon 9 v1.1 noch unbekannt sind, habe ich einfach mal eine entsprechend dem höheren Startgewicht gestreckte Stufen angenommen. Die Booster sollen den von SpaceX angegebenen Strukturfaktor von 30 aufweisen. Das Resultat: Ohne Crossfeeed kann eine Falcon Heavy 6190 kg Nutzlast zum Mond befördern. Es verblieben noch 5500 kg Treibstoff in der letzten Stufe. Bei einer Trockenmasse der zweiten Stufe von 4100 kg und einem spezifischen Impuls von 3355 m/s reicht das nicht aus um die Umlaufbahn wieder zu verlasen (delta-V 1439 m/s). Mit Crossfeed sind es 8500 kg in der letzten Stufe, das reicht aus (Delta-V: 2020 m/s). Nur bezweifele ich dass sie Crossfeed schon beim ersten Start ausprobieren werden, das erhöht das Risiko. so bleibt immerhin noch ein Mondumflug.

Was ich in jedem Falle mitführen würde, sind einige Lebewesen. Schließlich will die Firma langfristig ja Astronauten befördern. Russland schickte mit ihren Sond auch Tiere mit, die eine Woche ohne Nahrung und Wasser auskommen wie Schildkröten. Auch einige Säugetiere, die uns näher stehen und empfindlicher auf Temperaturschwankungen reagieren, kommen so lange ohne Wasser aus. Bei Skylab flogen Taschenmäuse mit, die bei einem Nahrungsressorivor ohne Wasser über Wochen auskommen sollten. Ein Mondumflug dauert 7-8 Tage, das wäre also kein Problem. Bislang flogen keine Lebewesen mit. Bei den ISS Versorgungsflügen dürfen Tiere nicht mitfliegen und beim ersten Einsatz der Vollversion der Dragon hat man nichts riskiert und einen Käse mitgeführt.

Wenn der Flug klappt könnte er auch SpaceX auch ein neues Geschäftsfeld eröffnen: Mondflüge, denn mit der Cross-Feeding Variante kann man ja in eine Umlaufbahn einschwenken. Astronauten und Innensysteme wiegen zwar auch was, doch wenn man den Treibstoff für die Dragon reduziert (es werden a nur kleine Kurskorrekturen gemacht, keine Ortbitänderungen bei ISS-Missionen) und vielleicht nur einen elliptischen Orbit anstrebt, dann müsste das gehen. Das wäre sicher für entsprechend betuchte interessant – es gibt einige Hundert Astronauten, doch den Mond umrundeten  nur 25. Zudem kann man die Erde aus der Ferne sehen, sicher ein umwerfendes Ereignis. Die Mehrkosten wären eigentlich nur die höheren Startkosten von 70 Millionen Dollar, teilt man das durch 7 Astronauten, so sind es 10 Millionen oder ein Drittel mehr als SpaceX von Bigelow für LEO Transport bekommt.

Was gemacht werden müsste wäre eine Isolation der dritten Stufe, zumindest des LOX-Tanks. Bei der Centaur die noch empfindlicher ist (LH2 Tanks) hätte eine Isolation für einen 14 Tage Betrieb 657 kg gewogen. Dabei ist deren Tank in etwa gleich groß wie die Falcon 9 Zweitstufe. Das Mehrgewicht wäre zu verschmerzen. Heute würde man wahrscheinlich intelligenter vorgehen und ein Sonnensegel aufspannen, das die Erhitzung des LOX-Tanks verhindert und ihn nur mit einer dünnen Polyurethanschicht belegen, die die Wärmeaufnähme durch Infrarotstarhlung der Erde und des Monds verhindert. Das wäre weitaus leichter.

In der Summe halte ich es durchführbar. Man sollte zumindest den Umflug versuchen.

5 thoughts on “Die Mondumrundung der Dragon

  1. Der Mann ist inzwischen nur noch peinlich. „Die Konzepte setzen allerdings alle auf einen Vakuumtunnel. In dem Hyperloop-Tunnel werde allerdings kein Vakuum herrschen, erklärte Musk in einem weiteren Tweet.“

    Bei mehr als Mach 2 wird das richtig lustig werden, weil die Luft im tunnel ja kaum Platz zum Ausweichen hat….

  2. Wenn er kein Vakuum haben will, wozu braucht er dann überhaupt einen Tunnel? Und ohne den bleibt nur eine normale Magnetschwebebahn übrig. Unterm Strich nichts als geistiger Durchfall.

  3. Naja vielleicht braucht man den Tunnel damit das Teil bei der bewährten Space-X-Technik nicht entgleist, äh Entschuldigung, es eine Anomalie gibt.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.