War der Erstflug von Musks Starship ein Erfolg oder ein Misserfolg?

Vor Kurzem hat SpaceX einen weiteren Starttest durchgeführt. Am 20. April versuchte SpaceX den ersten orbitalen Teststart der Super Heavy-Starship-Kombination.

Wie wir alle wissen, explodierte und zerfiel die Kombination aus Super Heavy und Starship etwa 239 Sekunden nach der Zündung und dem Start, wobei mehrere Triebwerke abgeschaltet wurden und der Raketenkörper stark geneigt und überrollt wurde. Die Szene war ziemlich spektakulär.

Die Super Heavy-Starship-Kombination vor dem Start (links) und die Explosion nach dem Startfehler (rechts)

Bildquelle: SpaceX

Die lange vorbereitete Teststartmission endete mit einer Raketenexplosion, was eigentlich deprimierend hätte sein sollen, doch Musk wirkte recht glücklich und schickte eine Nachricht auf Twitter, um dem Missionsteam zu gratulieren.

War dieser Teststart also ein Erfolg oder ein Misserfolg? Könnte es sein, dass Musk zu stolz ist, um seine Fehler zuzugeben?

Tatsächlich haben Musk und sein Team ihre Erwartungen für diese Teststartmission ziemlich niedrig angesetzt. Er hatte die Erfolgsquote auf lediglich 50 % geschätzt. Da diese Teststartmission jedoch den Beginn einer neuen Phase in SpaceXs Erforschung interplanetarer Reisen markiert, erregte sie trotz der geringen Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Starts die volle Aufmerksamkeit von Weltraumbegeisterten.

An diesem Punkt könnten einige Studenten verwirrt sein: Seit 2008 hat Musk eine Gruppe von Leuten immer wieder zu Teststarts geführt. Wurden sie nicht erfolgreich gestartet und geborgen? Was machst du dieses Mal?

Lassen Sie uns diese Gelegenheit nutzen, um das Problem zu klären.

Es gibt zwei Hauptkomponenten beim Weltraumstart: Raketen und Raumfahrzeuge

Raketen und Raumfahrzeuge sind die „Standardkonfiguration“ bei Weltraumstartmissionen verschiedener Länder.

In meinem Land beispielsweise werden die Wettersatelliten Fengyun, die Navigationssatelliten Beidou, das bemannte Raumschiff Shenzhou, die Mondsonden der Chang'e-Serie, die Marssonde Tianwen-1 und die Raumstation Tiangong usw. allesamt als Raumschiffe bezeichnet. Sie fliegen im Weltraum nach den Bewegungsgesetzen der Himmelsmechanik und werden zur Durchführung bemannter Missionen und Erkundungsmissionen eingesetzt.

Während des Forschungs- und Entwicklungsprozesses mussten die Ingenieure nicht nur sicherstellen, dass das Raumfahrzeug seine geplante Mission erfüllen konnte, sondern auch eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber kosmischer Strahlung, extremen Temperaturen und ultraschnellen Einschlägen von Mikrometeoriten aufweisen.

Chang'e 3 (links), Tiangong 1 (Mitte) und Tianwen 1 (rechts)

Bildquelle: cnsa

Raketen sind die Vehikel, die diese Raumfahrzeuge sicher ins All befördern. Je schwerer das Raumfahrzeug und je höher die angestrebte Flugbahn, desto strenger sind die Anforderungen an die umfassenden Fähigkeiten der Rakete. Die Flugbedingungen in der Atmosphäre sind weitaus komplexer als im Vakuum. Daher ist die Unfallgefahr bei einer Weltraummission in der Phase, in der die Rakete gezündet und gestartet wird, sowie in den zwei Minuten nach dem Abheben am größten.

Derzeit unternehmen Länder auf der ganzen Welt große Anstrengungen, um leistungsfähigere Raketen zu entwickeln, die Weltraumstarts ermöglichen.

Raketen der Shenzhou-Serie (Quelle: Encyclopedia of China-Datenbank)

Was hat Musks SpaceX getan?

SpaceX ist ein privater kommerzieller Luft- und Raumfahrtdienstleister, der von der US-Raumfahrtbehörde NASA unterstützt und ausgebaut wird. Seit seiner Gründung besteht seine Mission darin, wiederverwendbare Raketen und Fracht-/Besatzungsraumfahrzeuge zu entwickeln.

Die Reduzierung der Materialkosten und die Wiederverwendung sind Musks zwei Wunderwaffen zur Senkung der Kosten von Weltraumstarts.

Ich habe gehört, dass Materialien aus der Luft- und Raumfahrt wie Titanlegierungen und Kohlefasern zu teuer sind? Dann werde ich Edelstahl zum Bau von Raketen verwenden!

Ist es zu verschwenderisch und teuer, eine Rakete einmal zu starten und sie dann zu entsorgen? Dann nehme ich einfach die gestartete Rakete auf und benutze sie weiter!

Auch der Forschungs- und Entwicklungsansatz von SpaceX ist einfach und direkt. Mit der Unterstützung der NASA konnte SpaceX rasch mehrere Boden- und Starttests abschließen.

Sie möchten, dass ich vor dem Experiment eine gründliche Demonstration durchführe, um sicherzustellen, dass keine Fehler passieren? Es existiert nicht. Probieren Sie es einfach aus. Wenn es fehlschlägt, wenden Sie einen Patch an und versuchen Sie es weiter. Diese atemberaubende Forschungs- und Entwicklungsmethode, bei der „Programmierer Fehler online beheben“, war zwar wiederholt gescheitert und hatte SpaceX einmal an den Rand des Bankrotts gebracht, war letztlich jedoch ein beachtlicher Erfolg.

Das Scheitern von SpaceX

Bildquelle: SpaceX

Von 2008 bis 2020 hat SpaceX nach Hunderten iterativer Tests die Fallschirm-Wasserungstechnologie für das Fracht-/bemannte Raumschiff Dragon sowie die vertikale Landetechnologie mit umgekehrtem Schub für die Trägerrakete Falcon 9 schrittweise perfektioniert. Durch die wiederholte Wiederverwendung von Dragon-Raumfahrzeugen und Falcon-Raketen konnte Musk die Kosten für Weltraumstarts erheblich senken und eine große Zahl kommerzieller Raumfahrtaufträge erhalten, was ihn eine Zeit lang zum Stadtgespräch machte.

Das Raumschiff Crew Dragon (links) und die Rakete Falcon 9 (rechts)

Bildquelle: Wikipedia

SpaceXs erster Starship-Flugtest

Musks Ambitionen enden hier jedoch nicht. Was er letztendlich erreichen möchte, ist die Einwanderung zum Mars . Doch um das Raumschiff erfolgreich zum Mars zu transportieren, reicht die Schubkraft der bestehenden Falcon-Rakete von SpaceX bei weitem nicht aus.

Aus diesem Grund startete Ma die iterative Entwicklung erneut: Da die schwere Falcon 9-Rakete mit 27 Raptor-Triebwerken nicht ausreicht, werde ich 33 Hochleistungs-Raptor-Triebwerke verwenden, um eine „superschwere“ Falcon-Rakete zusammenzubauen! Das ist richtig, diese neue Rakete heißt Super Heavy Falcon Rocket . Das Raumschiff über der superschweren Rakete ist viel größer als das Dragon-Raumschiff und trägt den Namen Starship .

Von 2018 bis 2022 hat SpaceX mehr als 30 Starship-Prototypen hergestellt, zahlreiche Bodentests und Flugtests in der Atmosphäre durchgeführt und Schritt für Schritt die Technologie für den Start und die vertikale Rückholung des Starships mit umgekehrtem Schub erforscht. Der Starttest dieses Monats ist der erste Versuch einer Startmission auf Orbitalebene. Dabei soll geprüft werden, ob das Raumschiff gestartet werden kann, um eine bestimmte Distanz in der Nähe einer niedrigen Erdumlaufbahn zu fliegen.

Dem ursprünglichen Plan zufolge wird nach dem Start der Super Heavy-Starship-Kombination der Super Heavy Falcon zunächst eine kontrollierte Landung durchführen, während das Starship fast einmal um die Erde fliegt und dann zur Bergung auf See wassert.

Flugplan für die Super Heavy-Starship-Kombination

Bildquelle: China Aerospace News

Zu Beginn des Starts zeigte die Baugruppe jedoch aufgrund einer Fehlfunktion eine deutliche Neigung des Körpers. In der 67. Sekunde stellte sich heraus, dass insgesamt sechs Triebwerke ausgefallen waren. Dies hatte zur Folge, dass der Schub des gesamten Raumschiffs nicht mehr ausbalanciert war, es immer schiefer flog und sich sogar überschlug, bis es schließlich explodierte. Seine maximale Flughöhe betrug 39 Kilometer.

↑↑↑ 17 Sekunden nach der Zündung wurde die Kombination erfolgreich gestartet, der gesamte Körper war leicht geneigt und 3 Motoren fielen zunächst aus

Bildquelle: Space X

↑↑↑ 1 Minute und 47 Sekunden nach der Zündung kippte die Baugruppe stark, 6 Triebwerke fielen aus und es kam zu Leckagen

Bildquelle: Space X

↑↑↑ 2 Minuten und 26 Sekunden nach der Zündung begann die Kombination zu rollen

Bildquelle: Space X

↑↑↑ 3 Minuten und 59 Sekunden nach der Zündung explodierte die Baugruppe

Bildquelle: Space X

Für Musk wäre es akzeptabel, wenn das Starship am Boden explodieren würde (das ist schon einmal passiert), und dieses Mal explodierte das Starship nach einer so langen Flugzeit, was schon einmal sehr gut ist.

Gleichzeitig bewies dieser Test, dass die technische Route des Raumschiffs eine gewisse Machbarkeit aufweist und in der späteren Phase nur noch der außer Kontrolle geratene Motorausfall behoben werden muss. Aus diesem Grund äußerte sich Musk positiv über das Scheitern dieses Erstfluges.

Letzte Worte

Musk und sein Unternehmen SpaceX experimentieren weiterhin mit kommerziellen Raumflügen. Welche Fortschritte macht unser Land in diesem Bereich?

Tatsächlich begann mein Land bereits 1985, seine unabhängig entwickelte Rakete „Langer Marsch 3“ auf dem internationalen Markt für kommerzielle Luft- und Raumfahrt zu bewerben und startete in den folgenden Jahren viele Male erfolgreich ausländische Satelliten, wobei es einmal 9 % des internationalen Marktanteils innehatte. Doch im Jahr 1999 veröffentlichten die USA den sogenannten Cox-Bericht, in dem sie China des Diebstahls amerikanischer Weltraumtechnologie beschuldigten und jegliche Satellitenstarts mit amerikanischen Komponenten aus China verboten. Danach geriet die chinesische Raumfahrtindustrie in eine lange Phase des Niedergangs und gelangte erst im Jahr 2005 auf den internationalen Markt.

Rakete „Langer Marsch 2“ startet Satelliten für Hughes

Bildquelle: China Academy of Launch Vehicle Technology

Dennoch hat Chinas Raumfahrtprogramm inzwischen die Leistungen bemannter Raumflüge, der Mondforschung und der Erforschung der Tiefen des Weltraums vollbracht. Wir haben Grund zu der Annahme, dass chinesische Astronauten irgendwann auf ihre eigene Weise ein neues, kostengünstiges kommerzielles Raumfahrtprogramm erkunden werden.

Quellen:

[1] SpaceX. Wikipedia https://zh.wikipedia.org/wiki/SpaceX#SpaceX%E6%98%9F%E8%89%A6_2

[2] Analyse des Erstfluges von „Starship“. Chinesische Luft- und Raumfahrtnachrichten https://www.163.com/dy/article/I3BM1G5L0552D3NO.html

[3] 1985-2015: Chinas erste Versuche einer kommerziellen Raumfahrt. Beobachtung der Titanindustrie https://k.sina.com.cn/article_6774587394_193cc000202000uwit.html

[4] Vor mehr als 20 Jahren startete die Rakete Langer Marsch 2F den Satelliten Austar: Die Rakete befand sich noch auf dem Reißbrett, als der Vertrag unterzeichnet wurde. Chinesische Akademie für Trägerraketentechnologie http://calt.spacechina.com/n488/n754/c4237/content.html

Autor: Liuhuo

Ingenieur an einem Forschungsinstitut der Waffenindustrie