Neues von SpaceX, der NASA und Trump

Mal Zeit für eine kleine Nachlese. Die SpaceX Nachlese wollte ich eigentlich zu Startversuch Nummer 9 bringen, aber da wir auf den noch warten müssen, kommt sie jetzt und zwar gleich am Anfang.

Wann IFT-9 kommt weiß man noch nicht, wenn dann wird die Firma das wohl wie bisher kurzfristig ankündigen. Nach dem Tempo bei den letzten Starts sollte es aber eigentlich soweit sein. Aber man weiß schon etwas: Die Erststufe wird Booster 14 sein, der schon bei Flug 7 eingesetzt wurde. 29 der 33 Triebwerke wurden erneut verwendet. Bei IFT-7 zündete eines der Triebwerke beim Boostback nicht, war bei der Landung aber aktiv. Das verlief daher besser als bei IFT-8 wo es bei den beiden Manövern drei Ausfälle gab. Vielleicht wurde deswegen Booster 14 gewählt.

Alles toll oder? Äh nein. Denn es heißt das vier von 33 Triebwerken, also etwas mehr als 12 Prozent ausgetauscht wurden. Nicht nur das eine, das beim Flugtest ausfiel. Das ist nicht gut. Wenn 12 Prozent der Triebwerke keinen zweiten Einsatz überstehen, dann ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie im beim ersten Einsatz ausfallen. Denn da müssen zumindest die inneren Triebwerke ja dreimal arbeiten. Vor allem, wenn man ankündigt das die Triebwerke Tausendmal ohne Überholung zum Einsatz kommen sollen, dann ist das ehrlich sehr bescheiden. Dieses Ausfallrisiko ist deutlich schlechter als bei Triebwerken, die nicht auf Wiederverwendung ausgelegt sind, die kann man problemlos mehrere Male zünden, was bei den Testtriebwerken ja auch erfolgt, ohne sie zu überholen. Damit ist es auch Essig mit dem Konzept beide Stufen am Startturm einzufangen und sofort wiederzuverwenden, anstatt die Vorgehensweise bei den Falcon 9 wo zwischen Starts Wochen liegen. Aber die Falcon 9 haben, soweit ich weiß, keine ausgetauschten Triebwerke. Zumindest habe ich nicht davon gehört. Deren Triebwerke scheinen also problemlos 10 oder mehr Einsätze zu überstehen. Was passiert, wenn drei oder vier Triebwerke ausfallen? Schaut auch die Videos von IFT-1 an, da kam genau das vor.

Noch prekärer. Derzeit sind ja die Raptor 2 mit 300 Bar Brennkammerdruck im Einsatz. Das Starship V2 soll dann in der endgültigen Form die Raptor 3 mit 350 Bar Brennkammerdruck bekommen. (Das war bei den beiden letzten Flügen des Starships noch nicht der Fall, der Rest (Tanks, Strukturen) entsprach aber schon V2.) Im Allgemeinen steigen die Belastungen jedes Teils mit dem Brennkammerdruck an. Die 3-er Versionen sollen aber nicht im Gewicht zulegen, sondern leichter werden, pro Triebwerk um mehrere Hundert Kilogramm. Anders wird man nicht die Zielnutzlast erreichen, denn steigert man nur die Masse der Rakete, ändert aber nichts am Voll-/Leermasseverhältnis so steigt die Orbitmasse nur linear an, die Nutzlast wahrscheinlich etwas mehr, weil bestimmte Elemente sich nicht ändern (Stufenadapter, Nutzlastspitze, Verkleidung der Triebwerke, Tankdome). Ich würde daher eher mit einer höheren Ausfallwahrscheinlichkeit bei den Raptor 3 rechnen, zumindest aber mit einer geringeren Lebensdauer. 1000-Mal betrachte ich sowieso als eine Wunschvorstellung. Ich lese gerade John Youngs Biografie und da steht auch drin, das die Turbopumpen des Space Shuttles, selbst wenn das Gesamttriebwerk 55-mal verwenden kann nach wenigen Einsätzen ersetzt werden mussten, und das arbeitete mit geringerem Brennkammerdruck als die Raptoren und dieser Druck muss von den Turbopumpen geliefert werden. Sie sind bei Triebwerken der anfälligste Teil, der einzige mit beweglichen Teilen.

Die FAA hat inzwischen auch ihre Untersuchung zu IFT-7 abgeschlossen, SpaceX wollte ja nicht darauf warten mit dem entsprechenden Resultat, dass IFT-8 auf die gleiche Weise scheiterte wie IfT-7. Die FAA nennt strukturelles Versagen als Ursache. SpaceX dagegen Lecks und hat daher bei IFT-8 auch nur Maßnahmen umgesetzt die dazu dienen, das dabei entstehende Feuer zu bekämpfen. Klar, wenn die Struktur versagt können Leitungen brechen und der austretende Treibstoff ein feuer verursachen, das passierte übrigens kürzlich auch bei einer Falcon 9. Aber die Lecks sind nicht das Problem, sondern das Versagen der Struktur. Angeblich hat man bei der Starship V2 die Triebwerkssektion umgestaltet und dabei wohl auch Gewicht eingespart – denn wie oben erwähnt, nur mit mehr Treibstoff kommt man alleine nicht auf die 100 t Zielnutzlast bei V2, wenn V1 bei unter 50 t liegt. Tja und das rächt sich nun eben. Man muss nachbessern und das kostet dann wieder Nutzlast. So sehe ich aber schwarz für die geplante Nutzlast, Starship V3 soll bei 40 % mehr Treibstoff in etwa die vierfache Nutzlast von Starship V1 aufweisen. Das geht nur mit anderen Naturgesetzen in einem Paralelluniversum oder einer deutlichen Gewichtsreduktion, die vor allem beim Starship ansetzt, das selbst bei V2 noch mehr wiegt als die Nutzlast selbst.

Neues gibt es auch bei der Betankung. SpaceX will offenbar dabei stark elliptische Bahnen mit hohem Apogäum erreichen. Das klingt nach meinen Vorstellungen wie man eine Schwerlastrakete durch mehrere mittelgroße ersetzen kann – ohne Betanken, indem jeweils eine neue Stufe an die Nutzlast ankoppelt und durch Verbrauch des Treibstoffs die Bahn anhebt. Das hat Vorteile, so muss man den Treibstoff weder transferieren noch lange kühl halten, da er bei jedem Manöver nach dem Ankoppeln verbraucht wird. Der Nachteil der Methode gegenüber dem Volltanken in einem stabilen LEO ist, das man neben dem Treibstoff auch die Stufe auf immer höhere Geschwindigkeiten beschleunigt. Bei herkömmlichen Raketenstufen, die für LEO-Nutzlasten einen Bruchteil der Nutzlastmasse ausmachen, eine Centaur wiegt z.B. 2,5 t bei rund 20 t LEO-Nutzlast einer Atlas V oder eine Delta DCSS 3,5 t bei maximal 28 t Nutzlast einer Delta IV ist der Mehraufwand verschmerzbar. Selbst beim abschreckenden Beispiel Ariane 5 war dem noch so: 5,5 t Stufe, 21 t LEo Nutzlast bei der ESC-Variante. Aber das Starship wiegt schon nach Plänen 120 t bei 100 t Nutzlast. Die realen Starships der Tests würde ich eher bei 200 t einstufen. Da ist das eine sehr dumme Idee. Aber vielleicht ist das auch nur für die letzten Orbits geplant.

SpaceX scheint sich intern selbst vom Starship verabschiedet zu haben. Sein Hauptzweck ist es ja die Starlink V2 Satelliten zu starten die jeweils 2 t wiegen. Aufgrund der Verzögerungen startet nun ja SpaceX Starlink „mini“ Satelliten von 800 kg Gewicht mit der Falcon 9. Vor einigen Tagen wurden nun nochmals leichtere Satelliten, die 225 kg weniger wogen ,eingeführt, sodass es 29 anstatt maximal 20 pro Start sind. Wenn man mittelfristig mit einem operativen Starship rechnet, das ja nicht mal auftankbar sein muss, dann würde SpaceX dies sicher nicht machen.

Während man auf den nächsten Startversuch von SpaceX – oder besser bei der bisherigen Bilanz des Starship MurksX wartet – erreichen die Kahlschläge der Trumpregierung die NASA. Nun wurden erste Pläne in der bemannten Raumfahrt bekannt. Die ISS wird noch moderate Kürzungen hinnehmen müssen 500 Millionen Dollar von einem Budget von 3 Milliarden Dollar, relativ einfach umzusetzen, indem man die Besatzung verkleinert. Eigentlich suboptimal, weil in eine Kapsel vier Personen reinpassen und sie nicht billiger wird, wenn drei mitfliegen. Ich vermute, man wird den freien Sitz für bezahlte Passagiere nutzen. Das könnten Privatpersonen sein, es wäre auch die Chance für JAXA und ESA einen Astronauten mehr zu haben als ihnen nach dem Abkommen zusteht.

Deutlich schwerer hat es Artemis erwischt:

• Lunar Gateway – gestrichen
• SLS – gestrichen nach drei Missionen
• Orion – gestrichen nach drei Missionen

Dafür gibt es 1 Mrd. Dollar für ein bemanntes Marsprogramm. Ja so sieht es aus, wenn in der Regierung Leute sitzen die ihren Unternehmen Aufträge zuschanzen. Denn es muss ja Alternativen zur Orion uns SLS geben. Das einzige Raumschiff das schon jetzt die ISS regelmäßig anfliegt, ist die Crew Dragon und selbst wenn Boeing noch die Kurve kriegt wird SpaceX den Auftrag bekommen, genauso wie das bei dem HLS lief. Da hat Kathy Lueder ihn SpaceX gegen alle Vernunft und Logik zugeschanzt und dann wenige Monate später gekündigt und nun ist sie Director for Launch Operations an der Starbase. Das ist sicher kein Zufall. Ebenso ist die Falcon Heavy die derzeit nutzlaststärkste Trägerrakete, auch wenn Musk sicher auf das Starship setzt.

Das Lunar Gateway hielt ich schon für überflüssig, aber die NASA hat mit zahlreichen Nationen Abkommen abgeschlossen. Die Idee dahinter: Das Lunar Gateway bauen vor allem diese auf mit gestellten Modulen, dafür fliegt ein Astronaut der anderen Raumfahrtagentur mit. Drei Module stammen von der CSA, ESA und JAXA, die Luftschleuse von den arabischen Emiraten. Die Länder schauen nun in Röhre. Ich hoffe, man hat wie bei der ISS vorher Strafzahlungen vereinbart, das hat damals die ISS vor der Einstellung durch George W. Bush Administration bewahrt. Es reiht sich in eine lange Reihe von einseitig von den USA gebrochenen Abmachungen ein, ich denke, das gibt mal einen eigenen Artikel.

Wenn man das ganze aber genauer ansieht, so sieht man das die Argumentation „kommerziell ist billiger“ falsch ist. Die Orion ist verfügbar und da das Antriebsmodul von der ESA stammt ist sie auch nicht so teuer. Weder Starliner noch Crew Dragon können in eine Umlaufbahn um den Mond einschwenken, weil sie das Antriebsmodul und den qualifizierten Hitzeschutzschild nicht haben. Muss man erst entwickeln und das wird sicher nicht von SpaceX und Boeing bezahlt. Denn es wird ja nicht mehr Flüge geben. Anstatt bis zu vier Starts pro Jahr zur ISS gibt es nur einen Start bei Artemis alle zwei Jahre, da wird ein kommerzielles Raumschiff alleine durch die geringe Startzahl teuer und die Entwicklung muss man auch finanzieren.

Wenn man es hat – wie kommt es zum Mond? Die Falcon Heavy kann nicht mal eine Crew Dragon in eine TLI-Bahn schicken, sie ist dazu zu schwer und sie würde noch schwerer werden, weil sie ja in eine Mondumlaufbahn einschwenken muss und diese wieder verlassen, also dafür Treibstoff braucht. Es gäbe als theoretische Möglichkeit das Raumschiff mit einer Falcon Heavy zu starten, dann eine zweite ohne Nutzlast. Im Orbit dockt man an die zweite Stufe an und zündet diese erneut. Das ist aber doch nicht die Vorgehensweise, welche die NASA bevorzugt. Es gibt einen großen Unterschied zum Umsteigen in das Lunar starship: da erfolgten alle Tankvorgänge und (mindestens) zwei Zündungen bevor die Astronauten es betreten. Das gibt Sicherheit. Bei dem Szenario müsste man an eine Stufe ankoppeln, die nicht für Kopplungen gedacht ist, nicht isoliert, aus der Treibstoff verdampft und die muss dann hundertprozentig funktionieren, sonst strandet die Besatzung irgendwo im Sonnensystem. Die NASA hat bei Apollo diese Möglichkeit daher ziemlich schnell verworfen und das waren damals Systeme, bei denen man wirklich jedes Detail überprüft hat und alles was ging redundant abgesichert hat, was man von SpaceX (siehe Starship) nicht behaupten kann.

Die SLS würde ja auch häufiger starten weil sie fürs Lunar Gateway benötigt wird und so alleine durch die höhere Stückzahl billiger. Zudem steht ja eine neue Oberstufe vor der Einführung, welche die die Nutzlast auf 42 t anheben wird – zum Vergleich, die Falcon Heavy wird, wenn man von der bekannten Nutzlast von 15 t für den GTO (ohne Wiederverwendung) ausgeht, eine Nutzlast von unter 11 t für den Mond haben und das Starship ohne Auftanken gar keine.

Während es bei der SLS noch Hoffnung gibt – es wird ja noch zwei Starts geben und die Artemis 3 Mission ist derzeit für 2027 geplant. Die NASA hat sie laufend nach hinten geschoben, weil vorher SpaceX nicht nur die Betankung im Erdorbit demonstrieren muss, sondern weil man ihr die Mission nicht so recht zutraut auch erst mal eine Demonstrationsmission mit einer unbemannten Landung (aber ohne Rückkehr) durchführen muss. Also das wäre in zwei Jahren. Seit zwei Jahren testet SpaceX das Starship, hat noch keinen Orbit erreicht, nur eine voll erfolgreiche Mission gehabt und die Nutzlast ist laufend gesunken. Ich würde darauf tippen, dass sie nach der Demonstrationsmission erneut nachbessern müssen und Artemis 3 noch weiter nach hinten rutscht und wenn wir 2028 haben wird ja ein neuer Präsident gewählt.

Während die SLS erst in Zukunft kräftig abspecken muss, trifft es das Wissenschaftsbudget schon jetzt hart: es wird halbiert. Selbst schon fast fertige Projekte wie das Nancy-Roman Teleskop stehen vor der Einstellung. Ich habe das ja schon zweimal mitgemacht unter Rinald Reagan und George W. Bush. Die Folgen dürften drastisch sein und noch lange nachdem Trump das Weisse Haus verlassen hat bestehen bleiben, denn laufende Projekte die seit Jahren laufen beenden kann man schnell, aber selbst wenn der nächste Präsident alles wieder ändert wird es Jahre dauern bis neue Satelliten und Raumsonden startbereit sind. Link zu den Kürzungen (NASA: S.36/37). Dort wird übrigens frech gelogen. 4 Mrd. Dollar kostet eine Artemis Mission, die SLS macht 2,2 Mrd. davon aus. Und sie ist auch nicht 140 % über dem Budget. 2013 schätzte die NASA die Kosten auf 41 Mrd. bis 2025. Bisher hat man aber nur 26,4 Mrd. ausgegeben.

Es ist ja nicht so, dass man bei der NASA wahnsinnig viel einsparen könnte, denn gemessen am US-Haushalt der 2024 bei 6.418 Mrd. Dollar lag sind die 25 Mrd. der NASA nur 0,39 Prozent – zur Spitzenzeit während des Apolloprogramms war der Wert zehnmal höher. Einsparen kann man so weniger als 1 Promille des Gesamthaushaltes.

Warum übrigens alle Präsidenten mit beschränktem Intellekt vor allem die Wissenschaftsbudgets kürzten, aber kaum oder gar nicht bemannte Raumfahrt? Wenn man zu doof ist zu kapieren was da gemacht wird, kürzt man eben. Leute, die herum schweben, aber eigentlich nichts Sinnvolles tun, faszinieren dagegen auch Idolen. Die Kürzungen betreffen auch andere Gebiete wie Erdbeobachtung, da sind die USA schon durch Reagan vom Spitzenreiter zum Nachzügler geworden. Hier führt Europa mit dem Kopernikusprogramm und natürlich wird Klimaforschung komplett gestrichen, ist doch logisch, wenn es keinen Klimawandel gibt, muss man auch nicht forschen. Wenn doch, ja dann wandert man auf den Mars aus. Mein Vorschlag: der erste bemannte Start des Starships sollte auf jeden fall mit Trump und Musk erfolgen. Natürlich genauso gut vorbereitet wie IFT-8 …