Elon Musk erklärt Verbesserungen an der Falcon 9 Block 5-Rakete von SpaceX

WASHINGTON – SpaceX-Chef Elon Musk ging am 10. Mai detailliert auf die an der neuesten Version der Falcon 9 vorgenommenen Modifikationen ein, einschließlich der Neukonstruktion eines Druckbehälters, der an der Explosion der Rakete vor dem Start 2016 beteiligt war.

In einem Briefing mit Reportern Stunden vor dem gescheiterten Start der ersten Block 5 Falcon 9-Rakete sagte Musk, die Block 5 sei „die zuverlässigste Rakete, die jemals gebaut wurde“.

„Das ist die Designabsicht“, sagte er. „Ich hoffe, das Schicksal bestraft mich nicht für diese Worte, aber das ist eindeutig die Absicht. Und ich denke, unsere konservativsten Kunden würden dem zustimmen.“ [Sehen Sie sich die Entwicklung der SpaceX-Raketen in Bildern an]

Durch eine Panne in letzter Minute am 10. Mai wurde der Debütstart der Block 5 Falcon 9 um 24 Stunden auf den 11. Mai verschoben. SpaceX machte „einen standardmäßigen automatischen Abbruch des Bodensystems“ dafür verantwortlich, dass der Countdown 58 Sekunden vor dem Start angehalten wurde. Die Rakete startete am 11. Mai um 16:14 Uhr EDT erfolgreich, landete ihre erste Stufe 11 Minuten später und brachte knapp 34 Minuten später Bangladeschs ersten Telekommunikationssatelliten, Bangabandhu-1, in eine geostationäre Transferumlaufbahn.

Musk sagte, SpaceX habe große Anstrengungen unternommen, um äußerst zuverlässige COPVs oder ummantelte Druckbehälter aus Verbundwerkstoff zu entwickeln, die zur Speicherung von Helium verwendet werden, um die Treibstofftanks in der zweiten Stufe der Trägerrakete unter Druck zu setzen. Im September 2016 explodierte eine Falcon 9 während der Vorbereitungen für einen statischen Brandtest und zerstörte einen Telekommunikationssatelliten für den israelischen Flottenbetreiber Spacecom.

SpaceX führte die Ursache auf flüssigen Sauerstoff im Oberstufentank zurück, der zwischen der COPV-Umhüllung und der Auskleidung eingeschlossen war und sich entweder durch Reibung oder andere Mechanismen entzündete. SpaceX hat seitdem in Zusammenarbeit mit der NASA daran gearbeitet, diese Druckbehälter neu zu entwerfen, um die Bedenken der Agentur hinsichtlich der Verwendung dieses Designs bei späteren kommerziellen Starts der Falcon 9-Besatzung auszuräumen.

„Dies ist mit Abstand das fortschrittlichste Druckgefäß, das jemals von der Menschheit entwickelt wurde“, sagte Musk. „Es ist verrückt. Ich habe das Design persönlich durchgesehen; ich kann gar nicht zählen, wie oft. Die Top-Ingenieure bei SpaceX haben sich darüber den Kopf zerbrochen … Ich denke, wir sind in einer guten Situation.“

Musk sagte, dass die COPVs jetzt einen Berstdruck haben, „der mehr als doppelt so hoch ist wie der, auf den sie tatsächlich auf dem Pad geladen sind“. SpaceX verfügt über ein Notfalldesign, das den Wechsel von hochfester Kohlefaser mit Aluminiumauskleidung zur Superlegierung Inconel beinhalten würde, aber das sei „unwahrscheinlich“, sagte Musk.

Während die Blocknummerierung darauf hindeutet, dass es sich um die fünfte Version des Falcon 9 handelt, sagte Musk, dass es sich bei Block 5 „wohl um die Version 6 des Falcon 9 handelt“, basierend auf den im Laufe der Zeit vorgenommenen Verbesserungen.

„Das Wort ‚Block‘ ist etwas seltsam. Wir haben es irgendwie von den Russen übernommen“, sagte er.

Musk sagte, dass jedes der neun Merlin-Triebwerke, die die erste Stufe der Falcon 9 antreiben, jetzt eine um 8 Prozent höhere Schubkraft auf Meereshöhe auf 190.000 Pfund-Kraft aufweist. Das einzelne vakuumoptimierte Merlin-Triebwerk der zweiten Stufe von Falcon 9 habe eine Schubsteigerung von 5 Prozent auf 220.000 Pfund Kraft, sagte er.

Im Vergleich dazu ist die Block 5 Falcon 9 etwa doppelt so leistungsstark wie die Falcon 9, die 2010 erstmals eine Demonstrations-Nachschubmission für die NASA startete. Die Merlin-Triebwerke dieser ersten Version hatten 95.000 Pfund Schub für jedes Triebwerk der ersten Stufe und 92.500 Pfund Schubkraft für das Triebwerk der zweiten Stufe.

Die erste Stufe der Block-5-Raketen ist so konzipiert, dass sie weitaus wiederverwendbar ist als frühere Versionen, die vor ihrer Ausmusterung bisher nur zweimal geflogen sind.

„Im Prinzip könnten wir Block 4 wahrscheinlich mehr als zehn Mal erneut fliegen, aber mit ziemlich viel Arbeit zwischen den einzelnen Flügen“, sagte Musk. „Der Schlüssel zu Block 5 liegt darin, dass er für zehn oder mehr Flüge ausgelegt ist, ohne dass zwischen den einzelnen Flügen eine Renovierung erforderlich ist. Das Einzige, was sich ändern muss, ist, den Treibstoff nachzuladen und erneut zu fliegen.“

Mit einigen Renovierungsarbeiten sollte eine erste Stufe von Block 5 100 Mal starten können, sagte Musk.

Neben einer größeren Wiederverwendbarkeit ist der Block 5 Falcon 9 von SpaceX so konzipiert, dass er die Anforderungen der kommerziellen Besatzung der NASA und die nationalen Sicherheitsstartkriterien der Luftwaffe erfüllt. Es ist außerdem auf eine einfachere Herstellung ausgelegt.

Musk sagte, dass die Octaweb-Struktur der Falcon 9, die zur Unterstützung aller neun Triebwerke der ersten Stufe dient und für die Unterteilung sorgt, falls einer oder mehrere ausfallen, jetzt viel stärker ist. Das Octaweb bestehe aus verschraubtem statt geschweißtem Aluminium und verfüge über einen besseren Wärmeschutz, um ein Schmelzen zu verhindern, sagte er.

SpaceX hat Verriegelungsmechanismen an den Landebeinen der Falcon 9 angebracht, damit das Fahrzeug bei Landungen auf einer Meeresplattform nicht auf externe Klammern angewiesen ist, um es zu stabilisieren, sagte Musk.

SpaceX habe auch die Avionik der Rakete verbessert und behalte die Titan-Gitterrippen bei, sagte er. Die Falcon 9 verwendete zuvor Aluminiumflossen, um die erste Stufe der Falcon 9 zurück zur Erde zu steuern, aber SpaceX hat diese auf dem Block 3 durch Titan ersetzt, nachdem die Aluminiumflossen beim Wiedereintritt Feuer gefangen hatten.

Laut Musk verfügt die Zwischenstufe der Rakete über einen von SpaceX entwickelten hydrophoben Wärmeschutz, der hochgradig wiederverwendbar ist und keine Lackierung erfordert. Die tiefschwarze Zwischenstufe aus Kohlefaser, die zwischen der ersten und zweiten Stufe der Rakete platziert ist und weiß lackiert ist, erinnert an die erste Rakete von SpaceX, die Falcon 1.

„Natürlich spielt die Ästhetik beim Raketendesign eine untergeordnete Rolle, aber mir gefällt trotzdem die Tatsache, dass wir aus nostalgischen Gründen zu einer schwarzen Zwischenstufe zurückgekehrt sind“, sagte Musk.

Durch die Beibehaltung des Falcon 9-Designs kann SpaceX mehr Zeit und Mühe in die Satellitenkonstellation Big Falcon Rocket und Starlink investieren. Obwohl Musk und andere SpaceX-Funktionäre den Block 5 wiederholt als endgültigen Entwurf bezeichnet haben, deutete Musk an, dass noch einige kleinere Verbesserungen an der Rakete vorgenommen werden könnten.

SpaceX-Ingenieure könnten im Vergleich zu Block 4 weitere 2 Prozent des zusätzlichen Schubs aus der ersten Stufe und weitere 5 Prozent aus der zweiten Stufe herausholen, sagte er. Musk sagte, die Rakete könne „geringfügige Verbesserungen“ für bessere Herstellbarkeit, Wiederflugfähigkeit und Zuverlässigkeit erfahren, „vorausgesetzt, sie werde von unseren wichtigsten Kunden im kommerziellen Satellitenstart, der NASA und der Luftwaffe, unterstützt.“

Er betonte, dass alle weiteren Änderungen geringfügig seien.

„Es wird keinen Block 6 geben“, sagte Musk. „Wir beabsichtigen, uns auf der Block-5-Plattform zu stabilisieren und keine größeren Upgrades vorzunehmen.“

Diese Geschichte wurde von SpaceNews bereitgestellt, das sich der Berichterstattung über alle Aspekte der Raumfahrtindustrie widmet.

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Caleb Henry ist leitender Analyst bei Quilty Analytics und ehemaliger Mitarbeiter der Raumfahrtpublikation SpaceNews. Von 2016 bis 2020 berichtete Caleb für SpaceNews über die globale Satellitenindustrie und berichtete über alles von Starts über die Herstellung von Raumfahrzeugen bis hin zur Bodeninfrastruktur. Calebs Arbeiten wurden auch in NewSpace Global und Access Intelligence veröffentlicht. Er erwarb einen Bachelor-Abschluss in Politikwissenschaft mit Nebenfach Astronomie am Grove City College.

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