Die Aufklärung des Aprilscherzes

So, nun komme ich wieder mal zu einem Blog. Derzeit arbeite ich noch fleißig an der Aufstiegssimulation, nun vor allem im Pflegen der alten Daten. Rund 200 Träger wollen schließlich ergänzt werden. Anscheinend hat es keiner gemerkt: Der letzte Blog war ein Aprilscherz. Natürlich würde unsere Regierung nie auf seinen so einfachen Vorschlag kommen. Mit Infrastruktur wie funktionierenden Stromleitungen vom windreichen Norden in den Süden, Hochgeschwindigkeitsdatennetzen, Bahnverbindungen oder Fahrradwegen tut sich die BRD (und ich meine hier nicht nur die Bundesregierung, sondern auch Länder und Kommunen) schwer. Nur der Autobahnbau scheint zu funktionieren. Kein Wunder, wenn das Verkehrsministerium von der CSU geleitet wird. Da hat BMW seine Finger im Spiel und die leitenden Parteimitglieder bauen ja auch gerne betrunken Unfälle.

Ich halte das Szenario aber nicht für unrealistisch. Es wäre eine schnelle und unkomplizierte Lösung und wahrscheinlich in Wirklichkeit billiger: OneWeb will nach eigenen Abgaben 3,5 Milliarden Dollar in die Phase 1 (720 Satelliten) investieren, da müsste man für das Privileg ein Land exklusiv versorgen zu können, das selbst, wenn ich den Satelliten-Foodprint nehme, nur 1/700 der Fläche abdeckt für weitaus weniger als die genannte Summe zu erhalten sein. Dabei liegen ja schon derzeit 5 von 10 Milliarden Euro für den Kabelausbau im Verkehrsministerium rum – die wurden wegen bürokratischer Hürden nie abgerufen.

Ob die Kapazität ausreicht ist natürlich die Frage. Ein Satellit deckt 1.080 x 1.080 km ab bei 7,5 bis 10 GBit/s. Das monatliche Datenvolumen beträgt 10 bis 150 GByte. Die Beurteilung ist schwer, weil das sehr vom persönlichen Verhalten abhängt. Ich schaue viel heruntergeladene Dinge aus den Mediatheken an und komme auf rund 100 GB/Monat. Ich würde als minimale Datenrate die für Streaming von Full-HD-Fernsehen nötige Datenrate ansetzen. Das sind 6 Mbit/s. Dann würde ein Satellit etwa 1.500 Personen versorgen können. Bei der Bahnhöhe wäre Deutschland im Empfangsbereich von etwa 9 Satelliten das wären dann etwa 14.000 Personen. Nicht viel für die ganze BRD und die Zahl kommt sicher zusammen. So verwundert nicht das Oneweb schon an eine zweite Generation denkt. Allerdings hat Oneweb im letzten Oktober die Stufe zwei angekündigt mit weiteren Satelliten mit noch höherer Datenrate die dann 100-mal mehr Kapazität hat. Das dürfte dann ausreichen. Doch das kommt erst ab 2022 mit einer vollen Ausbaustufe 2027 und die Regierung hat ja schon für 2025 für jeden 25 Mbit/s versprochen.

So, nachdem die ersten Absätze rum sind und die typischen SpaceX-Leser (die nur auftauchen, wenn SpaceX erwähnt wird) sicher die Lust verloren haben, zum Hauptthema, der 3-Monatsnachlese zu SpaceX.

Einen Monat nach dem Jungfernflug der Falcon Heavy gibt genügend Material, um wieder eine Nachlese zu machen. Ich habe zuerst versucht anhand des SpaceX Veröffentlichung zum Start, die Nutzlast zu errechnen. Doch aufgrund des variablen Schubs der ersten Stufe (bei der Zweiten wird man angesichts des Roadsters nicht den Schub herunterfahren haben) ist das schwierig.

Ich habe mir daher JSR hinzugenommen. Die ersten Stufen können wir mal vergessen, ohne Schublevelangabe ist da nichts sauber berechenbar und beide Stufen wurden ja mit Resttreibstoff abgetrennt.

Die zweite Stufe platzierte nach 5:16 (316 s) Betriebszeit den Roadster in einen 185 km hohen kreisförmigen Orbit. 30 s Betrieb reichten aus um den Orbit auf 185 x 6931 zu erhöhen. Der hat einen Geschwindigkeitsunterschied von 1230 m/s. Das reicht aus, um die Masse zum Zündungszeitpunkt zu berechnen. Bei einem spezifischen Impuls von 3413 m/s und einem Schub von 934 kN kommt man auf 8210 kg verbrauchten Treibstoff und dann über Lösung der Gleichung:

3413 m/s * ln(x/(x - 8210 kg)) = 1230 m/s

auf eine Startmasse von 27192 kg. Das ist schon mal erstaunlich wenig. Es bleiben nach SpaceX Webseite bei 369 s Brennzeit der gesamten Oberstufe beim Start noch 23 s Brennzeit, das entspricht bei 27,132 t Startmasse 14,5 t Endmasse. Damit erreicht man aber keinen Fluchtkurs. Also auch hier: Schubreduktion, sodass die Daten nicht berechenbar sind. Immerhin: Das minimale Schublevel beträgt 40 %, damit ist wenigstens die minimale Startmasse berechenbar zu 10.852 kg. Wahrscheinlich hat man daher relativ große Vorräte an Resttreibstoff in den ersten Stufen gelassen, denn 27 bis 10 t Erdorbitmasse (mit dritter Stufe) liegt ja nicht gerade bei den versprochenen 63 t. Dafür spricht auch der Orbit von 0,99 x 1.71 AE. Der Orbit hat einen sonnenfernsten Punkt in 256,4 Millionen km Entfernung, also leicht außerhalb des Mars. Bei nur 1250 kg Nutzlast ist das nicht gerade das was man erwartet, wenn die Webseite 13 t zum Mars und 4 t zum Pluto angibt. Kurzum: Man kann anhand des Starts keine Nutzlast ermitteln.

Aber es gibt ja sonst noch Neuigkeiten. Die BFR soll schon nächstes Jahr erste kleine Testflüge, also noch wie bei der Falcon 9 Abheben und Schweben absolvieren. Aber 2022 geht’s ja dann zum Mars. Schließlich muss man die Menschheit dort vor dem dritten Weltkrieg retten. Ja ehrlich, das ist Musks Intention. Was der gute Mann vergisst: Er baut nur die Vehikel. Mit Vehikeln alleine baut man weder eine Kolonie, noch löst man damit die Sinnfrage, die Musk offensichtlich fremd ist. Ein Vergleich, der sich anbietet, ist unsere Antarktis. Sie ist leichter bewohnbar als der Mars. Die Temperaturen sind höher, die Luft ist atembar. Es gibt genügend Wasser vor Ort. Im Vergleich zum Mars ist die Antarktis ein Paradies. Man sollte also davon ausgehen, dass man sicher zuerst die Antarktis besiedelt bevor man zum Mars aufbricht. Die Vehikel um zur Antarktis zu kommen gibt es seit rund 1500. Damals passierte Magellan die Antarktis, als er Chile umrundete. Er hätte mit den Schiffen auch dort landen können. Magellan ist aber nicht Musk. Er hat sich wohl gedacht: „Was soll ich auf dem Eispanzer?“. Bis heute haben wir keine Besiedelung der Antarktis, nur wissenschaftliche Forschungsstation und ab und an Touristen. So wird es wohl auch beim Mars sein, wenn man mal wirklich zu ihm aufbricht. Übrigens würden wohl auch Siedler in der Antarktis den dritten Weltkrieg überleben.

Nichts hat Musk dagegen über sein Starlink Projekt gesagt, obwohl das nun sicher viele interessiert hätte. Anders als die BFR wäre das etwas, was vielen nützt und sich auch viele leisten könnten. Ebenso hört man nichts mehr von dem bemannten Falcon Heavy Flug zum Mond. Das scheint so etwas Grundlegendes bei SpaceX zu sein: Immer wenn etwas in die konkrete Nähe rückt oder der Termin näher rückt, zu dem die Mission nach der Ankündigung starten sollte, dann schweigt SpaceX oder stellt ein. So ging es schon der Red Drago, Falcon 1e und etlichen anderen Projekten. Dabei ist die BFR ja keine Alternative für die Mondmission der Dragon. Sie ist Jahre von der Umsetzung entfernt und die zweite Stufe, die auch bemannt sein kann soll zwar LEO erreichen, aber bei angegebener 85 t Trockenmasse und 150 t LEO-Nutzlast gelangt sie nicht bis auf eine Mondbahn. Zumal der Hitzeschutzschild dann erheblich höheren Belastungen ausgesetzt ist. Wer also eine Mondmission bucht, kann nicht auf eine BFR verschoben werden. Für Marsmissionen sind daher auftankbare Tankstufen vorgesehen.

Aber wundert das einen? Elon Musk hat mal geschrieben. Er hätte SpaceX gegründet, weil er eine Raumsonde zum Mars schicken wollte und selbst russische Träger dafür zu teuer gewesen seien. Ich kam kürzlich drauf und fragte mich: „Warum schickt Musk dann einen Roadster ins All, anstatt eine Raumsonde?“ Eine kleine Suche beim Trajectory Browser der NASA liefert zwischen dem 14.2.2016 und 2.4.2016 17 Startmöglichkeiten. Und in der Zeit gab es auch einen Start von SpaceX, am 4.3.2015 den von SES-9. Man nutzte den Start für einen Landeversuch, der aber missglückte. Bei den hohen Reserven, die so einer erforder, /siehe unten) wäre es bei 5,271 t Nutzlast einfacher gewesen, keine Bergung durchzuführen und eine kleine Raumsonde zum Mars zu transportieren. Nun ja, das ist natürlich ein Flug für einen Kunden. Aber die Falcon Heavy soll ja 2,9 t zum Pluto transportieren. Dafür braucht man mindestens das C3 für einen Jupitervorbeiflug also rund 86 km²/s². Ich habe mit Ipto_ocs für den 6.2.2018 die energieärmste Bahn zum Mars suchen lassen. Das ist weit vor dem Startfenster aber mit einem C3 von 30,7 km²/s² (der Tesla hatte 12 km²/s²) würde eine Raumsonde am 23.12.2108 den Mars passieren. Das wäre locker möglich gewesen, selbst neben dem Roadster. Die nächste Chance gibt es im Juni, wenn die STP-Mission ansteht. Die ist so leicht das man auch dann ohne Problem eine Raumsonde starten kann, und Juni ist nahe am Startfenster zum Mars, das sich am 8.5.2018 öffnet. Am 1.6.2018 gestartet würde man nur noch ein C3 von 15,5 km²/s² aufbringen, um den Mars am 15.4.2019 zu erreichen. Das wäre locker bei den kleinen Minisatelliten möglich.

Also Gelegenheiten gibt es genügend. Aber keine Raumsonde, stattdessen Pläne, die man wieder einstellt, Red Dragons, Mars Kolonien etc. Es ist ein System. Sobald etwas, was Musk ankündigt, umsetzbar erscheint, wird es totgeschwiegen oder eingestellt, schon vorher wurde was noch utopischeres angekündigt. Es geht los mit einer Raumsonde zum Mars. Als dann diese durch die ersten Falcon 9 transportierbar wäre, deswegen hat er die Raketen ja angeblich mal entwickelt, kommt der Plan für die Red Dragon, die aber die Heavy Variante braucht. Kurz bevor die fliegt, wird die Red Dragon eingestellt und nun die BFR für Marskolonien angekündigt. Ich vermute wenn wirklich ab 2022 (Musks Zeitplan!) erste Flüge zum Mars der BFR anstehen dann wird auch das eingestampft und wieder was angekündigt. Wahrscheinlich die Kolonisierung von Europa oder Titan.

Zeiten, Projekte, das alles ist ja bei SpaceX im Fluss. Nehmen wir mal folgende Grafik:

Man schaue mal rechts auf die schon existierenden Träger. Die Falcon 9 steht da bei etwa 16 t und die Falcon Heavy bei 30 t. Auf der Website sind es aber 22,8 t und 63,8 t Nutzlast. Die Differenz ist wohl die Bergung. Das sind bis zu 50 % Abzug und davon hat der Kunde nicht mal was. Es gibt ja wie bereits bekannt keine Rabatte bei geflogenen Stufen. Erinnert mich irgendwie an DSL-Lockangebote, bei denen man auch nie die Datenrate erhält, die versprochen wird. Dabei kann man die Daten durchaus anzweifeln. Bisher war der schwerste Satellit 6,7 t schwer. Hispasat der nicht mal einen Standard-GTO, sondern einen Sub-GTO (287 x 22.255 km x 27,0 Grad) erreicht wog nicht mal 6,1 t. Es gab keinen Landungsversuch. Wie passt das zu den 8,2 t Nutzlast bei SpaceX Website? Gar nicht. Es sind utopische Angaben.

Die Angaben sind ein weiterer Punkt. Es gibt so viele Angaben, wo man als Erfahrener seine Zweifel haben. Nehmen wir mal das Merlin. Wikipedia führt ein Schub/Gewichtsverhältnis von 179,2. Also große Nebenstromtriebwerke wie das F-1 (und in der Schub-Liga spielt das Merlin nicht mit) kommen auf 80:1. Russische Hauptstromtriebwerke, die mit sehr hohen Brennkammerdrucken arbeiten und dadurch kleine Düsen haben auf 100 bis 120. Und hier haben wir ein Nebenstromtriebwerk mit einem hohen, aber nicht zu hohen Druck mit 180 zu 1? Mehr noch. Das erste Merlin 1C wog 522 kg bei 347 kN Schub. Das aktuelle 470 kg bei 914 kN Schub. Glaubt ihr das? Ich glaube das nicht. Die Brennkammer ist das schwerste am Triebwerk und die muss massiver werden, wenn der Druck ansteigt. Das diktiert die Physik. Ein größeres Triebwerk kann im Verhältnis zum Gewicht mehr Schub entwickeln (der Schub/Gewichtskoeffizient steigt an), aber nicht weniger wiegen, ebenso wenig wie ein dreimal leistungsfähiges Düsentriebwerk oder ein Schiffsdiesel weniger wiegt als die einfache Version.

Was Ähnliches findet man bei den spezifischen Impulsen. Brennkammerdruck, Expansionsverhältnis und LOX/RP-Verhältnis sind bekannt. Mit dem NASA-Programm FCEA kommt man auch fast genau auf die SpaceX Angaben (3421 / 3142 vs 3413 / 3050 m/s nach SpaceX-Angaben). Allerdings bezieht sich die Angabe auf den Hauptstrom. Die Merlins sind aber Nebenstromtriebwerke. Beim F-1 betrug der Anteil an Treibstoff, der im Gasgenerator für den Turbinenantrieb verbrannt wurde, 3 %. Das liegt in der Mitte des in der Literatur genannten 2 bis 5 %. Das F-1 arbeitete bei 69 Bar. Der Verbrauch steigt mit Brennkammerdruck überproportional an. Das Merlin wird also bei mindestens 97,5/69 * 3 % = 4,6 % liegen (günstige proportionale Abschätzung). Wenn man den spezifischen Impuls nur als den der Brennkammer definiert so kommt man auf die angegebene Werte. Doch in der Realität sind es eben 95,4 % * Wert + 4,6 % * Null, das sind bei der Oberstufe dann noch 3256 m/s – ein für ein LOX/RP-1 Triebwerk nach Nebenstromverfahren realistischer Wert. Das SpaceX etwas andere Vorstellungen von Werten hat wissen wir ja. Als Musk die Falcon 9 Heavy ankündigte, gab er als Hinweis, dass 27 Triebwerke problemlos zusammenarbeiten können die Sojus an, die habe ja auch 32 Triebwerke. Aaaah große Musk-Raketenmathematik. Er zählt einfach die sichtbaren Düsen zusammen. Es sind aber nur fünf Triebwerke, an denen vier große und zwei bzw. vier kleine Brennkammern hängen. Weiteres Beispiel: Als die erste Falcon 9 startete, wurde der „nahezu kreisförmige Orbit“ gelobt. Als ein Journalist sagte das nach NORAD-Bahnvermessungen es 13 % Unterschied zwischen Perigäum und Apogäum gäbe wurde die Angabe flugs nicht auf die Höhe über die Erdoberfläche bezogen, sondern vom Erdkern aus. Zahlen sind dehnbar, bei SpaceX sind sie aus Gummi.

Es gäbe noch mehr zu berichten. So das die Falcon Heavy zwar mit 22,8 t GTO gelistet ist. Die Preisangabe aber nur für 8 t GTO, bei der Falcon 9 für 5,5 t GTO. Will heißen: Wiederverwendung senkt in einem Fall die Nutzlast um ein Drittel, im zweiten Fall sogar um 60 %. Kein Wunder, das keine andere Firma das Konzept übernimmt. Inzwischen habe ich die Falcon 9 auch durch meine Aufstiegssimulation gejagt. Die bestätigt meine Vermutungen: Hätte SpaceX tatsächlich die angegebenen Werte (Strukturfaktor erste Stfue 30, zweite 24, spezifischer Impuls 3050 / 3413 m/s) erreicht, dann würde nicht nur Hispasat in einen GTO gelangen, nein die Rakete hätte sogar eine GTO-Nutzlast von 9400 kg nicht 8200. Mit den auf reale Werte zurechtgestutzten Werten (2980 / 3256 m/s) sind es dagegen die 8200 kg und mit auch etwas höheren Strukturfaktoren kommt man auf die 6,7 t die bisher kein Satellit (ohne Bergung der Stufe) überschritt.

Doch es gibt für SpaceX auch gute Nachrichten: Das Launchmanifest ist geschrumpft. Es weist heute 41 Missionen aus. Vor einem Jahr waren es 38. Das sieht zuerst nach einer Steigerung aus. Doch von den neuen Buchungen entfallen 11 auf CRS-Flüge und zwei Mannschaftstransporte, die von der NASA im Block Jahre vor dem Start gebucht wurden, also nicht von Kunden, die zeitnah ihre Nutzlasten gestartet haben. „Kommerzielle Starts“ haben abgenommen von 31 auf 26. Die Anführungszeichen stehen, weil wir seit letztem Jahr wissen, das, wenn da der Name einer US-Raumfahrtfirma steht, das ein beauftragter Start für das DOD oder NRO ist. Warum ist das positiv? Nun die FCC hat nun SpaceX ihre Lizenz für Starlink gegeben, aber mit der Auflage ihre Konstellation zu 50 % in 6 Jahren fertigzustellen. Die Konstellation umfasst 4425 Satelliten, zwei sind im Orbit. Das bedeutet, SpaceX muss 2211 Satelliten in 6 Jahren starten. Eigentlich kein Problem. Schon im August 2011 kündigte Musk an, man werde „soon“ 400 Triebwerke pro Jahr fertigen. Das ist nun 7 Jahre her. Insgesamt also, wenn man Musk glaubt, genügend Triebwerke für 280 Raketen, gestartet hat SpaceX erst rund 60. Die Raketen gäbe es ja (nach Musk) und jedes Jahr verdoppelt man ja die Startrate, da ist das schnell erledigt … Ja, wenn die Angaben stimmen würden. Aber wenn sich das Launchmanifest weiter so leert, haben sie auch ohne steigende Startraten die Kapazität frei. SpaceX sieht das anders. 2200 Satelliten in 6 Jahren zu starten, wäre „impractical“. Passt irgendwie nicht zu den Vorstellungen von Ersatz von Interkontinentalflügen durch Raketen ab 2022. SpaceX selbst plante nur 1.600 Satelliten in dem Zeitraum.

Bei 400 khg Masse (für die beiden Prototypen) wären das je nach Orbithöhe zwischen 50 und 63 Starts, also rund 8-10 zusätzlich pro Jahr. Also genauso viele wie man alleine im letzten Jahr an kommerziellen Starts verloren hat. Bei 30 Starts pro Jahr haben sie ja in 1,5 Jahren alle Starts ihres Launch Manifests abgewickelt und dann die Kapazitäten frei. Setzt natürlich voraus, das sie auch an dem System arbeiten und es nicht nur ankündigen ….

Bei anderen Organisationen hat SpaceX natürlich andere Zeitvorstellungen. So musste beim letzten Start das Video abgeschaltet werden weil nach einem neuen Gesetz jedes Kamerasystem, das die Erde abbildet, auch eine Videokamera, von der NOAA lizenziert werden muss. Der Antrag für eine Lizenz ging vier! Tage vor dem Start ein. Die NOAA hat trotzdem innerhalb von drei Tagen eine Lizenz erteilt, die aber nicht das Streamen einschloss. Ich finde das schnell, SpaceX sollte sich mal eine Scheibe von der schnellen Reaktion abschneiden.

Inzwischen hat ein unabhängiges NASA-Paneel auch den Verlust der CRS-Mission 2015 als Designfehler bei dem Druckbehälter und nicht wie SpaceX immer sachte ein Herstellungsfehler eingestuft (hier der Report).

18 thoughts on “Die Aufklärung des Aprilscherzes

  1. Ralf mit Z

    Nun ein Aprilscherz bei unserer Regierung ist nur schwer machbar: Die machen die Witze über sich selbst schon selber!

    Aber ich glaube nicht, das die CSU am funktionierenden Autobahnbau schuldig ist: Schon in die siebzigern, wo
    nur SPD und FDP regierten, wurde die Autobahn gefördert. Das ist in Deutschland seit Jahrzehnten schon so!
    (Da war doch mal was mit einem Herrn Schicklgruber….)

    Bei Musk scheint ja auch mit dem Tesla alles nach der Methode: pffffft.. zu laufen. Irgendwie ist da die Luft raus.
    Mal sehen, ob seine Raketen endlich mal wirklich die Ziele: billiger, leistungsfähiger, fehlerfreier erreichen.
    Die Raumfahrt könnts brauchen, sonst ist Essig mit den schönen Science-Fiction Träumen!

    Ansonsten bin ich mal auf Katzelmacher gespannt und sein nächstes BW-Bashing!

    Bayrische Grüße,
    Ralf mit Z

  2. Der Markt für Satteliten scheint trotz fallender Preise zu fallen.
    Nicht nur die F9 hat weniger Aufträge bekommen, bei der Proton sieht es desaströs aus.
    Durch die erhöhte Lebensdauer durch verbesserte Technik kommt es zu einer Sättigung des Marktes. Durch den langsam anlaufenden Bahnerhalt durch Ionentriebewrke wird sich der Effekt noch mal vergrößern.

    1. Ja, könnte sein und wenn ich mir überlege für was man Satelliten verwendet fällt mir auch nicht mehr so viel ein für das man die Dinger gut nutzen könnte. Kommunikation läuft heute meistens über Glasfaser, bleibt also noch Kommunikation für Schiffe und Flugzeuge und wenn man jetzt nicht meint ala OneWeb oder so die ganze Welt mit Satelliteninternet versorgen zu wollen gibt es da eine Sättigung. Bei den Wettersatelliten, Erdbeobachtungssatelliten und Navigationssatelliten sehe ich jetzt auch keinen riesigen Wachstumsmarkt und mehr fällt mir jetzt eigentlich nicht wirklich ein, was irgendwie kommerziell verwertbar sein könnte.

  3. Nun, Wetter, Erdbeobachtung, Navigation und Geokommunikationssatelliten sind eher auf Lebensdauer gebaut, und
    haben ihren Zweck im globaleren Bereich. Auch gut für Katastrophenwarnung, Unterstützung und Verkehr.

    Deshalb sind diese (meist) eher nicht kommerziell (Geokommunikation ausgenommen)!

    Satellitentelefone und Satelliteninternet hat eher die Aufgabe, mobilere Kommunikation und „Funklöcher“ zu füllen,
    vorallem Dingen mit kleineren und mobilerern Angaben die weniger technischen Aufwand bedeuten als für die globalen
    Verbindungen.
    Da man damit Geld verdienen kann, wird es wohl eher kommerziell.
    Da kann der Staat fordern was er will, erst muß ein Gewinn herausspringen.

  4. Uff, ordentlich gemeckert. „Das erste Merlin 1C wog 522 kg bei 347 kN Schub. Das aktuelle 470 kg bei 914 kN Schub. Glaubt ihr das? Ich glaube das nicht.“ sagt mal wieder alles. Das extreme Leer-/Vollmassenverhaeltnis stimmt bestimmt auch nicht. Tatsache ist dass die Falcon 9 Kerosin-Oberstufe die effizienteste Oberstufe am Markt ist zur Zeit, besser als alle Wasserstoffoberstufen, siehe https://imgur.com/a/IGiNh

    Zur Rechnung: online ist die Angabe von ca. 18,3t Resttreibstoff nach Erreichen des Orbits zu lesen. Fuer den 2. Burn benoetigt das Anheben dann nur 7150kg Treibstoff (4t Leermasse + 1,3t Payload), bei 30s Brennzeit läuft das Triebwerk also bei 87%. Für den letzten Burn verbleiben damit ca. 3,9km/s delta-v. Reicht, finde ich.
    Aus dem LEO waren also bei 1,3t Payload insgesamt noch 5km/s delta-v übrig – zum Mars brauchts nur so 4,3km/s. Reicht, finde ich.

    1. Die Stufen in dieser Tabelle haben doch recht unterschiedliche Größen. Da ist es kein Problem durch die Wahl der Vergleichsbedingungen die gewünschte nach vorn zu bringen.
      Für die dort genannten delta v-Werte von um die 10 m/s braucht man übrigens gar keine Oberstufe, die sind schon mit dem Fahrrad zu schaffen.
      Da gilt mal wieder das alte Prinzip: Glaube keine Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast.

    1. Inwiefern? Ich rede _ausschliesslich_ von Effizienz im Sinne von ISP und Leer-/Vollmassenverhaeltnis. Die einzigen Birnen zwischen Aepfeln sind die schlechteren Oberstufentreibstoffe Methan und Kerosin 🙂
      Und irgendwie sind das wohl die besseren Aepfel, diese Birnen 😛

      1. Wenn die Werte getürkt sind schon. Musk hat zugegeben das seine Oberstufe keinen strukturfaktor von 25 erreicht, nach der Tabelle sind es aber 28. Die Treibstoffzuladung die ja seit dem Unglück bekannt ist stimmt auch nicht und ist um 10 % zu hoch. Mit erfundenen Zahlen kann ich alles beweisen. Vor allem wenn man die heutige Technologie mit lange nicht mehr gebauten Oberstufen vergleicht.

        Und ob die 348 s erreicht werden – siehe Beitrag. Mit nur den proklamierten Werten müsste die Falcon 9 9,5 t in den GTO bringen und sie schafft es nicht mal einen 6 t Satelliten in einen GTO zu bringen.

  5. @Elendsoft:
    1.) lag die Aussage bei eff. Treibstoffen, Beispiel anhand Oberstufen. Da zählt nur ISP und Strukturfaktor, nicht die Gewichte/Größe. Als Vergleich habe ich aber _trotzdem_ die Träger Gesamtmasse angegeben.
    2.) Im englischen werden Tausender mit Komma getrennt. Zum Fahrrad: du müsstest ein 20kg Rad mit 40m/s wegwerfen, um als 80kg Mensch ein delta-v von 10m/s zu erreichen. Äpfel und Birnen.
    3.) Ich hab die Quellen angegeben, das sind die Einträge in blau übrigens.

    @Bernd: Amos war Block 3 wenn ich mich nicht irre. Meine Angaben beziehen sich auf den noch ungeflogenen Block 5, ist samt Quelle angegeben, ich erfinde da nichts. Oft basieren entsprechende Angaben auf Aussagen von SpaceX&co oder aufgrund von Nachrechnungen.
    Ich fände es übrigens prima, wenn du deine Rechnungen ebensfalls etwas mehr mit Quellen (Links) hinterlegst. Oft vermischt du zB verschiedene F9 Versionen.

    1. Ach so von Dir stammt die Übersicht, da muss ich mich nicht wundern.
      Du hast einen Bogen um hocheffiziente LOX/LH2 Stufen die die EPC der Ariane 5 gemacht wohl weil sie den Schluss so versauen würden.
      Die nach Block 3 folgenden sollen vor allem zuverlässiger sein. Nirgendwo hat SpaceX geschrieben das sie mehr Nutzlast haben. Die Nutzlastangabe ist auch seit Jahren gleich und da wenn jemand jetzt bucht eine Block 5 bekommt (starten kann er ja frühestens in 2 Jahren) spielt das keine Rolle. Es gab einen großen Sprung von V1.0 zu v1.1 und dann noch einen kleinen mit den unterkühlten Treibstoffen. Seitdem ist alles gleich geblieben. Die Treibstoffmenge dr Oberstuzfe findest Du in https://newatlas.com/spacex-falcon-9-explosion-helium/45594/

    2. @Ingo
      Naja, wenn wir uns schon dumm stellen sag ich mal:

      Bis auf die Saturn/BFR brauchen alle anderen ne Oberstufe im Bereich 20 – 40 Tonnen, SpaceX / Falcon braucht für den selben Job eine von 110 Tonnen. Also völlig ineffektiv!

      Lies doch bitte mal den Blog ‚Schub, Schub Schub‘. Vielleicht wird dir dann klar, daß jede Rakete eine eigene Strategie hat um die für sie vorgesehen Ziele zu erreichen. Äpfel und Birnen!

      Der andere Bernd

    3. 1.) In der Tabelle wird bei allen Stufen mit der gleichen Nutzlast gerechnet. Das bedeutet aber dass hier die Leistungsfähigkeit der Stufen verglichen wird, nicht die Effizienz. Um die Effizienz vergleichen zu können, müßte die Nutzlast an das Gewicht der Stufen angepaßt werden, z.B. jeweils 10% des Stufengewichts.

      2.) Im Englischen ist vieles anders, was immer wieder für Missverständnisse sorgt.

  6. Bernd, verstehe ich dich falsch? Der zweite Block sind doch ausschließlich hocheffiziente LOX/LH2 Stufen, inklusive der ESC-A und sogar ESC-B sowie die EUS der SLS.
    Die Angaben zur Nutzlast sind naja, speziell… Ich vermute sie entsprechen eher dem was ein Kunden von heute zum Zeitpunkt des Fluges letztendlich bekommt – und Block 5 soll ja die finale Version werden. Du verwendest, wenn das so ist, Angaben zur Treibstoffmasse einer Block 3 (der Artikel ist von 2016!) mit Kennwerten des Triebwerks von Block 5 um Block 3/4 Flüge nachzuvollziehen. Das kann nicht klappen.

    Die Tabelle hab ich für eine andere Diskussion gestellt, daher die 5t Payload. Geschätzte Angaben sind kursiv (ESC-B basieren übrigens auf Annahmen die auch in aktuellen Schub Artikel erwähnt sind). In der Tabelle sind auch die max. erreichbare delta-v OHNE irgendein Payload gelistet.

    Die Aufteilung des Trägermasse in die der Erstt und Zweitstufe ist ein anderes Thema und war nicht Teil der ursprünglichen Diskussion. Generell skalieren größere Tanks natürlich besser. Aber die neuste F9 Oberstufe hat vermutlich weniger Leermasse als die ESC-A, welche ein simpleres Expander-type Triebwerk mit 1/14tel des Schubs verwendet und nur 1/7 des Treibstoff mitbringt!

    1. Wenn Du die Wayback-Maschine des Internet-Archives zum Zeitpunkt von Block 3 nimmst stellst Du fest das Brennzeit und schub die gleichen sind wie heute. Es gibt also keinen Unterschied in der Performance und Treibstoffladung. Selbst Musk hat gesagt das Block 5 nur öfters verwendbar sein soll (bezieht sich übrigens auf die Erststufe nicht Zweitstufe).

      LOX/LH2 stufen werden wegen der dreimal größeren Tanks immer schwerer sein und wenn Du die welche mit ungünstiger Tankgeometrie aussuchst die direkt über dem Punkt angebracht sind wo Feststoffrakete die Rakete durchschütteln und die daher sehr massiv sind hast Du ja das Ergebnis das Du haben willst. Klar es gäbe ja noch die EPC in der ersten Version (170,3 t / 12,2 t) und die S-IVB oder die Titan II Erststufe (124,4 / 5,4 t).

      Zudem ist die Diskussion akademisch. Wir erklärst Du das SpaceX beim vorletzten Start einen 6,1 t schweren Satelliten nur in einen Sub-GTO befördert, ohne Bergung? Nach deiner Tabelle schafft das doch die Oberstufe alleine ohne erste Stufe.

      1. – S-IVB ist in der Tabelle, nur falsch benannt (S-II statt S-IVB, S-IC statt S-II)
        – EPC ist die Hauptstufe der Ariane 5, weshalb ich sie nicht in die Tabelle aufgenommen habe. Das Triebwerk ist daher nicht fuer Vakuum optimiert, der Vergleich waere unfair. Das Leer-/Vollanteil liegt bei 6.7% und ist allerdings wirklich sehr gut! Ansonsten in Schub und delta-v zu aehnlich zur RP-1/LOX Oberstufe der F9 Block 5, bei 60% mehr Masse… Aussage bleibt: Wasserstoff fetzt weniger als gedacht 🙂
        – Titan II hat keine kryogenen Treibstoffe, daher nicht beruecksichtigt

        Ansonsten erklaere ich mir ueberhaupt nichts. Ich kenne nicht die realen Werte und ich bin nicht in der Lage anhand der erreichten Bahndaten sowie den Angaben aus den Videos (Hoehe, Beschleunigung) entsprechende Daten herauszurechnen. Es gibt einige interessante Diagramme im raumfahrer.net Forum, bei reddit und einigen englischsprachigen Homepages, welche die Videodaten auswerten und zurueckrechnen, zB
        F9:
        http://www.spacelaunchreport.com/falcon9ft.html
        http://theclimategap.com/falcon9-evolution/

        F9 Heavy:
        https://www.flightclub.io/result?code=FHD1
        https://www.reddit.com/r/spacex/comments/7vtap9/falcon_heavy_test_flight_telemetry/

        Grafiken:
        https://www.reddit.com/r/spacex/comments/7wlk5j/falcon_9_and_falcon_heavy_trajectories_and/
        https://www.reddit.com/r/spacex/comments/6303ko/falcon_9_full_thrust_flight_analysis/
        https://www.reddit.com/r/spacex/wiki/launches/gto_performance

  7. Wenn man unbedingt SpaceX bashen möchte dann kann man behaupten, dass Falcon Heavy unnötig ist, weil Falcon 9 für alle relevanten Anforderungen ausreichend ist. Einige Wochen bzw. Monate später kann man dann behaupten, dass Falcon 9 nicht stark genug ist, um den offiziellen Angaben zu genügen.
    Man kann aber auch pragmatisch denken und sagen, alle Satelliten die zu schwer für Falcon 9 sind werden mit Falcon Heavy gestartet, billiger als die Konkurrenz ist SpaceX ja so wie so – damit ist die ganze Analyse ziemlich akademisch.
    Dein Blog Bernd beinhaltet sehr viel Expertenwissen und Detailinformationen, wodurch es meistens lesenswert ist. Beim Thema SpaceX verlierst Du Dich aber in Einzelheiten und verlierst den Blick auf das Ganze. Ich lese Deinen Blog seit langen, vor 7-8 Jahren habe ich Deinem Urteil über SpaceX noch geglaubt und dachte, die Firma hätte keine Zukunft.
    Die Wahrheit: im Jahre 2017 hat niemand so viele Raketenstarts durchgeführt wie SpaceX. Jeder der Deinem Urteil geglaubt hätte würde dies noch Ende 2016 für unmöglich bzw. äußerst unwahrscheinlich halten.
    Ich würde es begrüßen, wenn Deine Beiträge über SpaceX mehr ausgewogen wären. Gleichzeitig bin ich Realist: Ich halte es für wahrscheinlicher dass ein SpaceX-Raumschiff vor 2030 auf dem Mars landet, als dass Du mit dem SpaceX-Bashing aufhörst .
    Ist auch nicht wirklich schlimm und teilweise auch unterhaltsam, und ich bin ziemlich sicher: alle Leser die ganzheitlich denken können und etwas länger dein Blog lesen sind in der Lage Deine SpaceX-Beiträge richtig zu interpretieren.
    Viele Grüße

  8. @Simon

    so ist es eben… ein wenig schade. Aber was soll’s: SpaceX startet eine Rakete nach der anderen, u.a. auch coole Sachen wie Jason-3 oder Tess. Und wenn dadurch Wissenschaft billiger und sicherer wird (2 Klimaforschungssatelliten landeten im Pazifik, weil die Fairing der Taurus nicht funktionierte (OCO und Glory) und andere zu teuer waren), um so besser.

    Raketen sind wie Mercedeses: Taxis.

    Ingolf

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.