Nachdem ich ja schon meine Alternative zur SLS skizziert habe, wende ich mich heute mal dem leistungsfähigsten verfügbaren US-Träger widmen und untersuchen ob diese zu einer Schwerlastrakete ausgebaut werden kann. Schließlich wird SpaceX nach dem eigenen 5-Jahresplan bald alle weltweiten Starts durchführen und dann wird sich sicher auch bald die NASA auflösen und die US-Regierung die Summen für die Weltraumfahrt gleich direkt an SpaceX überweisen.
Die Falcon Heavy hat mit einer Nutzlast von 45/53 t (ohne/mit Crossfeeding) eigentlich eine Nutzlast die groß genug wäre, wenn man sie zum Mars bringen könnte. Nur ist das die Nutzlast im Erdorbit nicht zum Mars. Es gibt die Alternative das man dann eine Nutzlast in einen Erdorbit bringt, weitere Raketen koppeln an die Nutzlast an und heben sie stufenweise an. Mit vier Starts könnte man mehr als 50 t zum Mars bringen. Interessanterweise denkt keiner an diese ökonomische Vorgehensweise. Selbst SpaceX will ja eine neue Schwerlastrakete entwickeln. Dabei könnte man so ohne Hetze nach und nach mit Falcon Heavy die Nutzlasten anheben und zum Schluss dann auf Marskurs bringen. Eine dauernde Produktion, niedrige Produktionskosten und keine Entwicklungskosten wären meiner ansicht nach eigentlich genug Pluspunkte.
Doch die Falcon Heavy ist ja noch ausbaubar. Sie hat zwei Booster. Geometrisch passen aber sechs um die Zentralstufe. Sie sind auch schubstark genug, dass diese die Zentralstufe anheben können ohne das die mit ihnen gezündet wird. So wird die Rakete dreistufig. Die Nutzlast steigt auf 107 t in den LEO und 35 / 29 t zum Mond / Mars. Man müsste also nur mehr clustern, doch scheint das nicht so einfach zu sein, schließlich hinkt die Falcon Heavy schon zwei Jahre hinter dem Zeitplan hinterher. Wie Shotwell selbst sagt „Eigentlich sollte es doch ganz einfach sein ein paar Booster zusammenzufügen“.
Allerdings ist die Rakete nicht optimal für diese Aufgabe. Die Ausrüstung für Marsexpeditionen ist schwer und voluminös. SLS und Ares haben Stufen von 8 bzw. 10 m Durchmesser. Die Falcon 9 ist dagegen ein Spargel mit 3,60 m Durchmesser. Man kann zwar die Falcon 9 mit einer so großen Nutzlastverkleidung versehen, doch ob das bei einem so großen Durchmesserunterschied von Stufe und Verkleidung gut ist? Die aerodynamischen Kräfte an der Basis wären enorm. Besser wäre es die Zentralstufe auszuwechseln. ersetzt man die Falon 9 in der Mitte durch eine Delta 4 (5-Meter Version), so steigt die Nutzlast auf 37 t zum Mars. Eine zweite Möglichkeit wäre es, die Stufen umzugestalten. Wenn man die Zentralstufe etwas verbreitert sinkt ihre Länge und sie könnte mit Oberstufe genauso lange sein wie die Oberstufen sein. Dann würde die Nutzlastverkleidung und auch die Abstützung auf allen sieben Stufen ruhen. Es gäbe nicht den abrupten Übergang von 10 auf 3,60 m. Wenn die Booster ausgebrannt sind, so ist die Rakete so hoch, das man eventuell gleichzeitig die Nutzlastverkleidung abtrennt. Schon eine normale Falcon 9 hat in 68 km Brennschluss. Mit 6 Boostern ist die Beschleunigung höher und damit auch Brennschluss der Booster. Mit einem noch schubstärkeren Merlin 1D, das im Sommer kommen soll, wäre der Brennschlusspunkt noch höher.
Natürlich könnte man einiges mehr sich vorstellen. Ich meine wenn eine Firma 27 Triebwerke gleichzeitig betrieben für beherrschbar hält, warum nicht 100 oder 200? Mit Stufen mit 16 oder 25 Triebwerken könnte man leicht auf die Nutzlast kommen, die man braucht, auch ohne neue Triebwerke. Vergleichen mit dem was die SLS (die man nun umbenennen will) wäre selbst eine Neuentwicklung günstig.
Zum Thema passend mal ein Video. Ich dachte ja immer SpaceX wäre eine Rummelfirma in dem Sinne das sie viel Rummel um ihre Arbeit macht. Das halte ich nach wie vor aufrecht. aber seit einigen Tagen weiß ich: sie ist eine laienhafte und dilettantische Rummelfirma. Was sieht man von ihr? Videos aus dem Macromedia-Baukasten oder Startvideos aus 1 km Entfernung oder mit einer Kamera am Triebwerk. Die NASA hat schon in den Sechzigern ihre Saturn V besser vermarktet (die Zeitlupenvideos von verschiedenen Kameras an der Startrampe schaue ich mir immer noch gerne an). Und Blue Origin zeigt wie es richtig macht: Man mische die NASA-Mache von Kameras an der Rampe mit Zeitlupe, mit vernünftiger Musik und etwas Hollywood (die Leute in den blauen Mänteln erinnern mich irgendwie an die Astronauten von Armageddon vor dem Start) und man erhält ein Video in dem man sein Produkt richtig präsentiert – und keiner merkt das die Rakete gerade mal ein Zehntel des Schubs einer Falcon 9 oder eines Hundertstel der Saturn V hat …
So macht man es richtig. Nicht mal Rummel bekommt SpaceX richtig hin.
