Die 2021 Septembernachlese von SpaceX

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Hallo, ich hinke etwas mit meinen Blogs hinterher, das liegt einfach daran, dass ich derzeit so viel privates habe, das mich beschäftigt, dass ich den Kopf nicht freibekomme für einen sauberen Blog. Ich will trotzdem heute mal die monatliche Nachlese zu SpaceX angehen, diesmal wieder mit einem Schwerpunktthema dem Starship.

Aber zuerst mal zum letzten Monat. Da sahen wir, wie auch schon im Juli kleine Starlink Starts.Es gibt einige Gründe dafür. Zum einen scheint man nun auf die nächste Generation überzugehen, die auch andere Bahnen einnehmen, nämlich polare. Um Empfangsstationen nahe der Pole „einzusparen“ haben sie Laser-Crosslinks. Das ist wieder die typische SpaceX-Logik. Alle anderen Betreiber von Satelliten bauen Empfangsstationen nahe der Pole, weil die als Einzige bei jedem Umlauf Kontakt haben und man so relativ wenige braucht, vergleichen mit niederen Breiten oder dem Äquator. Zudem müssen sie bei Starlink ja nur regionalen Datenverkehr weiterleiten und soweit ich informiert bin, leben relativ wenige Starlink-Nutzer nahe der Pole. Nein, der Nutzen dürfte eher sein, dass man so auch in wenige bevölkerten Gebieten Empfangsstationen einspart, was wichtig wird, wenn der Service sich nicht nur auf die USA beschränkt, sondern weltweit angeboten wird. Ein Laser-Crosslink zwischen Satelliten (die Technologie ist egal, es wäre ja auch eine Funkverbindung gegangen) spart Bodenstationen ein, dafür muss der Satellit der nahe der Bodenstation ist auch die Daten eines oder mehrere anderer Satelliten übertragen, was nur Sinn macht, wenn es in der Region wenige Benutzer gibt, so dass ein Großteil der Bandbreite dafür zur Verfügung steht.

SpaceX subventioniert auch jeden Nutzer. Sie meinten ja, als es die Meldungen von Oneweb gab, das ihr Terminal 1000 Dollar kostet, ihres wäre für die Hälfte zu produzieren und das trotz komplexerer Bauweise. Nun – oh Wunder – kostet jedes Terminal auch 1000 Dollar in der Herstellung, wird aber für 499 Dollar abgegeben. Nutzer gibt es inzwischen 180.000 – ist angesichts der Investitionen und des Rummels um Starlink nicht gerade viel. Aber Musk ist optimistisch, das es bald viel mehr werden.

Dann hat SpaceX auch die Versorgungskrise eingeholt, die schon bei anderen Projekten zu Verzögerungen führte – es gibt zu wenige Elektronikbausteine. Dazu noch, ebenso ein Problem für andere LSP – das flüssiger Sauerstoff wegen der medizinischen Nachfrage nach Sauerstoff knapp ist. Ich frage mich nur wenn dem so ist, warum man dann das Starship startet, das doch so viel flüssigen Sauerstoff verbraucht, wie 10 Falcon 9. Sollte man nicht erst Starlink aufbauen, das ja Geld für das Starship in die Kasse spülen soll?

Bisher gab es 21 Falcon 9 Starts dieses Jahr, da es aber letztes Jahr nur 25 Starts gab, kann SpaceX doch noch den Rekord brechen.

Zum HLS will ich nicht viel schreiben, nur so viel, dass Blue Origin inzwischen gegen die NASA-entscheidung Klage eingereicht hat. Ich sehe das auch nicht als ein SpaceX Thema als viel mehr als ein NASA-Artemis Thema, denn die NASA hat diese Entscheidung ja getroffen. Vor allem aber gibt es von keiner der beteiligten Parteien öffentlich verfügbare Dokumente in denen sie ihr System näher beschreiben, sodass man es selbst beurteilen kann und auf Tweets von Musk verlasse ich mich genauso wie auf die Wettervorhersage für die das Wetter in 30 Tagen.

Mein Hauptthema ist heute das Starship. Zuerst mal dachte ich das man nun angesichts des heranrückenden Jungfernfluges es besser rekonstruieren könnte, zum Zweiten will ich mich mal mit der enormen Nutzlaststeigerung beschäftigen. Fangen wir mit dem Ersten an. Ich wollte das Starship genauer rekonstruieren und bin gescheitert, weil die Daten nicht zueinanderpassen. Das hat einige Gründe. Zum einen verändern sie sich laufend. Zum andern gibt es keine genauen Bezüge. Bei spezifischem Impuls und Schub ist z.B. wichtig ob diese sich auf Meereshöhe oder Vakuum beziehen. Das macht beim Schub etwa 20 % aus und beim spezifischen Impuls 10 %.

Aber gemäß Musk, wiegt das Vehikel 5.200 t bei einem Startschub von 7.500 t. Gemäß Dokument bei der FAA brennt die erste Stufe 169 s lang und die zweite 345 s und es gibt 29 Triebwerke in der ersten und 6 in der Zweiten, davon drei mit Vakuumdüsen.

Vorherige Angaben sprachen von 120 t Trockenmasse Starship, 1.200 t Treibstoff Starship und 3.400 – 3.500 t Treibstoff. Auf der Website werden 3.400 t Treibstoff und 2 MN Schub pro Triebwerk angegeben, mithin bei 29 Triebwerken nur 5.690 t Schub. Hmm, passt irgendwie nicht zu den 7500 t. Wenn man die zweite Stufe hinzunimmt, wären es 6.867 t Schub.

Bei den spezifischen Impulsen nennt man für die Superheavy einen spezifischen Impuls von 330 s Seal Level und beim Starship 380 s, wobei die Wikipedia angibt, dass dies ein Zielwert wäre, die ersten Starships hätten 365 bis 370 s spezifischen Impuls.

Nun ja, rechne ich mit 73.575 kN (7500 t) Startschub x 169 s / 330 s Impuls / g0 so komme ich auf 3,841 t Treibstoff – weitaus mehr als die 3.400 bis 3.500 t die genannt werden.

Beim Starship gehe ich von drei Triebwerken aus, da sie genügend Schub haben und es dumm wäre die Triebwerke für die Landung mit kürzeren Düsen zusätzlich einzusetzen. Hier wären es also

2 MN Schub x 3 x 345 s / 470 s (höchste spez Impulsangabe) / g = 570 t Treibstoff

Bei sechs Triebwerken sind es dann 1.140 t – dass würde wenigstens zu den 1200 t passen. Allerdings listet die Wikipedia, die ja jeder Ankündigung Musks folgt, gleich mehrere Schubangaben entsprechend einem immer größeren Brennkammerdruck auf. Mit 29 x 2 MN Schub würde ein SuS selbst ohne Nutzlast sehr langsam mit 1,15 g starten. Rechnet man die 7500 t mit 33 Triebwerken im Endausbau herunter, so hat eines 2229 kN Schub. Damit würde man auch andere Treibstoffverbrauchswerte erhalten nämlich 3375 und 1272 t

Die erste Angabe passt recht gut zur SH, die das darf man nicht vergessen auch Treibstoff zum Landen braucht, die zweite ist etwas zu hoch für das Starship, aber vielleicht drosselt man ja die Triebwerke. In jedem Fall sieht es nach voller Treibstoffbeladung aus, obwohl das Starship ja noch keine Nutzlast hat.

Wie man sieht – je nachdem welche Zahlen man nimmt, kommt man zu unterschiedlichsten Ergebnissen und damit ist eine Rekonstruktion nicht möglich.

Damit komme ich zum zweiten Punkt – der Nutzlast des Starships. Auch von dieser gibt es ja etliche Angaben. Die erste von Musk war, das das erste Starship wohl nur 20 t Nutzlast hätte, die folgenden dann über 100 t. Im Users Guide und auf der Website stehen 100+ t für LEO und 21 t für GTO und mittlerweile ist von 150 t in den Leo die Rede, in der Wikipedia sogar von 250 t im Falle keiner Bergung. Das toppt noch die Steigerungen die SpaceX bei der Falcon 9 versprach.

Die Differenz zwischen LEO und GTO habe ich schon mal untersucht. Auf die 21 t in den GTO bei 100+ t in den LEO kommt man nur, wenn das Starship erheblich weniger als die angegebenen 120 t wiegt. Das ist die einzig nachprüfbare Zahl, weil der Geschwindigkeitsbedarf zwischen LEO und GTO bekannt ist und der spezifische Impuls und die Nutzlasten ebenfalls. Damit gibt es nur noch eine Unbekannte und die kann man errechnen. Würden die 21 t bei 100 t in den LEO stimmen, so dürfte das Starship nur 63 t wiegen – immerhin passt dann die Differenz von 63 t zu den obigen 120 t mit den nun neu postulierten 150 t in den LEO. Nur müsste dann bei 1200 t Treibstoff das ganze Gespann eine Voll/Trockenmasse von 21 haben, was ich nicht glaube.

Aber ich will nicht so viel spekulieren und die Stellschrauben mal erläutern. Mangels belastbarer Daten von SpaceX nehme ich das Space Shuttle als Beispiel für eine Vorgehensweise.

Es ist nichts Ungewöhnliches, wenn Raumschiffe (für bemannte Missionen) schwerer werden als geplant. Sowohl die Mercury wie Geminikapseln waren schwerer als geplant und lagen schließlich an der Nutzlastgrenze der Trägerraketen. Bei Apollo war es der Mondlander der 2 t zu schwer wurde und der das Programm auch aufhielt. Das Space Shuttle sollte ursprünglich 68.040 kg wiegen und eine Nutzlast von 29.484 kg haben – wer sich über die „genauen“ technischen Vorgaben wundert – die Angaben entstehen durch Umwandlung aus US-Einheiten,.Dort sind es 150.000 und 65.000 US-Pfund. Als die Fähren dann flogen, wogen sie trocken zwischen 78 und 82 t. Obgleich es schon während der Entwicklung Verbesserungen gab, wie Triebwerke mit mehr Schub (102, 105, 109 % Schubniveau) oder ein leichterer Tank, alleine das Weglassen der weißen Lackschicht sparte einige Hundert Kilo erreichten sie nicht die Zielnutzlast und so lag die Nutzlast bei den leichtesten Orbitern lange um 5 t niedriger als das ursprüngliche Ziel, dabei sollten die drei nachbestellten Orbiter durch neue Werkstoffe sogar eine Nutzlast von 31,7 t haben, da sie leichter werden sollten. Erst die Einführung des Super-Lightweight Tanks, der nochmals um 3 t leichter war, hob die Nutzlast fast auf die geplante Sollhöhe von 28,8 t an.

Wo kann man generell ansetzen, wenn man die Nutzlast steigern will? Das offensichtlichste ist die Trockenmasse. Das Starship kann man stark vereinfacht als eine Stufe mit Flügeln und einer nicht abtrennbaren Nutzlastverkleidung ansehen. Den Großteil der Oberfläche machen die Tanks aus. Wie bei einer Rakete ist es daher das Wichtigste die Maßnahme, die Masse der Tanks zu minimieren. Der wesentliche Unterschied zu einer Rakete ist aber das die Bedingungen beim Wiedereintritt viel harscher sind als beim Aufstieg. Es muss daher vor diesen Bedingungen geschützt werden. Ein weiterer Unterschied ist, dass es vollständig wiederverwendbar ist. Unter diesen Vorgaben habe ich nie verstanden, warum SpaceX auf Stahl setzt. Kurze Zeit für etwas Geschichte. Stahl war der erste Werkstoff, der eingesetzt wurde, bei der A-4. Damals übrigens mit derselben Begründung wie bei SpaceX: Stahl hält viel höhere Temperaturen aus, bis es erweicht, als Aluminium, aus dem schon damals Flugzeuge gefertigt wurden. Die A-4 musste aber den Erdboden erreichen, da der Sprengkopf erst beim Aufschlag explodierte. Seitdem hat man Raketen aus Aluminium gefertigt, wobei es auch verschiedene Legierungen gibt, die derzeit modernste ist die 2195 die aber auch schon 30 Jahre alt ist. Die einzige Ausnahme war die Atlas. Sie nutzte aus, dass Stahl unter Druck stabiler ist also ohne. Vergleicht man aber die Trockenmasse der Atlas mit ihrer Nachfolgerin der Titan II, so erreicht diese ohne die Tricks der Atlas wie unterschiedlich dicke Wände, Integraltanks und Innendruckstabilisierung ein besseres Voll-/Leermasseverhältnis. Seitdem war Aluminium der Werkstoff der Wahl. In einigen Stufen wurde auch Titan verwendet. Titan hat eine ähnlich hohe Zugfestigkeit wie Stahl ist aber erheblich leichter. Titan ist aber sehr teuer in der Gewinnung und Verarbeitung. So blieb es auf Oberstufen beschränkt. Ebenso wurden für Feststoffantriebe schon immer Glasfaserwerkstoffe eingesetzt. So erreichten einige Feststofftriebwerke enorme Voll-/Leermasseverhältnisse.

Der moderne Nachfolger von Glasfaserverbundwerkstoffen sind Kohlefaserverbundwerkstoffe. Sie sind noch leichter und noch beanspruchbarer. Als „Composites“ im englischen tituliert, wurden sie zuerst in Satelliten eingesetzt, dann nach und nach auch bei Raketen, so erhielt Ariane 4 in den späten Achtzigern neue Stufenadapter aus CFK-Werkstoffen. Bei den Hauptbestandteilen, den Tanks und Triebwerken wurden sie bisher noch nicht eingesetzt. Bei Tanks war lange Zeit ungeklärt, wie es bei den tiefen Temperaturen aussieht, denn dann verändern viele Werkstoffe ihre Eigenschaften. Bei Metallen fand man immer Legierungen, die auch für tiefe Temperaturen geeignet sind, teilweise dort sogar bessere Festigkeitskennwerte haben als bei Zimmertemperatur. Bei Wasserstoff gibt es zudem die Problematik, dass die Moleküle so klein sind, dass viele Werkstoffe keine gute Barriere darstellen, man dies durch eine stärkere Wand ausgleichen muss. Doch inzwischen gibt es erste Tanks aus CFK-Werkstoffen. Boeing und die NASA haben einen Tank mit 5,5 m Durchmesser für LH2 gefertigt, der 30 % leichter als die besten Aluminiumtanks ist und zudem 25 % weniger wiegt. Das wurde nicht weiter verfolgt, anders in Europa. MT Aerospace entwickelt derzeit eine neue Oberstufe für die Ariane 6. Auch sie setzt einen CFK-Tank ein, der 2 t mehr Nutzlast bringt und zudem billiger als die Aluminiumtanks sein soll. Das Letztere erstaunt mich auch etwas, ist CFK im täglichen Leben doch deutlich teurer. Aber es liegt wohl an der besonderen Verarbeitung der Legierungen, welche die Kosten bestimmt, nicht der Materialpreis.

Um so erstaunlicher war ich das die Begründung von Musk für die Wahl von Stahl auch der niedrige Preis des Materials ist. Das macht nicht mal bei einer nicht wiederverwendbaren Rakete Sinn, erst recht nicht bei einer vollständig wiederverwendbaren, bei der diese Mehrkosten sich ja dann auf viele Flüge umlegen und so bald viel geringer sind als die Fixkosten für Treibstoff, Startdurchführung, Landung und Wartung. Zumal das ursprüngliche Konzept der Schutz vor der Energie des Wiedereintritts durch hohe Erhitzung des Stahls ja nicht Bestand hatte, inzwischen ist man auf die konventionelle Technik mit Kacheln übergegangen. So geschützt hätte man viel Gewicht durch CFK-Werkstoffe einsparen können. Vielleicht ist das eine Option für die Nutzlaststeigerung, ich frage mich allerdings nur, warum man jetzt mit Stahl testet, denn beide Werkstoffe haben unterschiedliche Eigenschaften und werden anders verarbeitet und das ist wichtig, wenn es um die Befestigung der Kacheln geht, da sich die Materialen ja durch Erwärmung unterschiedlich ausdehnen. Eine Option wäre es auch die derzeit feste Nutzlastverkleidung durch eine abwerfbare zu ersetzen und dann eine Kuppel nach Abtrennung des Satelliten auszufahren, um die Aerodynamik zu verbessern. Die Kappe die immerhin 9 m Durchmesser hat und 17 m lang ist gelangt so gar nicht erst in einen Orbit und erhöht so die Nutzlast direkt.

Die Reduktion der Leermasse hat auch Folgeeffekte. Denn beide Stufen brauchen noch Treibstoff für sich selbst. Bei der SuperHeavy kann man davon ausgehen, dass es ähnlich ist, wie bei der Falcon 9, die rund 22 t Treibstoff zum Landen braucht. Sollte die Erste Stufe der Falcon 9 tatsächlich das Strukturverhältnis von 30 erreichen wie Musk vor Jahren behauptete (seitdem aber nicht mehr) so wäre das die eineinhalbfache Eigenmasse, entsprechend bringt eine Reduktion der Eigenmasse mehr als den doppelten Nutzen. Ebenso braucht das Starship etwas Treibstoff für das Deorbitmanöver, das ist aber vernachlässigbar. Deutlich mehr braucht es für die Landung, wenn man die Brennzeiten der Raptors bei den Versuchen zusammenrechnet und so den Treibstoffverbrauch errechnet. Das sind 20+ t, immerhin ein Sechstel der Normmasse des Starships

Das Zweite, was man machen kann, ist den spezifischen Impuls erhöhen. SpaceX strebt immer höhere Brennkammerdrücke an, sie sind bei gleichem Mischungsverhältnis die wichtigste Stellschraube. Ist der Brennkammerdruck höher, so kann die Düse verlängert werden, so werden auch immer größere Expansionsverhältnisse angegeben. Bei Triebwerken der SuperHeavy kann der Düsenmündungsdruck nicht beliebig klein sein, typisch liegt bei minimal bei 0,4 bar. Ist der Brennkammerdruck dann 300 Bar, so holt man mehr der Energie heraus bei konstantem Düsenmündungsdruck aus dem Treibstoff als bei 80 Bar. Denn die Energie, die in z.B. 0,4 Bar Düsenmündungsdruck stecken ist, ja immer dieselbe. Allerdings hat das auch Grenzen, nämlich größere Düsen brauchen mehr Platz und der steht nicht in unendlichem Maße zur Verfügung, sie verlängern bei dem Starship auch den Stufenadapter, der weiteres Totgewicht bedeutet. SpaceX überlegt ob ein Teil der Triebwerke der SuperHeavy nicht Vakuumversionen sein sollen. Diese kann man dann erst zünden, wenn der Umgebungsdruck ausreichend niedrig ist, sie haben aber einen deutlich höheren spezifischen Impuls, nutzen den Treibstoff besser aus und liefern mehr Schub.

Die letzte Stellschraube sind die Aufstiegsverluste. Sie entstehen bei jeder Rakete und können minimiert werden, indem die Beschleunigung der ersten Stufe höher ist und die Brennzeit sich verkürzt. Etabliert haben sich 1,25 g als Startbeschleunigung, wenn man flüssige Treibstoffe einsetzt. Feststoffraketen starten deutlich rasanter und haben so geringere Aufstiegsverluste. Das erste SuS wird 29 Triebwerke haben, später dann 33. Die vier Triebwerke mehr erhöhen, wenn mit 29 Triebwerken 1,25 g erreicht, die Beschleunigung auf 1,422 g und sie reduzieren die Brennzeit von 169 auf 148 s. Ohne Simulation ist ein Abschätzen schwierig und für eine genaue Simulation sind (wie oben geschrieben) die Vorgaben von SpaceX zu schwammig, aber ich denke, dass man sicher 100 bis 200 m/s an den Aufstiegsverlusten einsparen kann, was bei einem spezifischen Impuls von 380 s die Gesamtmasse (also Nutzlast und Starship um 2,7 bzw. 5,5 % erhöht – 5,5 % von (geschätzt) 230 t Gesamtmasse (120 t Starship und 110 t Nutzlast) sind immerhin 12,6 t mehr. Eines aber wird man sicher nicht erreichen: 250 t Nutzlast, denn ohne Wiederverwendung kann man wie bei einer normalen Rakete die Endgeschwindigkeit errechnen und ich komme bei 250 t Nutzlast auf 8.936 m/s, was nur 1100 m/s an Aufstiegsverlusten übrig lässt. Wirklich gute Raketen mir flüssigen Treibstoffen und kurzen Brennzeiten (alle aus der Anfangszeit der Raumfahrt wie Titan II, Atlas Agena) kommen vielleicht auf 1200 m/s. Normal sind bei Raketen, die nicht in der Zentralstufe LH2 einsetzen. typisch 1600 bis 1800 m/s. In dem Bereich liegt übrigens auch die Falcon 9. Das ist also illusorisch, zumindest mit den bisher publizierten Daten, doch wer weiß, die Falcon 9 wog auch mal 330 t und nun 549 t, vielleicht verlängert man einfach alles ein bisschen …

P.S. schon 1976 hat Dagobert das Szarship erfunden, wie diese Abbildung aus dem LTB 39 (s.109) beweist:

13 thoughts on “Die 2021 Septembernachlese von SpaceX

  1. Extra Triebwerke mit kurzer Düse nur für die Landung – umständlicher geht es wohl nicht mehr. Woanders werden schon seit Jahrzehnten Triebwerke mit ausfahrbarer Düsenverlängerung eingesetzt. Damit würde das Starship mit drei Triebwerken weniger auskommen und zusätzlich könnte dann auch der Stufenadapter kürzer und leichter werden. Aber man muss eben alles anders machen, egal ob es Sinn hat oder nicht.

    1. Na ja nicht ganz. Die neuen RL-10C sind anders als die RL-10B auch ohne Düsenverlängerung und das Vinci bei Ariane 6 auch ohne, für die Ariane 5 ESC-B war noch eine ausfahrbare Düse vorgesehen. Im Prinzip muss man Kosten und Aufwand für die Verlängerung mit den Nachteilen eines längeren Stufenadapters vergleichen und dann die bessere Lösung wählen.

  2. „I’ve already examined the difference between LEO and GTO. The 21 t in the GTO and 100+ t in the LEO can only be achieved if the Starship weighs considerably less than the specified 120 t. This is the only verifiable number because the speed requirement between LEO and GTO is known, as is the specific impulse and payloads. With that there is only one unknown and it can be calculated. If the 21 t were correct for 100 t in the LEO, the Starship should weigh only 63 t“

    The 100t to LEO and 21t to GTO is for two different models, SpaceX never said the same ship that can only send 100t to LEO will send 21t to GTO.

    This has been noticed and clarified a long time ago, after all it doesn’t take a genius to know the delta-v between LEO and GTO and work out the differences. Tim Dodd (The Everyday Astronaut) pointed this out on twitter a year ago: https://twitter.com/Erdayastronaut/status/1245052949170094082

    And Elon Musk basically confirmed that the 21t to GTO is for the performance optimized ship that can send 150t to LEO: https://twitter.com/elonmusk/status/1245063992361406464

  3. Ich vermute, dass die kurzen Triebwerke des Starships auch beim Aufstieg benutzt werden zumindest zu Beginn nach Stufentrennung um den Gravitationsverlusten entgegenzuwirken. Wenn dem nicht so ist sind aus- und einfahrbare Düsen hier von Vorteil da sie zum Aufstieg Ausgefahren und für die Landung eingefahren betrieben werden können.

    Aber es ist wie mit dem Stahl, hier steht effizenz gegen Kosten. Das Spaceship verfolgt zumindest im Ansatz die BigDump Booster Philosophie. Das Thema Wiederverwertung und Umtanken sehe ich als kritisch.

    Aber das „Vereinfachen“ um Kosten zu senken sehe ich positiever. Angeblch sollen die Triebwerke nur 1Mio das Stück kosten und mit erhöhter Serienfertigung soll der Preis weiter fallen.

    Wenn sie es hin bekommen ihren Superheavybooster immer sicher zu landen, dann könnte man auch mit einer Einwegoberstufe kostengünstig arbeiten.
    Durch weglassen aller Landerelevanten Bautele lässt sich hier sicher einiges Sparen. Dann sind die angegebenen 100 oder 150Tonnen sogar möglich. Und wenn dieTriebewerke wirklich so billig sind und die Oberstufe nur 3 benötigt, dann sollte der gesamte Start wesentlich weniger kosten als der einer F9.
    Das ganze ist technisch gesehen sehr ineffizienz, aber vermutlich rechnet sich das ganze.

    Die Bezugspreise von Stahl sind denkeich nicht so wichtig wie das einfachere verschweißen.
    Der Umstieg auf Alu oder Kohlefaser könnte die Nutzlast vielleicht um 50% Steigern aber wenn die Fertigung dann 50% Teurer wird, oder der Booster weniger oft geflogen werden kann, dann ist es vielleicht besser beim Stahl zu bleiben.

    Ein billiger „Einweg LEO Schwerlastträger“ mit geringem Wirkungsgrad (Nutzlast/Startmasse) ist denke ich mit dem System in zwei Jahren zu erreichen. Auch wenn das mt der Landung/Wiederverwertug niemals funktionieren wird.

    Zu aller erst könnte starship dann das Firmeneigene Starlink transportieren.

  4. Zu Inspiration4 Mission, einige Aspekte:

    Aus der offiziellen Mitteilung geht hervor, dass die Mission war gleich in mehrfacher Hinsicht die erste:

    – Erste vollständig private Orbitalmission
    – Erste schwarze Raumschiffpilotin
    – Der jüngste Amerikaner im Weltraum
    – Der erste Mensch, der mit einer Prothese ins All fliegt
    – Der weiteste bemannte Flug ins All seit den Space-Shuttle-Missionen zur Wartung des Hubble-Teleskops
    – Zum ersten Mal im Orbit waren drei Dragon-Raumschiffe gleichzeitig
    – Der erste Freiflug des Dragon im Rahmen einer bemannten Weltraummission
    – Das größte einteilige Bullauge, das jemals in den Weltraum geflogen ist
    – Die erste Landung des Dragon mit einer Besatzung im Atlantik
    – Erster Einsatz einer zweimal geflogenen Falcon 9, um eine bemannte Weltraummission zu starten

    Laut Astronomen betrug die maximale Orbitalhöhe der Raumsonde bei dieser Mission 579,6 km (geozentrisch) und 597,7 km (geodätisch). Die Missionsleitung kommentierte folgendes, zitiere:

    „Während des Fluges haben wir zwei Probleme beobachtet: das erste – mit der Dragon Weltraumtoilette. Ursache war ein zum System gehörender Lüfter, der Workaround wurde jedoch ohne größere Probleme umgesetzt. Der zweite ist mit einem Temperatursensor an einem der Draco-Motoren. Es gab falsche Daten und wir haben es deaktiviert. Es ist zu beachten, dass es überflüssig war.

    Wir haben auch den Temperatureffekt verfolgt, wenn die Kuppelluke geöffnet ist, denn beim Öffnen dieses „Fensters“ verliert man eine gewisse Wärmemenge, genau wie man ein Fenster auf der Erde öffnet. Die Zeit, in der die Luke geöffnet wurde, war stark von der Besatzung abhängig.

    Am Ende des Fluges verblieben 50 % des Treibstoffs im Schiff und es gab Vorkehrungen, die es der Besatzung ermöglichten, weitere zwei Tage ohne ernsthafte Probleme im Orbit zu bleiben, dies bietet einen großen Spielraum für die Missionszeit (für Wahl des Wetters oder als Option zur Verlängerung der Missionen). Wir erwägen, die Fähigkeiten von Dragon für solche Missionen zu erweitern.

    Diese Gruppe von Astronauten war gut ausgebildet, genau wie jede andere Gruppe von Astronauten, die in Dragon geflogen sind – sie wussten, was zu tun war und konnten Probleme lösen, wenn sie es brauchten.

    Da es sich um eine private Mission handelt, können wir nicht offen legen, wie viel der Kunde dafür bezahlt hat.

    Die Zahl der Leute, die mit uns über Orbitalflüge diskutieren, ist seit Beginn dieser Mission deutlich gestiegen. Verhandlungen über Missionen für die nächsten drei Jahre laufen bereits. “

    Eines der ungewohnten Probleme während des Fluges, trotz modernster Technologie, war das kalte Essen der Astronauten, die beklagten sich: „Ich kann nicht glauben, dass wir im Weltraum kalte Pizza essen. Das ist unglaublich!“ Das Essen ansonsten war typisch amerikanisch und somit ungesund mit Pizza im Baguette, Sandwich-Pizza Sandwiches, Gemüsemischung. Die Hauptmahlzeit bestand aus: Mediterranes Lamm, Fleischbällchen und Nudeln, Geröstete grüne Edamame-Bohnen, Salami, Speck und Cheddar, Bolognese-Nudeln, Tortilla, Rindfleisch und türkisches Trockenfleisch.

    Elon Musk spendet 50 Millionen US-Dollar an das Kinderkrankenhaus St. Jude! Somit wird der Gesamtbetrag der gesammelten Mittel 210 Millionen US-Dollar betragen, was 10 Millionen US-Dollar mehr ist als der geplante Betrag.

    Zu Tom Muller

    Der ehemaliger geniale SpaceX-Ingenieur hat sein eigenes Unternehmen als auch seine eigene Firmenwebsite eröffnet, das Raumfahrtantriebssysteme entwickeln wird und sucht Leute für seine Arbeit. Er will mit dem Impulse Space Propulsion Unternehmen den Weltraum zugänglicher denn je machen, es geht um effiziente Beförderung von Fracht in höhere Umlaufbahnen, die eine Herausforderung bleibt. https://www.impulsespace.com (wurde gerade eröffnet)

    Auf die Frage nach aktiv gekühlte chemische Triebwerke für einen Weltraumschlepper, antwortete Muller: „Ja, wir wollen in der Lage sein, bis zu 2 km/s Delta-V-Geschwindigkeit genug zu liefern, um überall in LEO zu liefern. “

    Zu nuklearer Antriebstechnologie und japanischen rotierenden Detonationsmotoren die viel kleiner sind und verbrauchen weniger Treibstoff: „Ich liebe RD-Motoren (Rotating Detonation Engine). Vielleicht schauen wir uns das eines Tages an. NTR (Nuclear Thermal Rocket) muss auf die nächste Generation von Stans-Raketen warten!“

  5. Nicht zu vergessen: Es wurde übrigens ein historischer Rekord aufgestellt, erstmals waren 14 Menschen gleichzeitig im All, darunter die Dragon-Passagiere, die ISS-Crew und die Taikonauten an Bord der chinesischen Orbitalstation Tiangong.

  6. Guten Abend Herrn Leitenberger,
    eine Frage. Die Pessimismus bei manchen in Deutschland über die Inspiration4 Mission trüben mich.

    Bei Spiegel.de findet man Kommentare wie
    „Die Amerikaner…da brennen die Wälder und die Städte saufen ab und die Milliardäre fliegen zum Spaß ins Weltall. So viel zum Thema Klimawandel und 1,5 Grad Ziel.“
    „die Reichen düsen währenddessen durchs Weltall.
    Dabei wird das CO2 direkt in die hohen Luftschichten gebracht wo es deutlich länger verbleibt als in Bodennähe.
    Pro Nase fallen bei dem Vergnügen 75 Tonnen CO2 an (…)Ja, da passt der Name Inspiration 4 richtig gut!“
    Quelle: Forum Spiegel http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/weltraumflug-inspiration-4-jared-isaacman-und-drei-gaeste-sicher-zurueck-auf-der-erde-a-27d7ac3f-0714-42ad-b071-c2a12da8de78#kommentare

    Eine der größten Leistungen eines privaten Unternehmens ins Verhältnis zu irgendeiner Klimaangst zu setzen? Wo wären wir bloß in hudnert Jahren, wenn wir so pessimistisch denken. Was ist Ihre Meinung dazu, Klima und Raumfahrt?

    1. Im Internet kann jeder Schwachkopf seine wirren Gedanken posten und meiner Erfahrung nach ist die Post-Rate direkt umgekehrt proportional zur Bildung. Ich ignoriere Kommentare überall, mit Ausnahme meines Blogs. Warum?

      * Was juckt mich die Meinung von Leuten die ich nicht kenne, und die nicht mal unter echtem Namen posten?
      * Wenn man keine Ahnung hat, sollte man sich an den Vorsatz halten. „Reden ist Silber, Schweigen ist Gold“.

      Inspiration4 ist nicht mehr und nicht weniger als das teure Privatvergnügen eines Milliardärs. Solche Leute können sich das leisten und wenn man sich das leisten kann dann gibt es auch einige die so einen Trip buchen (erstaunlicherweise sind ja alle bekannten Passagiere zwar Milliardäre aber nicht welche die man als Normalbürger kennt wie Bill Gates, Mark Zuckerman etc…).

      Mein Tipp: Verbringe die Zeit mit nützlichem.

  7. Nachtrag zu Inspiration4 – Probleme mit der Weltraumtoilette

    Als die Crew der Inspiration4-Mission von der Crew Dragon-Kuppel aus den Blick auf die Erde genoss, ertönte plötzlich ein Alarm, das Raumfahrzeugsystem warnte die Crew vor einem erheblichen Problem.

    Ja, es klingt wie der Beginn eines Science-Fiction-Films über den Weltraum mit einer epischen Handlung, aber die Realität entpuppte sich als banaler. Jared Isaacman, Saen Proctor, Hayley Arseno und Chris Sembroski verbrachten Monate damit, SpaceX-Handbücher zu studieren um in Weltraumnotfällen zu trainieren. Wie sich herausstellte, war mit dem Crew Dragon-Schiff selbst alles in Ordnung, die Fehlerursache war die Bordtoilette.

    Nichts ist im Weltraum einfach und sogar eine Toilette ist keine Ausnahme. Auf der Erde dank der Gravitation ist es eine einfache Aufgabe, sicherzustellen, dass alles, was dorthin gehen muss, dorthin gelangt, wo es hingehört. Aber im Weltraum gibt es keine Garantie dafür, dass alles, was benötigt wird, genau dorthin gelangt, wo es hingehört. Die Physik der Schwerelosigkeit ist einfach und gleichzeitig grausam, alles kann in alle Richtungen fliegen. Um dieses Problem zu lösen, verfügen Weltraumtoiletten über spezielle Ventilatoren, die zum Ansaugen von Abfallprodukten verwendet werden. Danach werden die Abfälle in speziellen Behältern gelagert.

    Beim Abfallmanagementsystem von Crew Dragon traten mechanische Probleme mit dem Ventilator auf. Dies hat den Fehler und die Alarmauslösung durch die Sensoren verursacht. Scott Poteet, Mission Director von Inspiration4, erzählte Reportern in einem Interview von dem Thema. Später in einer Pressekonferenz bestätigten sie zusammen mit dem Direktor für bemannte Flüge von SpaceX, Benjamin Reed, dass es ein Problem mit dem Abfallmanagementsystem gab, gingen jedoch nicht auf Details ein, was sofort eine Welle von Gerüchten über die Geschehnisse auf dem Schiff auslöste.

    Jetzt sprach der Kommandant der Mission, Jared Isaacman, über das, was wirklich passiert ist: „Ich möchte 100% klar sein: Es gab diesbezüglich überhaupt keine Probleme in der Kabine des Schiffes.“

    Die Crew musste sich tatsächlich an SpaceX wenden, um auf dieses Problem zu reagieren. Erschwerend kam hinzu, dass die Crew nicht immer mit dem MCC Kontakt aufnehmen konnte: „Ich würde sagen, dass wir bei etwa 10 % unserer Zeit im Orbit keine Verbindung zur Erde hatten“, sagte er. Infolgedessen wurde nach Rücksprache mit Spezialisten das Problem mit dem Lüfter gelöst, indem ein „Workaround“ gefunden wurde.

    „Die mentale Stärke, die gute Vorbereitung und die Einstellung der Crew waren entscheidend für den Erfolg der Mission. Der psychologische Aspekt ist ein Bereich, in dem Sie bei der Personalbeschaffung keine Kompromisse eingehen können. Wenn wir jemanden bei uns hätten, der nicht so mental belastbar wäre, könnte seine Reaktion die Crew und letztendlich die Mission beeinflussen. Aber niemand möchte aus offensichtlichen Gründen wirklich auf die Details dieser Toilettengeschichte eingehen „, fügte Isaakman hinzu.

    Die Inspiration4-Crew stellte im Gespräch mit einigen NASA-Astronauten auch fest, dass die Toilettenbenutzung im Weltraum ein komplexer Prozess ist und man sich gegenseitig verstehen muss.

    Seit der Apollo-10-Mission im Jahr 1969 und dem berühmten Anruf der Besatzung an MCC, das im Cockpit Fäkalien herumfliegen, haben sich Weltraumtoiletten dank der Bemühungen von Ingenieuren weiterentwickelt. Die Probleme physiologischer Prozesse sind jedoch nirgendwo verschwunden.

    Selbst einfaches Urinieren im Weltraum kann ein Problem sein, da sich der Urin in der Blase im Weltraum anders verhält und es sehr schwierig sein kann, zu wissen, wann man sein Ding machen soll. Der menschliche Körper ist mit seinen Gravitationsparametern evolutionär für das Leben auf der Erde geschaffen. Sogar viele professionelle Astronauten haben nach mehreren Flügen in den ersten beiden Tagen im Orbit regelmäßig Übelkeit, geschweige denn untrainierte Menschen. Die NASA hat dafür sogar einen Begriff – das Weltraumanpassungssyndrom, das bei etwa 80% aller Astronauten auftritt.

    Isaacman sagte, dass er während der Inspiration4-Mission nicht den Drang verspürte, sich zu übergeben. Aber die Gewöhnung an die Mikrogravitation ist für jeden anders. Hayley Arsenault musste ein Antihistaminikum gespritzt werden, um Übelkeit zu bekämpfen.

    Wie fühlt sich Mikrogravitation an? „Es ist nur eine Blutansammlung in deinem Kopf, als würdest du kopfüber hängen. Aber wir müssen einen Weg finden, es einfach zu ignorieren und daran zu arbeiten, sich daran zu gewöhnen. Nach etwa einem Tag gewöhnt man sich daran und merkt kaum die Wirkung“, sagte er.

    Isaacman sagte auch, dass er seine Entscheidung, Millionen von Dollar für einen dreitägigen Weltraumflug auszugeben, nicht bereut: „Ich hoffe, dass dies ein gültiges Modell für zukünftige Missionen sein wird. Ich glaube auch an die Mission von SpaceX, Multiplanetarität zu unterstützen, mit menschliche Kolonien die im Weltraum leben. Während des Fluges fühlte ich mich richtig energiegeladen und inspiriert von der Idee, dass wir uns immer weiter in den Weltraum bewegen sollten.“

  8. SpaceX neuer Orbitalsicherheitsplan

    Fakt: Es ist kein Geheimnis, dass das Unternehmen von Konkurrenten und einigen Experten angefeindet wird, die behaupten, dass das Satellitensystem von SpaceX eine Bedrohung für andere Raumfahrzeuge darstellen könnte. Einige argumentieren sogar, dass die Zunahme der Anzahl von Satelliten zu unkontrollierten Kollisionen führen kann, dem sogenannten Kessler-Syndrom.

    Auf der anderen Seite sind es jedoch die Starlink-Satelliten, die eines der sichersten Raumschiffe in der Erdumlaufbahn sind.

    Alle Raumfahrzeuge des Unternehmens sind mit einem autonomen System ausgestattet, das manövrieren kann, um Kollisionen mit Weltraummüll und anderen Raumfahrzeugen zu vermeiden. Jeder Satellit kann seine Ionentriebwerke an Bord verwenden, um Kollisionen zu vermeiden und am Ende des Lebenszyklus des Satelliten eine Deorbiting einzuleiten. Aber selbst wenn einige Satelliten außer Kontrolle geraten und nicht aus der Umlaufbahn gebracht werden können, wird ihre niedrige Umlaufbahn von 550 km ihnen helfen, in weniger als fünf Jahren von selbst in die Atmosphäre zu sinken.

    SpaceX hat sich kürzlich mit Vertretern der Federal Communications Commission (FCC) getroffen, um seinen aktualisierten Weltraumsicherheitsplan im Rahmen des Starlink-Programms zu besprechen. Das Unternehmen sagte auch, dass das aktive Kollisionsvermeidungssystem eine zweite Verteidigungslinie gegen Notfälle im Orbit ist, wobei die überwiegende Mehrheit der Starlink-Ausweichmanöver von Satelliten anderer Betreiber ausgeht.

    „Der nahe Weltraum ist voller Weltraummüll. Die Umlaufbahnen des Starlink-Satellitensystems sind speziell für den sicheren Orbitalflug aller Satelliten der Konstellation ausgewählt. Unsere Satelliten können autonom Risiken einschätzen und Kollisionsvermeidungsmanöver ohne menschliches Eingreifen planen. Aber auch trotz solcher Technologien haben wir als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme Leute, die dem System hinterherfliegen“, so SpaceX Kommentar.

    „Starlink ist bestrebt, ein verantwortungsbewusstes Mitglied der Weltraum-Community zu sein. Während die Kollisionsvermeidung von Starlink automatisiert ist, gibt es immer Personen, die sich koordinieren und umgehend auf jedes Gruppierungsereignis reagieren. Wenn ein Starlink-Satellit eine potenzielle Kollision mit einem anderen Satelliten „sieht“, führen die anderen Satelliten in der Konstellation automatisch ihre erforderlichen Manöver ohne menschliches Eingreifen durch. Wenn der Betreiber ein Manöver für unnötig oder sogar potenziell gefährlich hält, kann den Starlink-Satelliten befohlen werden, die Manöver einzustellen“, sagte das Unternehmen.

    Interessant sind auch folgende Zahlen: Starlink-Satelliten führten nach Angaben des Unternehmens zwischen Dezember 2020 und Mai 2021 mehr als 2.000 potenzielle Kollisionsvermeidungsmanöver durch. Das wären im Durchschnitt 1-2 pro Satellit während dieser Zeit und basierend auf der Anzahl der aktiven Satelliten ist das eine kleine Zahl.

    Interessant ist auch die folgende Mitteilung von der Codecon-Konferenz: SpaceX arbeitet mit Dr. Saul Perlmutter von der UC Berkeley an einem aufregenden Programm für ein großes Weltraumteleskop, das auf Starship gestartet werden soll. „Da Starship eine viel größere Trägerrakete ist, können wir Satelliten mit der zehnfachen Auflösung des Hubble-Teleskops starten, was für die Wissenschaft großartig wäre“, so Musk Worte.

    Neue riesige Teleskope sind für die Astronomen dringend notwendig, aber ob wir jemals die Wahrheit über den Urknall erfahren, als auch was Davor war, wohin geht die immer schnellere Expansion, die heute am Rand des Universums in 47 Milliarden Lichtjahren die Galaxien die 3-fache Lichtgeschwindigkeit erreicht haben, ist sehr fraglich.

  9. Die Bewertung von SpaceX hat 100 Milliarden US-Dollar überschritten !!!

    Nach dem in dieser Woche angekündigten Aktienverkauf durch Insider ist der geschätzte Wert des Unternehmens auf 100,3 Mrd. US-Dollar gestiegen. CNBC berichtet, dass SpaceX laut Quellen eine Vereinbarung mit neuen und bestehenden Investoren getroffen hat, Aktien der Investoren des Unternehmens für bis zu 755 Millionen US-Dollar zu einem Preis von 560 US-Dollar pro Aktie zu kaufen. Die Gesellschaft hat derzeit kein neues Kapital aufgenommen, da es sich bei dem Kaufangebot um eine Weiterveräußerung bestehender Aktien an die Investoren der Gesellschaft handelt.

    Der neue Aktienkurs liegt 33 % über der vorherigen Schätzung von SpaceX von 74 Milliarden US-Dollar bei 419,99 US-Dollar pro Aktie im Februar dieses Jahres, als das Unternehmen fast 1,2 Milliarden US-Dollar aufnahm. SpaceX machte im Februar einen ähnlichen Deal, als es 750 Millionen Dollar in Aktien verkaufte.

    Die neue Schätzung von SpaceX macht es zu einem der wenigen privaten Einhornunternehmen der Welt (den sogenannten Hektocorns), die mehr als 100 Milliarden US-Dollar wert sind. Laut CB Insights ist SpaceX nach diesem Parameter das zweitgrößte private Unternehmen der Welt, nach dem chinesischen Internet-Giganten Bytedance und vor dem amerikanischen Technologieunternehmen Stripe.

    SpaceX ist auch nach Kapitalisierung das viertgrößte Luft- und Raumfahrtunternehmen der Welt, hinter Honeywell (150 Milliarden US-Dollar), Boeing (131 Milliarden US-Dollar) und Airbus (104 Milliarden US-Dollar). Der Wert des Unternehmens ist in den letzten Jahren in die Höhe geschossen, da SpaceX Milliarden von Dollar an Investitionen zur Finanzierung seiner Megaprojekte Starship und Starlink aufgebracht hat.

    Es ist schade das SpaceX noch kein IPO Gang gemacht hat, wäre für viele Anleger sehr interessant und zugleich eine Gelddruckmaschine für viele private Investoren, wahrscheinlich mit ähnlichen Erfolgt wie Amazon. Anderseits ist das Geschäftsmodell von SpaceX noch lange nicht rentabel, es wird nur Geld verbrannt, was typisch in der Raumfahrt ist. Musk hat aber im Februar 2021 angekündigt: “ Sobald wir den Cashflow einigermaßen gut vorhersagen können, wird Starlink an die Börse gehen.“ So öffnet sich Starlink dann für neue Investoren.

    Das SpaceX nicht an einer Börse notiert ist, muss das Unternehmen auch nicht die spezifischen regulatorischen Dinge beachten und der Verkauf von Unternehmensanteilen direkt an Investoren und nicht über IPO Aktien ist wesentlich einfacher. Aber: Will ein Investor seine Aktien verkaufen, muss er zunächst einen potenziellen Käufer finden, der danach einen Preis für seine Aktien aushandelt.

    Es besteht aber die Möglichkeit indirekt SpaceX Aktien zu kaufen. So hat Google bereits im Jahr 2015 über ein Joint Venture mit der Fondsgesellschaft Fidelity über 900 Millionen Dollar in SpaceX investiert, die bis zum heutigen Tag nicht verkauft wurden. Wer also Google Aktien kauft, ist auch indirekt an SpaceX beteiligt. Das betrifft auch Scottish Mortgage Investment Trust oder andere Unternehmen.

    Die Anleger von Tesla, besonders diejenigen die bei IPO Gang im Jahr 2010 Aktien kauften, haben eine Grund zu Freude, der Kurs der Aktie, mit einigen technischen Korrekturen, ist nur nach oben gerichtet. Nach einer technischen Korrektur im Mai 2021, da lag der Kurs bei 460 Euro, liegt er heute bei 680 Euro. Analysten erwarten bis 2025 einen Kurs von 3000 Dollar pro Aktie, wahrscheinlich wird es aber mehr sein.

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