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FLUG REVUE 03/2016

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Raumfahrt Senkrechte

Raumfahrt Senkrechte Raketenlandung Die am 21. Dezember 2015 erste intakt gelandete Falcon 9 wird in einem Hangar in Cape Canaveral untersucht. Raketen und insbesondere Triebwerke einen stolzen Preis. So kostet die Produktion einer Falcon 9, wie auch einer russischen Proton-Rakete, 60 Millionen Dollar (55 Millionen Euro). Musk schätzt, dass durch die Wiederverwendung die Startkosten eines Tages um mehr als den Faktor 100 sinken könnten – das heißt auf weniger als 600 000 Dollar (550 000 Euro). Eine wiederverwendete Falcon 9 würde „im Idealfall die Startkosten auf 200 000 Dollar, die Treibstoffkosten für einen Flug, senken“, sagt der SpaceX-Gründer. Allerdings weisen Kritiker darauf hin, dass der finanzielle und zeitliche Aufwand für die Aufbereitung einer wiederverwendbaren Raketenstufe noch nicht abschätzbar seien. Im Jahr 2013 hat SpaceX auf dem firmeneigenen Testgelände in McGregor, Texas, mit Testraketen namens Grasshopper mehrere vertikale Landungen versucht. Wegen der Starts von Florida aus ins All verlegte SpaceX dann die Tests über das Meer. Der erste Versuch, sanft im Atlantik zu landen, scheiterte, weil die Falcon unkontrolliert schnell ins Wasser fiel. „Seither nutzen wir vier Steuerflossen für die Drei-Achsen-Kontrolle“, erklärt Musk. „Das erlaubte uns, 2014 zwei Mal langsam im Meer zu landen.“ Diese Stufen zu bergen, war nicht geplant. Der nächste Schritt Anfang 2015 waren Landeversuche auf der Plattform eines Drohnenschiffs im Atlantik. Bei starken Wind und Wellengang traf die Falcon im Januar hart auf und explodierte sofort. Im April setzte sie vertikal etwas zu hart auf: Zwei der vier Landebeine brachen, die Rakete kippte um und explodierte. FALCON HEAVY HEBT BALD AB Die im Dezember gelandete Rakete wurde waagrecht abtransportiert. Noch auf dem Cape untersuchten SpaceX-Ingenieure, wie sich der historische Flug auf den Booster ausgewirkt hatte, inwieweit er noch verwendet werden kann und welche Arbeiten dazu nötig sind. Bei einem Bodentest wurden im Januar die Triebwerke erneut gezündet. Musk meldete via Kurznachrichtendienst Twitter, dass die Daten insgesamt gut aussähen, auch wenn es Schubfluktuationen bei einem der äußeren Triebwerke gegeben habe. Sie werden nun weiter untersucht. Fliegen wird die erste gelandete Raketenstufe ohnehin nicht wieder. „Wir werden sie wahrscheinlich am Boden behalten, weil sie einzigartig ist“, sagt Musk. Im Lauf dieses Jahres soll aber eine Erststufe der Falcon 9 wiederverwendet werden. Bei welcher Mission, ist noch unklar. Bis es so weit ist, dass ein Start ins All nur noch den entsprechenden Treibstoff kostet, wird es – wenn überhaupt – noch einige Zeit dauern. Dennoch hat sich SpaceX seit seiner Gründung Mitte Fotos: SpaceX Im April 2015 scheiterte die Landung der Falcon 9 auf einer schwimmenden Plattform (links). Wenn die drei Booster der großen Falcon Heavy (Grafik rechts) eines Tages aus dem All zurückfliegen werden, sind drei Landeplätze nötig. 76 FLUG REVUE März 2016 www.flugrevue.de

Landemanöver Damit die erste Stufe der Falcon 9 landen kann, werden die Triebwerke mehrfach gezündet. Per GPS-Tracker findet die Rakete ihre Landestelle. Trennung 1. Startzündung Die neun Merlin-Triebwerke brennen 160 Sekunden lang. Drehung 2. Umkehrantriebszündung Drei Triebwerke bringen die Rakete in Position. 3. Wiedereintrittszündung Drei Triebwerke bremsen die Rakete 20 Sekunden ab. 4. Landungszündung Das zentrale Triebwerk sorgt für einen kontrollierten Abstieg. zweite Stufe mit Nutzlast 200 km 100 km Nutzlast (hier Dragon) Zweite Stufe ein Merlin- Triebwerk (934 kN Schub im Vakuum) 2002 zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten für eta blierte Startdienste wie Arianespace und International Launch Services entwickelt. Im Frachtvertrag CRS (Commercial Resupply Services) überweist die NASA an SpaceX insgesamt 1,6 Milliarden Dollar (1,5 Milliarden Euro) für zwölf unbemannte Frachtflüge zur ISS, 133 Millionen Dollar pro Mission. Zudem verdient SpaceX, bei bisher über zehn Falcon-Starts von Satelliten, pro Start 61 Millionen Dollar (56 Millionen Euro). Um das Raumschiff Dragon auch für Astronauten flugtauglich zu machen, baut das Unternehmen den bemannten Dragon – ebenfalls im Interesse der NASA. Im Frühling 2017 soll eine bemannte Demo-Mission mit zwei NASA-Astronauten zur ISS folgen. Musks nächstes großes Projekt, die Schwerlastrakete Falcon Heavy, besteht aus drei gebündelten Falcon-9-Raketen mit Kerosin und Flüssigsauerstoff. Sie wird bereits auf den ersten Start im Frühling 2016 vorbereitet. 70 Meter lang, soll sie beim Start 27 Triebwerke gleichzeitig zünden und so mit 20826 Kilonewton Startschub 53 Tonnen Fracht in niedrige Erdumlaufbahnen bringen. Künftig sollen die Falcon 9 und die Heavy auch vom neuen Startplatz Boca Chica in Südtexas starten. Als Ziel hat Musk nicht nur den Mars im Blick, wie er vergangenen September in einem Tweet verriet: „Bei einmaliger Verwendung kann Falcon Heavy eine voll beladene Dragon zum Mars oder eine leichte Dragon zu den Jupitermonden fliegen. Eine Mission zum Jupitermond Europa wäre cool.“ Pioniergeist? Eindeutig! FR Steuerflossen für die Landung Höhe 70 m Masse 541 t Nutzlast 13 t Durchmesser 3,7 m Erste Stufe Landebeine Start und Landung auf der Cape Canaveral Air Force Station in Langzeitbelichtung (links). Das seltene Exemplar einer gelandeten Rakete wurde später für Tests abtransportiert (rechts). 9 Merlin- Triebwerke 6806 kN Startschub 7426 kN Schub im Vakuum www.flugrevue.de FLUG REVUE März 2016 77

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