Nach zwei Pressemitteilungen der Federal Aviation Administration (FAA) und von SpaceX teilte deren Chef Elon Musk eine vollständige Liste von 63 Änderungen mit, die das Unternehmen während der Starship-Testflüge durchführen muss. Im April dieses Jahres erhob sich die Trägerrakete Starship Super Heavy von SpaceX zusammen mit dem Endstufen-Raumschiff darüber in den Himmel. Sechs Monate nach dem Flugtest scheint sich SpaceX auf einen weiteren Orbitaltestversuch vorzubereiten.
Die 33 Triebwerke des Super Heavy-Boosters waren vor dem Teststart letzten Monat deutlich zu sehen. Bild: SpaceX Space Exploration Technologies Corporation
„Starship“ zum ersten Mal in die Umlaufbahn zu bringen, ist sehr schwierig, da SpaceX nur einen Testflug des „Super Heavy“-Boosters durchgeführt hat, der komplexesten Komponente des „Starship“-Raketensystems. Aufgrund der engen Beziehung von SpaceX zur NASA konzentrierte sich die erste Phase des Starship-Testprogramms auf den Flug des Raumschiffs der zweiten Stufe. Die NASA hat SpaceX einen milliardenschweren Auftrag zur Landung von Astronauten auf dem Mond erteilt – eine beispiellose Chance für jedes Unternehmen auf der Welt.
Der Super Heavy-Booster wird benötigt, um Treibstoff zu orbitalen Treibstoffdepots zu liefern, was für die Struktur des Raumschiffs von entscheidender Bedeutung ist. Die Treibstoffbank wird zukünftige Raumfahrzeuge auf Missionen zum Mond oder Mars mit Treibstoff versorgen. Glücklicherweise hat SpaceX 57 der 63 von der FAA geforderten Aufgaben erledigt und ist bereit für den nächsten Flug. Laut Musk sind sechs Projekte nicht Teil des zweiten Testflugs, aber die FAA scheint entschlossen zu sein, sicherzustellen, dass die größte in der Entwicklung befindliche Rakete der Welt für die Umwelt und den Menschen sicher ist, nachdem der vorherige Testflug am Startplatz einen gewaltigen Aufprall verursachte, der viele fassungslos zurückließ.
Ein wichtiger Grund, warum die Rakete mehrere Hindernisse für SpaceX mit sich bringt, ist das Raptor-Raketentriebwerk. Im Gegensatz zum Merlin-Triebwerk der Falcon 9-Rakete, bei dem es sich um ein Gasgeneratordesign mit offenem Kreislauf handelt, handelt es sich beim Raptor-Triebwerk der Falcon 9-Rakete um ein mit Methan betriebenes Vollstrom-Raketentriebwerk mit abgestufter Verbrennung. Damit ist er deutlich leistungsstärker als der Merlin-Motor und auch sein Wirkungsgrad verbessert sich, da alle durch ihn strömenden Gase in den Brennraum umgeleitet werden.
Der Preis für diese hohe Effizienz ist, dass die Triebwerke komplexer und anfälliger für Undichtigkeiten sind. Nach den neuesten von Musk mitgeteilten Details zu urteilen, sind von den 63 Korrekturprojekten, die SpaceX nach dem ersten Testflug von Starship reparieren muss, nur noch Projekte im Zusammenhang mit Lecks übrig.
Einige der ersten Triebwerke, die SpaceX in den frühen Tagen des Falcon-Programms baute, verwendeten ablativen Kammerdruck, weil sie einfacher zu entwerfen und zu bauen waren. Allerdings änderte das Unternehmen dieses Design aufgrund der Notwendigkeit, den Motor wiederverwendbar zu machen, da diese Brennkammern nach Gebrauch irgendwann ausgetauscht werden müssen. Jetzt wird die Brennkammer durch superkaltes Treibmittel gekühlt, das durch das System strömt, und Raptor leitet diese Gase zurück in die Brennkammer, um die Motorleistung zu verbessern.
Ein weiterer großer Vorteil des Raptor-Systems sind seine Kraftstoffoptionen. „Merlin“ verwendet als Treibstoff Kerosin, das Ruß produziert, während ersteres Methan verwendet, das sauber verbrennt und die Wartung des Motors verbessert.
In der von Musk geteilten Liste bleiben sechs Punkte ungeprüft, von denen fünf in direktem Zusammenhang mit dem Motor oder seinen Komponenten stehen. Zu den sechs Artikeln gehören das Design von Zünderdichtungen, Sauerstoffventile und -dichtungen, Heißgasverteiler und Avionik. Der Gasverteiler war eines der ersten Themen, über die Musk nach dem Testflug im April sprach.
Musk erklärte: „Die Triebwerke der letzten Rakete waren ein bisschen chaotisch, und es dauerte ein Jahr, diese Triebwerke zu bauen und zu testen … Wir haben also einen sogenannten Heißgasverteiler. Er liefert das treibstoffreiche Gas vom Treibkopf des Treibstoffpunkts in einen Bereich über der Hauptgaskammer, mischt es dann mit dem sauerstoffreichen Gas und gelangt in die Hauptgaskammer.“ Gaskammer für die Verbrennung. Wir haben eine Reihe von Verbesserungen am Heißgasverteiler vorgenommen, der der Hauptteil des Heißgasaustritts ist, d um die Möglichkeit des Austretens von heißem Gastreibstoff bei hohen Drücken zu minimieren. „
Es gab eine Menge Änderungen gegenüber dem letzten Starship-Flug, weit über tausend Änderungen. Ich denke also, dass die Erfolgswahrscheinlichkeit für den nächsten Flug, Sie wissen schon, die Wahrscheinlichkeit, in den Orbit zu gelangen, viel höher ist als beim letzten Mal, vielleicht 60 Prozent, je nachdem, wie gut wir die Stufentrennung machen. „
Zu den Upgrades des Raptor-Triebwerks für den nächsten Starship-Flug gehören das Hinzufügen weiterer Methansensoren in der Triebwerksgondel, die Entwicklung von Komponenten zum „Auffangen“ eventueller Lecks, das Hinzufügen weiterer Pumpentemperatursensoren und Verbesserungen des Gimbal-Systems. Ein weiterer Grund für das Scheitern des April-Tests war, dass das Kardansystem des Das Raketentriebwerkssystem funktionierte nicht wie erwartet, da SpaceX nun die gesamte Kardanbaugruppe schmieren mussZu den 63 Einzelposten müssen natürlich noch viele weitere Posten hinzugefügt werden. Beispielsweise muss SpaceX für einige Upgrades, die möglicherweise Teil zukünftiger Flüge sind, Verteiler, Flansche und Ventile ersetzen. Die Modernisierungen sind abgeschlossen und das Unternehmen hat mehr als 90 Kameras hinzugefügt, um Lecks in der Rakete in einer Höhe von fast 400 Fuß zu überwachen.
Es ist erwähnenswert, dass die Bewältigung dieser Lecks und aller daraus resultierenden Brände ein zentrales Merkmal des April-Testflug-Abschwächungsberichts von Starship war. SpaceX hat das Feuerunterdrückungssystem für den nächsten Flug neu konzipiert und 15-mal stärker gemacht. Bei den ersten Starship-Testflügen, an denen Raumschiffe der Oberstufe beteiligt waren, kam es häufig zu Triebwerksgondelbränden.