Würde ein Triebwerk nach 79 s ausfallen, so müsste sich die Brenndauer auf 192,6 s erhöhen. Bei zwei Triebwerken sind es dagegen auf 208,9 s, was zu dem obigen Tabellenwert passt. Das Abschalten eines gegenüberliegenden Triebwerks ist die einfachste Möglichkeit der Kompensation des Verlustes, denn auch die N-1 einsetzte. Eine Alternative ist die Schubvektorsteuerung also das Drehen der Triebwerke. Das kann jedoch an Grenzen kommen, wenn ein Ecktriebwerk ausfällt. Daher wurde wohl erstes gewählt.<\/p>\n
Der Verlust an Schub (die Falcon 9 startet mit (855.000 klbf, das sind 3804 kN bei 314 t Startmasse) bei nicht besonders hohem Schub\/Gewichtsverhältnis führte dann zu erhöhten Gravitationsverlusten. Dies glich die zweite Stufe durch eine um 15 s längere Brennzeit aus. (Videoauswertung, Spaceflightnow (siehe Quellen) gibt für beide Stufen zusammen 38 s aus, es können also auch 10 s sein) Doch dies hatte noch Folgen. Als Sekundärnutzlast sollte ein Prototyp der Orbcomm 2M Generation ein einen Orbit befördert werden. Dazu sollte 45 Minuten nach der Dragon im Apogäum die zweite Stufe erneut zünden und die Bahn anheben. Eine Prüfung ergab dass die Treibstoffreserven zwar ausreichend für eine weitere Zündung waren, aber nicht ausreichend, damit keine Gefahr besteht dass die Stufe danach nicht der ISS gefährlich nahe kommen kann. Die Zündung erfolgte daher nicht und der Satellit verblieb in einem Orbit von rund 200 x 320 km (die angaben differieren hier etwas). Geplant waren 350 x 750 km. Durch den erdnächsten Punkt verglühte er schon am 11.10.2012.<\/p>\n
Auch zu der Dragon gibt es etwas zu bemerken. Sie transportierte nur 900 kg Nutzlast, davon 450 kg Güter für die ISS, der Rest „Umverpackungen“. Das ist deutlich unter der von SpaceX publizierten Maximalnutzlast von 6000 kg. Selbst wenn diese für die kommende Falcon 9 „v1.1“ mit 13,23 t Maximalnutzlast gilt, so sollte die derzeitige mit 10,45 t Maximalnutzlast über 3 t transportieren. Offensichtlich verdankt SpaceX dieser geringen Nutzlast, dass nicht auch die Dragon verloren ging, denn es reichte ja schon für einen sehr niedrigen Orbit, der mehr Treibstoff von der Dragon für die Anhebung erfordert. Dieser führte noch in einen 297 x 347 km Orbit, diesmal war es nur ein 197 x 318 km Orbit, also deutlich niedriger. Noch 20 km weniger im Perigäum und die Dragon wäre beim ersten Umlauf verglüht.\u00a0Für diese Deutung spricht auch, dass die Dragon mit weniger Treibstoff als bei COTS 2\/3, aber fast gleicher Nutzlast einen niedrigeren Orbit erreichte, aber beide Stufen längere Brennzeiten aufwiesen. Pro Sekunde verbraucht ein Merlin Vakuum rund 126,8 kg Treibstoff. 15 Sekunden mehr entsprechen dann schon 1,9 t\u00a0Resttreibstoff\u00a0der normalerweise verblieben wäre oder eben 1,9 t Nutzlast. Es muss sehr wenig Resttreibstoff gewesen sein, denn um von der Bahn in eine 350 x 750 km Bahn zu gelangen braucht man nur eine Geschwindigkeitsänderung von 164 m\/s. Bei einer angenommenen Masse von 3 t für Satellit und Oberstufe (das meiste für die Stufe) braucht man nur 156 kg Treibstoff. Wenn nicht einmal diese kleine Restmenge zur Verfügung steht, dann war die Mission nahe am Scheitern.<\/p>\n
Insgesamt zeigte sich zwar, dass die „engine-out capability“ sich zwar bewährte, aber eine große Portion Glück im Spiel war. Wäre eine Dragon mit höherer Nutzlast gestartet, so hätte sie wohl das Schicksal des Orbcomm 2 Satelliten geteilt. Anders als bei der der Saturn V arbeitet SpaceX anscheinend nicht mit entsprechenden Treibstoffreserven die auch nötig sind um den Ausfall abzufangen und es scheint auch nicht möglich einen defekt vorher zu erkennen, wie dies bei der Saturn V und dem Shuttle der Fall war, wo mehrmals Triebwerke abgeschaltet wurden, bevor Teile durch „Druckverlust“ abfielen. Technisch gesehen ist dies durch Überwachung der Parameter heute auch kein Problem mehr.<\/p>\n
Aussagen von Elon Musk, er hätte schon explodierende Triebwerke bei Testläufen gesehen wo „dann nichts mehr übrig bleibt“ lassen darauf schließen, dass Explosionen zumindest bei den Tests vorkamen. Auch dies ist heute eher ungewöhnlich, während es in den fünfziger und sechziger Jahren sehr häufig vorkam. Während der gesamten Entwicklung des Vulcain 1+2 mit Gesamtbetriebszeiten von mehr als zwei Tagen gab es keine Explosion eines Triebwerks.<\/p>\n
Ob das Merlin 1D besser wird? Es bleiben Zweifel. Ein Merlin 1C hat ein Schub\/Gewichtsverhältnis von 67, es wiegt 630 kg bei 422 kN Bodenschub. Das ist ein typischer Wert für ein Triebwerk dieser Größe. Dagegen soll das Merlin 1D ein Schub\/Gewichtsverhältnis von 150 aufweisen, was ein Rekordwert wäre, vor allem für ein Triebwerk im mittleren Schubbereich. Bei einem Maximalschub von 161 klbf entspricht dies einem Gewicht von 477 kg. Also trotz mehr als 50% mehr Schub wiegt das Triebwerk deutlich weniger. Da damit natürlich auch weniger strukturelle Integrität einhergeht ist fraglich, ob dieses zuverlässiger ist. Eher scheint das Gegenteil wahrscheinlich. Die Saturn F-1 waren obwohl viel schubstärker waren (im Normalfall sind schubstärkere Triebwerke gemessen am Schub leichter, weil die Oberfläche und damit das Gewicht im Quadrat ansteigt, das Volumen, wesentlich für den Schub dagegen in der dritten Potenz) erreichten sie nur einen Wert von 82.<\/p>\n
Insgesamt sind nun bei zwei Falcon 9 Starts schon zwei Triebwerksausfälle zu verzeichnen. Bei 40 eingesetzten Triebwerken sind dies nur 95% Zuverlässigkeit. Wenn andere Typen wie das Vulcain mit Werten weit über 99% erreichen, so ist dieser Wert sehr schlecht, auch bei der Absicherung für einen Ausfall. Schlussendlich könnte das Triebwerk auch früher ausfallen. Würde es in den ersten 47 s nach dem Start ein Triebwerk ausfallen, so würde die Beschleunigung unter den Startwert fallen, was gravierende Probleme für die Stabilität hätte. Bei einem Ausfall innerhalb der ersten 13 s sinkt die Beschleunigung unter 1g, die Rakete würde zurück auf die Startrampe fallen. Hallöchen. Wie ihr an der Lücke gestern gemerkt habt, hatte ich wieder viel zu tun. Eine Besprechung an der DHBW über den Kurs beim Informatikunterricht, dann zwei Tage Programmierung beim Kunden und dann hat sich mein Bruder (schon wieder) einen Virus am Computer eingefangen, der diesmal das gesamte Programmverzeichnis löschte. Da konnte ich dann gestern […]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[2944,188,101,5],"class_list":["post-7175","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","tag-crs-1","tag-dragon","tag-falcon-9","tag-spacex","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":1003,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":13317,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2018\/04\/04\/die-aufklaerung-des-aprilscherzes\/","url_meta":{"origin":7175,"position":0},"title":"Die Aufklärung des Aprilscherzes","author":"Bernd Leitenberger","date":"4. April 2018","format":false,"excerpt":"So, nun komme ich wieder mal zu einem Blog. 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\nQuellen für die geplanten Zeiten:
\nhttp:\/\/www.spaceflightnow.com\/falcon9\/004\/121008engine\/<\/a> (38 s Gesamtverspärung)
\nhttp:\/\/spaceflightnow.com\/falcon9\/004\/launchtimeline.html<\/a> (Brennzeit erste Stufe 180 s, zweite Stufe 365 s)
\nhttp:\/\/www.youtube.com\/watch?v=-Vk3hiV_zXU<\/a> (Video zur Feststellung der korrekten Brennzeit)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"