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Nach dem ersten Starship-Testflug im April nimmt SpaceX mehr als tausend Upgrades an der Rakete vor, bevor es bald einen weiteren Versuch unternimmt, wie aus Angaben seines Chefs Elon Musk hervorgeht. Musk teilte gestern in einem Twitter-Bereich neue Updates zu Starship mit, in denen er darlegte, dass SpaceX plant, das Staging-Profil seiner Rakete zu ändern, um die Leistung zu erhöhen und die Wahrscheinlichkeit einer Trennung der ersten und zweiten Stufe der Rakete zu verbessern. Die Stufentrennung war der Punkt, an dem der erste Starship-Testflug scheiterte, und die Rakete drehte sich weiter in der Luft, ohne dass es dazu kam. SpaceX hat auch die Triebwerke der Rakete verbessert und wird der Plattform eine Stahlplatte hinzufügen, um Schäden durch den von der größten Rakete der Welt erzeugten Schub zu vermeiden.
SpaceX nimmt nach Raumschiff-Flugtest wichtige Upgrades am Raptor-Triebwerk vor
Musk teilte die Details gestern in einem Twitter-Bereich mit, als er darlegte, dass der Starship-Flugtest 2 mehr als tausend Upgrades beinhalten wird. Ihm zufolge erhöhen diese auch die Erfolgsaussichten des Tests. SpaceX hat bei einem erfolgreichen Orbitaltestflug viel zu befürchten. Das Unternehmen hat Milliarden von Dollar in Starship investiert, und die Rakete steht auch im Mittelpunkt seiner Pläne zum Aufbau der Starlink-Satelliten-Internetkonstellation und zur Landung der ersten Menschen auf dem Mond im Rahmen des Artemis-Programms der NASA.
Musk geht davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Starts bei 60 Prozent liegt, abhängig davon, ob die erste und zweite Starship-Stufe erfolgreich getrennt werden. Aufgrund von Änderungen, die SpaceX für den Starship-Flugtest 2 vorgenommen hat, ist die Stufentrennung laut der Führungskraft noch wichtiger:
Wir haben also eine Art bahnbrechende Änderung an der Funktionsweise der Bühnentrennung vorgenommen, die wirklich sehr bedeutsam ist. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Hot-Stufe, bei der wir die Triebwerke der Oberstufe oder des Schiffs anzünden, während die Triebwerke der ersten Stufe oder der Booster-Stufe noch eingeschaltet sind. Deshalb haben wir die meisten Motoren des Boosters abgeschaltet und nur ein paar davon laufen lassen. Und dann starten Sie gleichzeitig die Motoren auf dem Schiff oder der oberen Stufe, was dazu führt, dass die Booster-Stufe gewissermaßen in die Luft gesprengt wird, sodass Sie die Oberseite der Boost-Stufe davor schützen müssen, von den Motoren der oberen Stufe verbrannt zu werden.
Dies ist etwas, das die Sowjets oder die Russen in ihrer Raketenwissenschaft häufig genutzt haben. Bei der Hot-Staging-Bereitstellung gibt es einen bedeutenden Vorteil bei der Nutzlast im Orbit, der, wie Sie wissen, konservativ betrachtet bei einer Verbesserung um etwa zehn Prozent liegt. Nun, es kommt darauf an, womit es verglichen wurde, aber sagen wir in diesem Fall etwa zehn Prozent Verbesserung der Nutzlast.
Heiße Inszenierung wird der riskanteste Teil des Testflugs sein, glaubt Musk
Die Falcon 9-Rakete von SpaceX verwendet einen Schubmechanismus, der die erste und die zweite Stufe trennt, damit sie einen sicheren Abstand erreichen können, bevor das einzelne Merlin 1D-Triebwerk der zweiten Stufe für die verbleibende Reise anspringt. Wenn die Rakete kurzzeitig an Leistung verliert, verliert sie an maximaler Nutzlastkapazität, wird aber insgesamt sicherer, da die erste Stufe vor dem Schub und der Kraft der zweiten Stufe geschützt ist.
Allerdings wird die Einführung des „Hot Staging“ möglicherweise der riskanteste Teil des Starship-Flugtests 2 sein, wie Musk mitteilt:
In dem Moment, in dem die Rakete ihre Triebwerke stoppt, beginnt sie tatsächlich zu fallen. Sie möchten also nicht im Leerlauf sein, Sie möchten nicht in einer Situation sein, in der die Triebwerke nicht eingeschaltet sind, weil Sie sofort wieder auf die Erde zurückfallen, es sei denn, Sie befinden sich bereits im Orbit. Sie möchten also eine Art ununterbrochene Schubsituation haben. Wir haben auch einige Bedenken bezüglich. . . Sie möchten also einfach die Schiffsmotoren starten, bevor Sie die Booster-Motoren vollständig abgeschaltet haben. Um dies zu erreichen, muss man tatsächlich Entlüftungsöffnungen haben, damit das superheiße Plasma aus den Triebwerken der oberen Stufe irgendwohin gelangen kann. Deshalb fügen wir dem Booster eine Erweiterung hinzu, die im Wesentlichen nur aus Entlüftung besteht. Dadurch kann die Triebwerksfahne der oberen Stufe durch eine Art belüftete Verlängerung des Boosters strömen und sich nicht einfach selbst in die Luft jagen. Das ist meiner Meinung nach das Riskanteste für den nächsten Flug. Und wir müssen eine Menge Abschirmung an der Oberseite des Boosters anbringen.
Er geht davon aus, dass die Startrampe und das Starship-System in sechs Wochen für den zweiten Testflug bereit sein werden. SpaceX rüstet die Startrampe nach den Schäden durch den Startversuch im April erheblich auf. Dazu gehört das Hinzufügen von Beton und einer wassergekühlten Stahlplatte, um den Standort vor den Millionen Pfund Schub zu kühlen, die Starship erzeugt.
Details zu den Upgrades sind wie folgt:
Sie wissen, dass es hier viele Variablen gibt, die außerhalb unserer Kontrolle liegen. Wahrscheinlich sind die Upgrades der Startrampe und das Booster-Schiff in etwa sechs Wochen fertig. Es findet eine massive Modernisierung des Startplatzes statt. Wir verlegen also etwa tausend Kubikmeter stahlverstärkten, hochfesten Beton unter die Unterlage und obendrein haben wir eine Art Stahlsandwich. Dabei handelt es sich im Grunde genommen um zwei dicke Stahlplatten, die mit durchgehenden Kanälen zusammengeschweißt sind. Im Grunde genommen hat man so etwas wie dieses wassergekühlte Stahlsandwich und dann gibt es oben Perforationen. Es spritzt also tatsächlich eine Menge Wasser aus dem Duschkopf, man kann es sich im Grunde wie einen riesigen, umgedrehten Duschkopf vorstellen. Während sich die Rakete über der Plattform befindet, wird im Grunde genommen Wasser nach oben geschossen, um der enormen Wärmemenge des Boosters entgegenzuwirken.
So wie der Booster im Grunde der größte Schneidbrenner der Welt mit enormer Kraft ist, erzeugt er nicht nur Wärme, sondern auch enorme Kraft. Bei der Stahlsandwichkonstruktion und dem Beton werden wir uns tatsächlich für ein Übermaß entscheiden, so dass die Basis der Unterlage in einem viel besseren Zustand zurückbleibt als beim letzten Mal. Wir werden auch einen höheren Schub-zu-Gewicht-Abheben durchführen, sodass wir einfach weniger Zeit benötigen, ja, wir werden weniger Zeit am Boden verbringen.
Nach mehreren Ausfällen im April wurden umfangreiche Verbesserungen am Raketentriebwerk vorgenommen
Während die Startrampe nach dem ersten Starship-Testflug die Schlagzeilen dominierte, gab es während des Tests auch Bedenken, dass mehrere Triebwerke an Leistung verloren. Dies begann zu Beginn des Fluges, als Starship über der Startrampe „schwebte“, bevor es Gas gab, um zu versuchen, die Umlaufbahn zu erreichen. SpaceX wird auch das Flugprofil ändern, um das Schub-Gewichts-Verhältnis der Rakete zu erhöhen, damit sie die Startrampe früher verlässt, und Designänderungen am Raptor-2-Triebwerk betreffen entscheidende Komponenten wie den Heißgasverteiler.
Diese Änderungen sind laut Musk:
Die Triebwerke der letzten Rakete waren ein Sammelsurium und wurden über einen Zeitraum von einem Jahr gebaut und getestet. . .Wir haben also einen sogenannten Heißgasverteiler. Es entnimmt das brennstoffreiche Gas vom Antriebskopf der Brennstoffstelle und leitet es in die Hauptkammer. Oder es wird in einen Bereich über der Hauptkammer geleitet, wo es dann mit Ochsengas vermischt wird, in die Hauptkammer gelangt und dort verbrennt. Wir haben eine Reihe von Verbesserungen an diesem Heißgasverteiler vorgenommen, der wohl der riskanteste und risikoreichste Teil des Motors ist. Es ist außerdem anfällig für Heißgaslecks, bei denen es sich um eine Art methanreiches Heißgas handelt, das durch die Schraubenlöcher des Kraftstoffverteilers austritt. Das ist also etwas, das sehr heiß wird, und wenn es sehr heiß wird, kann es zu Lücken kommen. Also ein verbessertes Design des Heißgasverteilers sowie ein höheres Drehmoment an den Schrauben des Heißgasverteilers, um das Risiko eines Austretens von Heißgasbrennstoff bei hohem Druck zu minimieren. Das ist eine der größten Verbesserungen.
Zwischen dem letzten Starship-Flug und diesem hat es wirklich enorm viele Änderungen gegeben. Weit über tausend. Ich denke also, dass die Wahrscheinlichkeit, dass dieser nächste Flug funktioniert, Sie wissen schon, in den Orbit zu gelangen, viel höher ist als beim letzten. Weißt du, vielleicht sind es sechzig Prozent, es hängt davon ab, wie gut wir bei der Phasentrennung abschneiden.
Ein Heißgasverteiler ist eine der wichtigsten Komponenten eines Raketentriebwerks. Es ist dafür verantwortlich, den Kraftstoff und das Oxidationsmittel aus den zahlreichen Pumpen und Leitungen zu entnehmen, durch die das Paar zur Druckbeaufschlagung, Kühlung und anderen Zwecken fließt. Diese gelangen in den Krümmer und werden dann zur Brennkammer geleitet, dort gemischt und gezündet, um Schub zu erzeugen.
Dies erfordert, dass die Komponente heiße und kalte Gase mit unterschiedlichen Drücken verarbeiten kann, um sicherzustellen, dass die Brennkammer einwandfrei funktioniert. Auch beim Raptor-Triebwerk sind Probleme mit der Brennkammer aufgetreten. Bei den ersten Starship-Tests von SpaceX strahlte das Triebwerk grüne Flammen aus, was darauf hindeutet, dass die Kammer aufgrund einer sauerstoffreichen Umgebung schmilzt.