{"id":12553,"date":"2017-05-16T00:40:28","date_gmt":"2017-05-15T22:40:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=12553"},"modified":"2024-08-20T15:41:12","modified_gmt":"2024-08-20T13:41:12","slug":"der-kurs-von-blue-origin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2017\/05\/16\/der-kurs-von-blue-origin\/","title":{"rendered":"Der Kurs von Blue Origin"},"content":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_12553\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"12553\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Als ich den <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2017\/05\/12\/ein-vorschlag-fuer-blue-origin\/\">Vorschlag f&uuml;r Blue Origin <\/a>ausarbeitete, habe ich nat&uuml;rlich mich auch bisschen mit der Firma befasst \u2013 um ehrlich zu sein, mehr als ein bisschen kann man auch kaum &uuml;ber die Firma herausbringen.<br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/7dba4c6f6a3c47fb8cad4453cc2c9321\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/><br \/>\nDas eine ist die Triebwerksentwicklung. Bisher hat Blue Origin folgende Triebwerke entwickelt:<\/p>\n<ul>\n<li>BE-1: ein Wasserstoffperoxidtreibwerk (katalytische Zersetzung von Wasserstoffperoxid) mit 2200 Pfund (rund 10 kN) Schub. Kein Einsatz<\/li>\n<li>BE-2: Ein Zweikomponentensystem aus Kerosin und Wasserstoffperoxid mit 31.000 Pfund (138 kN Schub). Ebenfalls kein Einsatz<\/li>\n<li>BE-3: Ein kryogenes System aus LOX\/LH2 mit 110.000 Pfund (rund 490 kN) Schub. Einsatz auf der New Shepard<\/li>\n<li>BE-4: Ein LOX\/LNG System im Hauptstromverfahren mit 550.000 Pfund (2400 kN) Schub. Einsatz auf der Vulcan und New Glenn.<\/li>\n<\/ul>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>Die Entwicklung ist also inkrementell. Der Schub steigt an und auch der technologische Anspruch. &Uuml;ber die ersten beiden Triebwerke BE-1 und BE-2 wei&szlig; man fast nichts. Das BE-3 nutzt einen Abzweigzyklus, den man auch woanders untersucht hat, den man bisher aber noch nirgends in einem eingesetzten Raketentriebwerk findet. Dabei wird ein Teil des Gases aus der Brennkammer abgezweigt und treibt die Turbopumpen an. Der combustion tap-off cycle oder chamber bleed cycle wurde schon bei der J-2S eingesetzt und hier gibt es auch ein paar <a href=\"http:\/\/commons.erau.edu\/cgi\/viewcontent.cgi?article=1005&amp;context=pr-honors-coe\">Informationen<\/a>. Beim J-2S wurde das Gas in dem oberen Bereich der D&uuml;se angezweigt. Das grundlegende Problem dieses Zyklus ist es, das das Gas nicht zu hei&szlig; sein darf. Zu weit oben sollte man es also nicht abzweigen, denn sonst schmelzen die Pumpen durch. Typische Temperaturen f&uuml;r Antriebsgas sind unter 500\u00b0C. Wenn man in der D&uuml;se abzweigt, hat man niedrigere Temperaturen, aber auch einen niedrigeren Druck und der darf einen Mindestdruck nicht unterschreiten, sonst hat man nicht den Massestrom, den man f&uuml;r den Antrieb braucht. Alternativ k&ouml;nnte man das Gas direkt aus der Brennkammer abzweigen und dann k&uuml;hlen, so mit Treibstoff, bevor er eingespritzt wird.<\/p>\n<p>Das J-2S und BE-3 haben gemein, dass man den Schub bei beiden Triebwerken sehr stark senken kann auf 20% des Normalschubs. Das ist aber auch beim RL-10 m&ouml;glich, muss also nicht unbedingt am Triebwerkszyklus liegen. Allerdings nutzt man das beim BE-3 bei der Landung aus und das hei&szlig;t, dass das Triebwerk dann immer noch einen Expansionsdruck haben muss, der ausreicht, dass es nicht an der D&uuml;senendung zu turbulenten St&ouml;rungen kommt. Das l&auml;sst auf einen hohen Brennkammerdruck schlie&szlig;en. Dazu passt auch das man das BE-3 beim Steigern auf 670 kN Schub mit einer verl&auml;ngerbaren D&uuml;se austratest, wie man sie f&uuml;r eine Oberstufe ben&ouml;tigt.<\/p>\n<p>Das BE-4 wird dagegen mit dem sauerstoffreichen Prozess der gestaffelten Verbrennung angetrieben. Derartige Triebwerke hat Russland seit Mitte der Sechziger Jahre entwickelt (das Erste soweit ich wei&szlig; das RD-253 in der Proton). F&uuml;r die USA ist es ein Novum, auch wenn Aerojet nahezu zeitgleich ein &auml;hnliches Triebwerk entwickelt.<\/p>\n<p>Die Entwicklung ist also sowohl im Schub wie in der Technologie sich steigernd. Das ist sinnvoll, aber heute doch eher ungew&ouml;hnlich. Kann Blue Origin als Firma in den USA auf viele ausgebildete Luft &amp; Raumfahrttechniker zur&uuml;ckgreifen. Es ist zumindest finanziell nicht die optimale Strategie. Sich im Schub steigern ist sinnvoll, doch dann m&uuml;sste man sich nicht auch noch in der Technologie steigern. Wie ich beim Betrachten meines Vorschlags f&uuml;r Blue Origin schon erl&auml;utert habe, k&ouml;nnte man das BE-3 sehr gut f&uuml;r eine Oberstufe der New Glenn nehmen. Nur m&uuml;sste es dann weniger schubstark sein. Die H&auml;lfte des Schubs w&uuml;rde ausreichen, ja vielleicht sogar der Schub des BE-2, nur hat das wegen der Verwendung von Kerosin\/Wasserstoffperoxid nicht den ben&ouml;tigten hohen spezifischen Impuls.<\/p>\n<p>Ich finde hier also keine \u201erote Linie\u201c in der Triebwerksentwicklung hin zu einem konkreten Einsatz. F&uuml;r einen Lernzyklus, beginnend von Bull ist es nat&uuml;rlich sinnvoll.<\/p>\n<p>Das gilt auch f&uuml;r andere Entwicklungen. Zuerst fokussiert sich Blue Origin auf den Suborbitaltourismus. Der New Shepard, eine Rakete mit Kapsel wurde inzwischen mehrfach getestet und man hat hier auch die Wiederverwendung hin bekommen. Sinnvoll w&auml;re es nun, den New Shepard in die kommerzielle Phase &uuml;berzuf&uuml;hren. Ich halte die Idee nicht einmal f&uuml;r schlecht, denn zumindest gibt es f&uuml;r en Suborbitaltourismus eine solide Basis an Interessenten Virgin Galactics hat ja schon viele Tickets verkauft. Vielleicht schreckt man gerade deswegen zur&uuml;ck, denn potenziell hat die Methode von Virgin Galactics (Hochschleppen mit einem Tr&auml;gerflugzeug, dann Nutzung eines Raketentriebwerks in einem Gleitflugzeug und Landung des Flugzeugs) das Potenzial preiswerter zu sein, als eine Kapsel zu starten, diese vor der Landung abzutrennen und am Fallschirm zu landen und die Rakete separat. Zudem braucht Blue Origin so eine viel gr&ouml;&szlig;ere Rakete als Virgin Galactics. Die kommen mit einem kleinen, schubschwachen Low-Tech-Antrieb aus.<\/p>\n<p>Nun der Schwenk in der Firmenpolitik zum Zulieferer f&uuml;r andere Firmen und Entwicklung von Tr&auml;gerraketen. Ein eigenes Produkt ist die New Glenn, der die noch gr&ouml;&szlig;ere New Armstrong folgen soll. Dabei ist die New Glenn schon etwas &uuml;berdimensioniert f&uuml;r alle heutigen Nutzlasten. ULA wird wahrscheinlich das BE-4 in der Vulkan einsetzen. Zwar ist auch das AR-1 im Spiel, doch alle bisherigen Verlautbarungen sprechen daf&uuml;r, dass Blue Origin weiter in der Entwicklung ist und ULA der Firma auch mehr zutraut. Seitens ULA wundert mich das etwas, denn mit der New Glenn hat ja Blue Origin ein Konkurrenzprodukt in der Entwicklung. Dort braucht man acht BE-4 pro Tr&auml;ger, was h&ouml;here Produktionszahlen bedeutet und mit den Triebwerken f&uuml;r ULA werden es noch einige mehr. Da man die Triebwerke selbst produziert, nehme ich an, dass die New Glenn billiger als die Vulkan wird. Bei, wenn Blue Origin nicht an anderer Stelle patzt, mit &auml;hnlicher Zuverl&auml;ssigkeit. ULA sponsort also einen Konkurrenten.<\/p>\n<p>Das BE-3 f&uuml;r die ACES-Oberstufe der Vulkan (eine Option, die viel gr&ouml;&szlig;er als die Centaur sein wird und sonst mehrere (4) RL-10 braucht) kommt noch dazu. Es wird auch f&uuml;r eine Oberstufe einer neuen Rakete von Orbital diskutiert, dort sogar mit noch mehr Schub (670 kN). Nebenbei: Auch f&uuml;r eine SLS-Oberstufe w&auml;re es vom Schub eine gute Wahl, denn die braucht derzeit vier RL-10, die trotzdem noch schubschw&auml;cher sind.<\/p>\n<p>Was die beiden etablierten Firmen angeht, ist mir ihr Vorgehen ein R&auml;tsel. Wir haben ja schon gen&uuml;gend US-Tr&auml;ger und nun kommen drei neue hinzu, daf&uuml;r sollen Atlas und Delta wegfallen. Trotzdem gibt es ja nicht mehr Nutzlasten. Gerade den etablierten Firmen wie ULA und Orbital d&uuml;rfte ja auffallen, dass die Kritik an den hohen Startkosten f&uuml;r die US-Regierung nicht abnimmt, seit SpaceX mit weitaus g&uuml;nstigeren wirbt. Orbital hat bisher keine Versuche unternommen die Antares von der NASA zertifizieren zu lassen, will sie also nur f&uuml;r die Cygnus einsetzen. ULA kann derzeit noch auf die Probleme von SpaceX verweisen. F&uuml;r NASA, USAF und NRO z&auml;hlen 100% Erfolg mehr als ein kleinerer Startpreis. Doch Blue Origin scheint anders als SpaceX vorzugehen. Zugegeben, viel weis man nicht. Es geschieht alles im Geheimen, aber gerade dieses inkrementelle Vorgeben ist ein typischer Low-Risk Ansatz und bisher gab es zwar auch R&uuml;ckschl&auml;ge, aber nicht so viele wie bei SpaceX und vor allem nicht im Einsatz, sondern in der Testphase. Zudem kaufen Orbital und ULA ja selbst die Triebwerke von Blue Origin, so schlecht k&ouml;nnen ihre Produkte also nicht sein. Wenn die Blue Origin dann eigene Tr&auml;gerraketen entwickelt, dann wird sie sicher ein st&auml;rkerer Konkurrent als SpaceX sein, zumal sie ja auch die Bergung zur Kostensenkung anstrebt.<\/p>\n<p>Was mich etwas verwundert ist der Gigantismus, den wir derzeit haben. Die Falcon Heavy mit nun &uuml;ber 70 t Nutzlast, die New Glenn mit angek&uuml;ndigten 45 t Nutzlast, ich vermute sie wird bei der Startmasse auch noch &uuml;ber 50 t rutschen und die Vulkan mit neuer Oberstufe mit 22-35 t Nutzlast. Dabei startet die Atlas V schon heute am meisten mit der kleinsten Nutzlast. F&uuml;r die NASA ist sie schon meist zu gro&szlig;, und auch f&uuml;r die h&auml;ufigen Starts von GPS-Satelliten ist die Atlas 401 zu gro&szlig;. Die Atlas 551 (als gr&ouml;&szlig;te) Version startet selten und die noch st&auml;rkere Delta 4H noch seltener: neunmal in bisher 12 Jahren. Kurzum: Den Markt f&uuml;r diese Tr&auml;ger gibt es nicht, auch nicht im kommerziellen Markt. F&uuml;r Mars- oder auch nur Mondmissionen sind sie dagegen zu klein. Vor allem bei privat arbeitenden Firmen verwundert das, erwarte ich dort doch eine Fokussierung auf den Markt, also wo habe ich die potenziell meisten Kunden und da landet man bei Einzelstarts in den GTO mit 7 t Maximalnutzlast, also der Halben oder einem Drittel der Nutzlast dieser Giganten.<\/p>\n<p>Wozu es aber kommen k&ouml;nnte, w&auml;re, dass ULA und Orbital ihre Entwicklungen einstellen. Denn die sind noch vorwiegend vom Staat finanziert. Bisher haben sie erst wenige Gelder f&uuml;r Vorentwicklungen bekommen. Es k&ouml;nnte durchaus passieren, dass es ohne weiteres Geld nie eine Vulkan geben wird. Bei Orbital ist man noch weiter zur&uuml;ck und die Firma wird wahrscheinlich nur im Auftrag entwickeln.<\/p>\n<p>De Fakto gibt es sehr viele offene Fragen hinsichtlich Kurs der Firma. So w&uuml;rde ich bei einer Firma mit der man Geld verdienen will eine Ausrichtung auf den Markt erwarten. Die Firma hat vier Triebwerke entwickelt. Sie k&ouml;nnte aus den kleineren drei Triebwerken eine Rakete f&uuml;r kleine Nutzlasten produzieren. Hier gibt es nur teure Alternativen wie die Minotaur Serie. Der Markt ist nicht gro&szlig;, aber er ist gegeben und die Konkurrenz ist ziemlich teuer und im Falle der Taurus auch nicht sehr zuverl&auml;ssig. Noch gr&ouml;&szlig;er ist der Bedarf f&uuml;r eine Tr&auml;gerrakete f&uuml;r mittelgro&szlig;e Nutzlasten, die man aus einem BE-4 und einem BE-3 konstruieren kann mit einer Nutzlast von 6 bis 7. Das ist in etwa die Nutzlast der Delta II und sowohl USAF wie auch NASA haben Nutzlasten in der Gr&ouml;&szlig;e, die derzeit mit alten Delta II und Falcon 9 gestartet werden. Letztere ist teuer, die zweite ist v&ouml;llig &uuml;berdimensioniert.<\/p>\n<p>Vielleicht die einzige rote Linie ist das die Firma ja mal angek&uuml;ndigt hat, dass man langfristig auch privaten Personentransport ins All anstrebt. Dazu w&uuml;rde die New Shepard als einfache M&ouml;glichkeit f&uuml;r Tests passen und die gr&ouml;&szlig;ere New Glenn als Tr&auml;ger, den man daf&uuml;r braucht. Wobei sie auch schon nur f&uuml;r ein Raumschiff zu gro&szlig; ist. Aber vielleicht soll sie ja auch eine Raumstation transportieren oder man will Mondumrundungen anbieten (f&uuml;r eine Mondumlaufbahn ist sie schon wieder zu klein). Dank der Geheimhaltungsstrategie kann man nur spekulieren. Das ist auch der wesentliche Grund warum ich bisher nichts &uuml;ber die Firma geschrieben habe.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_12553\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"12553\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Als ich den Vorschlag f&uuml;r Blue Origin ausarbeitete, habe ich nat&uuml;rlich mich auch bisschen mit der Firma befasst \u2013 um ehrlich zu sein, mehr als ein bisschen kann man auch kaum &uuml;ber die Firma herausbringen. 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