Der Hinweis auf die Chang Zheng 5 und weil die Falcon 9 nun ja wieder im Gespräch ist bringt mich auf mein heutiges Thema: Das Bündeln von Raketentriebwerken und Stufen, Clusterung genannt. Zuerst mal die Grundidee die dahinter steht: Nehmen wir an, wir entwickele zwei Triebwerke von 80 kN und 1280 kN Schub (also dem 16 fachen des ersten). Und wir bauen diese in 4 Stufen ein:
Wie schon erwähnt im letzten Blog hatte die Falcon 1 ihren dritten Fehlstart vor 4 Tagen.
Einen Tag später gab es dann eine genauere Erläuterung des Verlustes: Die Stufentrennung klappte, doch die erste Stufe kollidierte dann durch den Restschub mit der zweiten. Die Stufentrennung erfolgte nach Musks Angaben zu früh, 1.5 Sekunden nach dem Ausbrennen der ersten Stufe. Bei dem regenerativ gekühlten Merlin !C wäre das zu kurz gewesen, während bei dem ablativ gekühlten Merlin 1 es kein Problem sein. Das sei ein Designfehler der leicht zu korrigieren sei.
Nahezu unbemerkt verlief der dritte Testflug des Falcon 1 am 3.8.2008: Anders als sonst hatte SpaceX ihn nur wenige Stunden vorher angekündigt. Es gibt keine Bilder auf der Galerie und kurz vor dem entscheidenden Augenblick – der Stufentrennung brach die Webcast Übertragung ab. Wie verlaufen ist? Die Stufentrennung erfolgte nicht….
Gestern fand der zweite Testflug der Falcon 1 statt. Er scheiterte, diesmal nach 5 Minuten als die Telemetrie abriss und die zweite Stufe durch ein unplanmäßiges Rollen ihr Triebwerk abschaltete. Dies ist der zweite Flug einer Falcon 1. Der erste scheiterte vor einem Jahr nach etwa 30 Sekunden. Viele glauben, nach bald 50 Jahren Raumfahrt wäre es Routine eine Rakete zu starten, und dies ist es eben noch nicht. Warum? Nun natürlich kann man heute vieles vorher simulieren, hat mehr Erkenntnisse als früher. Doch bestimmte Dinge wie das Verbrennungsverhalten sind heute noch mit einem Unsicherheitsfaktor behaftet denn nur das Experiment klären kann. Eine ganze Rakete als System, den Flug kann man sowieso nicht simulieren, sondern nur testen.
Vor 40 Jahren hat man eine Rakete entwickelt indem man stufenweise erst die erste Stufe alleine, da die erste und zweite Stufe und dann alle Stufen getestet hat und erst dann ging es an Flüge mit Nutzlast. Wir finden diese Vorgehensweise bei den militärischen Typen Atlas und Titan und bei der Saturn I/IB und der Europa. Heute fliegt gleich eine experimentelle Nutzlast mit und die Erwartungen sind groß.
Tatsache aber ist: Bei noch so großer Erfahrung im Raketenbau ist die Entwicklung eigens komplett neuen Trägers wie z.B. der Ariane 5 immer ein Risiko. Die Zuverlässigkeit ist bei den ersten Flügen sehr gering. Es gibt durchaus einen Grund schon bewährte Teile weiter zu verwenden: Die Delta 2 fliegt mit dem RS-27 Triebwerk, eingeführt 1974 und zurückgehend auf das H-1 der Saturn I von 1966. Das RL-10 Triebwerk der Centaur ist seit 1961 im Einsatz. Russland diskutiert seit Jahren über einen Ersatz der Sojus und macht nicht diesen Schritt. Warum?
Schlicht und einfach weil man mit den alten Triebwerken, Stufen und Raketen Jahrzehntelange Erfahrung hat. Die Kinderkrankheiten sind beseitigt, die Zuverlässigkeit ist hoch. Normalerweise wird jedes technische Gerät geprüft: Autos fahren durch finnische Wälder und die Wüsten in Afrika, Verkehrsflugzeuge werden vielen Testflügen unterworfen die weit über die Beanspruchung im Linienverkehr hinausgehen. Bei einer Rakete ist dies nicht möglich. summiert man die gesamte Anzahl an Flügen auf, so gibt es wenige Typen die 100 Starts oder mehr erreicht haben (und meist nicht in derselben konfiguration9. So gesehen ist jeder Raketenstart immer noch ein Erprobungsflug. (mehr …)