On-Pad-Explosions, Testen und Sicherheit
Auf den heutigen Blog komme ich, weil ich gerade für die Website einen Artikel über alles was beim Starship Testflug schieflief schreibe. Ich habe dazu nach Videos des Starts aus anderen Perspektiven gesucht und bin über dieses hier gestolpert. Der Autor meint ernsthaft, das der Teststart erfolgreich war, weil die Rakete den Tower passiert hat. Blendet dazu bei 1:24 sogar eine „Daumen Hoch“ Grafik ein. Das Video erschien vor drei Tagen, also als längst klar war das die Rakete Verwüstungen trotz „erfolgreichem“ Start angerichtet hat. Da ist also jemand immer noch der 100 Prozent Musk Meinung, alles wäre ganz toll gewesen.
Ich habe das als Aufhänger genommen, um einige Themen zu behandeln. Zuerst mal ein Randthema das mit dem Teststart nichts zu tun hat, das sind „On the Pad Explosions“. Das sind in der Regel nicht Explosionen beim Start. Das liegt daran, wie heute Starts durchgeführt wurden. Die frühen Starts waren die von Militärraketen als erster Stufe. Die hoben ab, sobald der Schub die Erdbeschleunigung kompensieren kann. Nun zeigen sich Probleme mit den Triebwerken sehr oft schon beim Hochlaufen. Das am meisten gefürchtete Phänomen ist das einer Verbrennungsinstabilität. Dabei verläuft die Verbrennung nicht laminar sondern turbulent. Als Folge schwankt der Druck in der Brennkammer. Das kann eine Feedbackschleife auslösen. Das geht in etwa so. Nehmen wir an der Brennkammerdruck sinkt kurzfristig ab, dann wird die Turbopumpe die ja ausgelegt ist, gegen einen Druck der Brennkammer Treibstoff einzuspritzen mehr Treibstoff einspritzen, der führt dann zu einem raschen Ansteigen des Brennkammerdrucks, der dann dazu führt das die Pumpe wieder weniger Treibstoff einspritzt, der Druck also abfällt und zwar tiefer als er anfangs war. Es schaukelt sich innerhalb eines Sekundenbruchteils eine Welle aus sich immer stärker schwankenden Drücken auf, die schließlich dazu führen das etwas am Triebwerk kaputtgeht, meistens die Turbopumpe, weil die schnell drehende Rotorblätter hat und dann bei ihr schnell die Drehzahlen in Bereiche wandern wo sich die Blätter ablösen und mit ihrer kinetischen Energie das Gehäuse durchschlagen. (mehr …)