{"id":10314,"date":"2014-07-27T00:06:27","date_gmt":"2014-07-26T22:06:27","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=10314"},"modified":"2016-09-11T16:32:40","modified_gmt":"2016-09-11T14:32:40","slug":"kaffeesatzlesen-mit-spacex","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2014\/07\/27\/kaffeesatzlesen-mit-spacex\/","title":{"rendered":"Kaffeesatzlesen mit SpaceX"},"content":{"rendered":"<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Hallo. Lange hat es gedauert und ich habe endlich einen Gastartikel zum Thema SpaceX bekommen. Noch nicht der erwartete &#8222;Pro SpaceX&#8220; Artikel, aber immerhin ein interessanter Ansatz: kann man die Starts von SpaceX mathematisch modellieren? Beim durchlesen fiel mir so vieles ein, das ich morgen auch zu dem Thema was schreiben werde. Ich hoffe auch mal der Artikel macht anderes Gastautoren Mut und es kommt&nbsp;endlich&nbsp;der so lange erwartete Pro-SpaceX Artikel. Doch nun zum Artikel von Bynaus:<\/p>\n<hr \/>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Die amerikanische Firma SpaceX ist ja ein beliebtes Thema auf dieser Seite, nicht zuletzt weil Bernd die Firma und ihren Chief Technology Officer eher kritisch sieht. Elon Musk ist nicht nur ein grandioser Vision&auml;r und \u2013 zumindest bisher \u2013 sehr erfolgreich darin, seine Visionen zu Geld zu machen: er redet auch gern und h&auml;ufig &uuml;ber seine kurzfristigen, mittelfristigen und langfristigen Pl&auml;ne. Wir werden so-und-so-viele Raketen starten, wir werden diese-und-jene Technologie entwickeln, wir werden eine Stadt auf dem Mars bauen und die Menschheit zu einer multi-planetaren Spezies machen. Dass diese Pl&auml;ne manchmal mit der Realit&auml;t kollidieren, ist unbestritten \u2013 unbestritten ist aber auch, dass die Firma, im Gegensatz zu unz&auml;hligen anderen, durchaus auch Resultate und Erfolge aufzuweisen hat. Man muss nur 10 Jahre zur&uuml;ck schauen, um das zu sehen: damals, als SpaceX noch keine einzige Rakete gestartet hatte, flog SpaceShipOne bereits \u2013 und auf dessen kommerzielle Version warten wir noch immer, w&auml;hrend SpaceX unterdessen bereits drei Mal eine Dragon zur ISS und zur&uuml;ck geschickt hat.<!--more--><\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Ein Punkt, der auf dieser Seite immer wieder Anlass zu Diskussionen gibt, und der auch der Ausl&ouml;ser f&uuml;r meinen Artikel ist, ist das \u201e<a href=\"http:\/\/www.spacex.com\/missions\">Launch manifest<\/a>\u201c von SpaceX. Dies ist eine Liste der vergangenen und, insbesondere, der noch bevorstehenden Raketenstarts der Firma. Jeder Eintrag enth&auml;lt den Namen des Kunden, den Startort (im Moment: Cape Canaveral oder Vandenberg) und den Typ der Rakete \u2013 und, nat&uuml;rlich, eine Jahrezahl (fr&uuml;her gab es mal eine Zeit, in der noch die Quartale angegeben waren, davon ist man mittlerweile weggekommen). In der &Uuml;berschrift ist die Jahreszahl mit einem Sternchen versehen: Die Jahreszahl, l&auml;sst einen das Sternchen am Fuss der Tabelle wissen, entspreche dem Jahr der Ankunft des \u201evehicle\u201c am Startplatz (ob mit dem \u201evehicle\u201c die Rakete oder die Nutzlast \u2013 oder beides \u2013 gemeint ist, bleibt unklar). Mittlerweile hat SpaceX zehn erfolgreiche Starts der Falcon 9 durchgef&uuml;hrt, bei einem Flug ging allerdings die Sekund&auml;rnutzlast verloren. Aber das \u201eLaunch manifest\u201c ist auch notorisch schlecht darin, die tats&auml;chliche Entwicklung vorauszusagen, wovon man sich z.B. mit der Hilfe der <a href=\"http:\/\/web.archive.org\/web\/*\/www.spacex.com\">Internet Wayback Machine<\/a> &uuml;berzeugen kann. Wenn ich mal z.B. das <a href=\"http:\/\/web.archive.org\/web\/20090727191015\/http:\/\/www.spacex.com\/launch_manifest.php\">Launch manifest am 29. Juli 2009<\/a> (vor f&uuml;nf Jahren) herausgreife, dann h&auml;tten mittlerweile mindestens 7 Dragon-Missionen zur ISS stattfinden sollen, und mindestens 17 Falcon 9 Starts. Im aktuellen Launch manifest siehts nicht besser aus: F&uuml;r 2014, das bereits zur H&auml;lfe um ist, sind noch vierzehn (!) Falcon 9 Starts vorgesehen, und das obwohl es bisher nur deren drei gab. Selbst wenn man akzeptiert, dass das nur dem \u201earrival of the vehicle at the launch site\u201c entspricht, ist wohl auch jedem ziemlich klar, dass wir dieses Jahr nicht noch vierzehn weitere Starts sehen werden. Das Launch manifest ist also eine eher schlechte Grundlage, um die k&uuml;nftigen Starts bei SpaceX vorherzusagen \u2013 und darum geht es hier (\u201eKaffeesatzlesen\u201c).<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Aber was w&auml;re dann besser? Besser ist sicher, sich die tats&auml;chliche Entwicklung der Starts anzusehen. Wann, und in welchen Abst&auml;nden, hat SpaceX tats&auml;chlich Raketen gestartet? Ich beschr&auml;nke mich hier auf die Falcon 9 und die Falcon 9.1, weil ich mal davon ausgehe, dass die Falcon 1 eher so was wie Demonstrator war, der zeigen sollte, dass sie tats&auml;chlich Raketen bauen k&ouml;nnen. Die tats&auml;chlichen Zeitabst&auml;nde zwischen den Starts k&ouml;nnen uns, im Gegensatz zum Launch manifest, etwas &uuml;ber die inneren Abl&auml;ufe der Firma sagen, die jenseits aller W&uuml;nsche, Tr&auml;ume und Ank&uuml;ndigungen die tats&auml;chlichen F&auml;higkeiten der Firma bestimmen. Anfang des Jahres hatte ich in einem Kommentar zur einem Artikel von Bernd vorhergesagt, es werde 2014 mit hoher Wahrscheinlichkeit zwischen 4 und 6 Falcon 9 Starts geben, und bisher sieht diese Prognose noch immer sehr gut aus. Wie bin ich darauf gekommen? Ganz einfach: ich hatte die Anzahl Starts pro Jahr f&uuml;r jedes Jahr seit 2002 \u2013 dem Jahr der Gr&uuml;ndung von SpaceX \u2013 mit einer exponentiellen Gleichung nach vorn extrapoliert. Innerhalb von zwei Standardabweichungen kommen dann gerundet 5 plusminus 1 Start raus. Nun k&ouml;nnte man sagen, dass diese Art der Vorhersage eher etwas simpel ist, weil ja klar ist, dass die Anzahl Starts nicht exponentiell wachsen kann \u2013 irgendwann st&ouml;sst man an Grenzen wie Anzahl Startpl&auml;tze, Anzahl verf&uuml;gbare Raketen (oder Auftr&auml;ge) und Mitarbeiter. Deshalb w&auml;hle ich hier jetzt einen anderen Ansatz. Ich schaue mir das Datum jedes Starts einer Falcon 9 an, seit dem Erstflug im Jahr 2010. Dann bestimme ich f&uuml;r jeden darauffolgenden Start, wie viel zwischen den beiden Starts verstrichen ist, und schaue mir mal das Zwischenergebnis an. Siehe dazu folgende Tabelle:<\/p>\n<table width=\"100%\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"5\">\n<colgroup>\n<col width=\"25*\" \/>\n<col width=\"46*\" \/>\n<col width=\"46*\" \/>\n<col width=\"46*\" \/>\n<col width=\"46*\" \/>\n<col width=\"46*\" \/> <\/colgroup>\n<thead>\n<tr valign=\"top\">\n<th width=\"10%\">Start #<\/th>\n<th width=\"18%\">Typ<\/th>\n<th width=\"18%\">Datum<\/th>\n<th width=\"18%\">Tage<\/th>\n<th width=\"18%\">Differenz<\/th>\n<th width=\"18%\">Abweichung<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">0<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">04.06.2010<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">0<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">0<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">08.12.2010<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">187<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">187<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">-156<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">2<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">22.05.2012<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">718<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">531<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">+320<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">3<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">08.10.2012<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">857<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">139<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">-20<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">4<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">01.03.2013<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1001<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">144<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">+14<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">5<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9.1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">29.09.2013<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1213<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">212<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">+101<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">6<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9.1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">03.12.2013<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1278<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">65<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">-33<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">7<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9.1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">06.01.2014<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1312<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">34<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">-54<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">8<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9.1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">18.04.2014<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1414<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">102<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">+22<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr valign=\"top\">\n<td width=\"10%\">\n<p align=\"justify\">9<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">Falcon 9.1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">14.07.2014<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">1501<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">87<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"18%\">\n<p align=\"justify\">+14<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Die ersten drei Spalten sind selbsterkl&auml;rend, \u201eTage\u201c gibt die Anzahl Tage seit dem Jungfernflug der Falcon 9 an, \u201eDifferenz\u201c die Differenz in Tagen zum vorangehenden Flug. Auf \u201eAbweichung\u201c komme ich gleich unten zu sprechen.<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Zun&auml;chst einmal kann man sehen, dass SpaceX durchaus grunds&auml;tzlich in der Lage ist, zwei Starts im Abstand eines guten Monats durchzuf&uuml;hren, wie zwischen Fl&uuml;gen 6 und 7. Man sieht aber auch, dass es in aller Regel l&auml;nger dauert: zwei Monate (6\/5), drei Monate (9\/8), ja manchmal auch &uuml;ber ein Jahr (2\/1). Nat&uuml;rlich sind diese Abst&auml;nde nicht rein zuf&auml;llig: Flug 2 (der dritte) war der Erstflug der Dragon zur ISS, der mehrfach verz&ouml;gert wurde, zun&auml;chst aus technischen Gr&uuml;nden, dann, weil SpaceX die ersten beiden Dragon-Demofl&uuml;ge zusammenlegen wollte, und es ziemlich lange gedauert hat, bis die entsprechende Bewilligung von der NASA kam. Interessant ist jedoch, sich die Jahresdurchschnitte anzusehen: F&uuml;r Starts im 2012 war die mittlere Zeitdifferenz zwischen zwei Starts 335 Tage, also ein knappes Jahr. Im Jahr darauf war diese Zahl auf 140 Tage gefallen. In diesem Jahr (wenn man die extrapolierten Starts noch dazu nimmt, siehe gleich unten) wird sie auf ca. 70 Tage fallen. Die Startdifferenz zwischen zwei SpaceX-Starts hat also sowas wie eine Halbwertszeit von einem Jahr, es braucht jedes Jahr im Schnitt nur noch halb so viel Zeit, um von einem Falcon 9 Start zum n&auml;chsten zu kommen. Nat&uuml;rlich heisst das nicht zwingend, dass sie n&auml;chstes Jahr jeden Monat, und 2016 jeden halben Monat eine Rakete starten werden. Aber es zeigt, dass die Firma dazulernt und die Falcon 9 langsam in den Griff bekommt. Ein weiterer zeitlicher Ausreisser nach oben ist der Erststart der Falcon 9.1, aber \u201eRoutinestarts\u201c (wie Fl&uuml;ge 6 bis 9) laufen nun deutlich fl&uuml;ssiger.<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Nun kommen wir zum Kaffeesatzlesen: Durch die Differenz-Werte lege ich (mit Excel) eine Kurve, die den Zeitabstand zum n&auml;chsten Start als eine Funktion der Startnummer vorhersagt (eine Potentialfunktion). Die \u201eAbweichung\u201c des jeweiligen tats&auml;chlichen Startdatums von dem vorausgesagten Wert, basierend auf der Kurve, ist in der letzten Spalte gegeben. Die mittlere Abweichung der \u201eRoutinestarts\u201c (3,4, 6-9) ist knapp 30 Tage. Jede Voraussage unten muss also als \u201eplusminus ein Monat\u201c gelesen werden. Gem&auml;ss der Voraussagekurve sind die n&auml;chsten Starts (10 und 11) 68 und 64 Tage nach ihrem jeweiligen Vorg&auml;nger zu erwarten, also am 20. September 2014, und am 22. November 2014 (gem&auml;ss dem Launch manifest kommen als n&auml;chstes die beiden Asiasat-Fl&uuml;ge dran). Damit w&auml;ren wir bei f&uuml;nf Fl&uuml;gen, was ziemlich genau meiner fr&uuml;heren Voraussage aufgrund aller Starts seit 2002 entspricht. Flug 12 (ISS-Versorgungsflug Nummer 4) findet dann am 21. Januar 2015 statt, innerhalb der m&ouml;glichen Abweichung von 30 Tagen w&uuml;rden also auch 6 Starts im 2014 drin liegen. Etwas, was im Launch manifest nicht enthalten ist, ist der Pad abort Test einer Dragon-2-Kapsel, der gem&auml;ss Elon Musk auch noch dieses Jahr stattfinden soll. Mal sehen, ob dem tats&auml;chlich so ist (ich erw&auml;hne das weil ein Pad abort Test, der tats&auml;chlich auf einem Startplatz stattfindet, nat&uuml;rlich gleichzeitig die Vorbereitung der n&auml;chsten Rakete behindert \u2013 insofern k&ouml;nnte es deshalb zu weiteren, in meiner Extrapolation nicht vorgesehenen Verz&ouml;gerungen kommen).<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Nach der Formel finden im Jahr 2015 insgesamt sieben Starts statt, im Januar, M&auml;rz, Mai, Juli, August, Oktober und November (folgt man der Reihenfolge im Launch manifest, alles bis zum Start von Discovr). Der mittlere Abstand zwischen zwei Starts im Jahr 2015 w&auml;re dann etwa 52 Tage. F&uuml;r 2016 f&auml;llt dieser Wert auf 38 Tage, und es finden insgesamt zehn Starts statt, darunter der Demonstrations-Flug der Falcon Heavy sowie vier Versorgungsfl&uuml;ge zur ISS. Bigelow Aerospace muss bis 2017 warten, bis ihr Modul am 3. Januar 2017 gestartet wird (ich hoffe, es wurde mittlerweile klar, dass man diese Daten mit einem ziemlich grossen Salzkorn lesen sollte&#8230;). Im selben Jahr gibt\u2019s noch zw&ouml;lf andere Starts, was den mittleren Zeitabstand auf unter 30 Tagen fallen l&auml;sst. Nach weiteren f&uuml;nf Starts bis Mitte 2018 ist dann das heute bestehende Launch manifest abgearbeitet, und der mittlere Zeitabstand zwischen zwei Starts liegt bei etwa 24 Tagen. Interessant ist allenfalls noch, dass das offizielle Launch manifest ebenfalls im Jahr 2018 aufh&ouml;rt. Die beobachtete Beschleunigung der Startrate l&auml;sst also darauf schliessen, dass SpaceX bis in vier Jahren zu einem ganz \u201enormalen\u201c Startanbieter geworden ist und sein &uuml;bervolles Launch manifest abgebaut hat (bis dahin werden, besonders wenn die Startrate tats&auml;chlich so stark erh&ouml;ht wird und die Startkosten durch Wiederverwendung von Stufen m&ouml;glicherweise etwas gesenkt werden, nat&uuml;rlich noch weitere Auftr&auml;ge hinzu kommen).<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Als Fazit kann man sagen, dass Vorhersagen nat&uuml;rlich immer schwierig sind \u2013 aber die stetige Verringerung der Zeitabst&auml;nde zwischen Starts scheint mir doch darauf hinzudeuten, dass die Zeit der ewigen Verz&ouml;gerungen bald hinter uns liegen und SpaceX in eine Phase der \u201eNormalit&auml;t\u201c eintreten wird. Nur, was die kommerziellen Starts von Satelliten angeht, nat&uuml;rlich. Elon Musk wird seine Pl&auml;ne f&uuml;r Marsraketen und -kapseln, f&uuml;r wiederverwendbare Unter- und Oberstufen nat&uuml;rlich weiterhin vorantreiben, ank&uuml;ndigen und in Interviews diskutieren. Um das zu wissen, braucht man wahrlich kein Hellseher zu sein&#8230; \ud83d\ude09<\/p>\n<p lang=\"de-DE\" align=\"justify\">Bynaus<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg09.met.vgwort.de\/na\/abdd1a6d28984dbf989b253d01e55300\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Hallo. Lange hat es gedauert und ich habe endlich einen Gastartikel zum Thema SpaceX bekommen. Noch nicht der erwartete &#8222;Pro SpaceX&#8220; Artikel, aber immerhin ein interessanter Ansatz: kann man die Starts von SpaceX mathematisch modellieren? Beim durchlesen fiel mir so vieles ein, das ich morgen auch zu dem Thema was schreiben werde. 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Derzeit arbeite ich noch flei\u00dfig an der Aufstiegssimulation, nun vor allem im Pflegen der alten Daten. Rund 200 Tr\u00e4ger wollen schlie\u00dflich erg\u00e4nzt werden. Anscheinend hat es keiner gemerkt: Der letzte Blog war ein Aprilscherz. 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