Starship und Super Heavy

Raketenstufe eines Raketenprojekts von SpaceX
Künstlerische Darstellung von Starship (vorn) und Super Heavy

Starship und Super Heavy sind die obere und untere Raketenstufe eines vormals BFR genannten Raketenprojekts des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens SpaceX. Erklärtes Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines vollständig wiederverwendbaren Systems für über 100 Tonnen Nutzlast, das langfristig alle bisherigen, von SpaceX entwickelten Flugkörper ersetzen soll. SpaceX arbeitet derzeit mit den Raketen Falcon 9 und Falcon Heavy sowie dem bemannbaren Raumschiff Dragon 2.[1] Außerdem sollen Starship und Super Heavy unbemannte wie bemannte Missionen ermöglichen, insbesondere zur Mond- und als Zukunftsvision zur Marsoberfläche.

Auf dem Gelände der SpaceX South Texas Launch Site errichtete SpaceX eine Fabrik, in der seit Ende 2019 mehrere Starship-Prototypen gefertigt werden. Ein erster Testflug des Gesamtsystems in eine Erdumlaufbahn war nach Firmenangaben bereits für das Jahr 2020 geplant,[2] der erste Transport einer kommerziellen Nutzlast für 2021.[3] Zwischenfälle im Rahmen der Erprobung von Prototypen verhinderten diese Ziele bisher.

Angestrebte VerwendungBearbeiten

Die Entwicklung von Starship und Super Heavy zielt darauf ab, dass das System einmal alle Missionen übernehmen könnte, die bislang von Falcon 9 und Falcon Heavy geflogen werden: Kommerzielle Satellitenstarts, Starts für Regierungsorganisationen und Versorgungsflüge zur Internationalen Raumstation ISS. Durch vollständige und häufigere Wiederverwendbarkeit möchte SpaceX dabei deutlich günstigere Betriebskosten erreichen als bei der Falcon 9. Es werden der Transport sehr schwerer Nutzlasten von über 100 t in einen niedrigen Erdorbit (LEO) angestrebt. Außerdem sieht das Konzept vor, solche großen Lasten nach mehreren Betankungsvorgängen im LEO auch in höhere Umlaufbahnen oder in eine Fluchtbahn zu bringen.[4][5][6][7]

Das Starship soll darüber hinaus auch auf Himmelskörpern sowohl mit als auch ohne Atmosphäre landen und von dort wieder starten können.[5] Durch Massenproduktion standardisierter Bauteile und volle Wiederverwendbarkeit beider Raketenstufen soll im Rahmen der Vision eines regelmäßigen "interplanetaren Verkehrs" Flugkosten pro Person zum Mars von unter 500.000 US-Dollar erreicht werden.[8][9]

Als erster Starship-Weltraumtourist möchte 2023Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren der japanische Textilunternehmer Yusaku Maezawa gemeinsam mit einer Gruppe von Künstlern um den Mond fliegen.[10] Neben den Mitbewerbern Blue Origin und Dynetics kam SpaceX mit dem Starship in die Endauswahl der möglichen Optionen der NASA für die bemannten Mondlande-Module im Rahmen des Artemis-Programms ab 2024.[11]

GeschichteBearbeiten

VorgeschichteBearbeiten

Nach Darstellung von Elon Musk gründete er die Firma SpaceX mit der Vision, die Besiedlung eines anderen Planeten zu ermöglichen.[12] Alle Erfolge, die das Unternehmen seitdem vorweisen kann, seien nach seinem Bekunden lediglich Zwischenschritte hin zu seinem Ziel der Marskolonisation.[13]

Entwürfe von Raketen für sehr große Nutzlasten präsentierte SpaceX erstmals 2010 während einer Tagung des American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). Dort wurde unter anderem bekanntgegeben, dass das Unternehmen an einer vergrößerten Version des Merlin-Triebwerks, welches die Falcon-1- und Falcon-9-Raketen antreibt, arbeite. Das neue Triebwerk – es wurde als Merlin 2 bezeichnet – sollte wie das Merlin mit Raketenkerosin (RP-1) betrieben werden und die Erststufe der neuen Großrakete antreiben. Für die Oberstufe war das Triebwerk Raptor geplant, welches mit flüssigem Wasserstoff (LH2) betrieben werden sollte.[14]

Mars Colonial TransporterBearbeiten

2012 wurden die Entwürfe für das Raptor-Triebwerk geändert. Es sollte nun mit flüssigem Methan betrieben und sowohl in der Erst- wie auch der Zweitstufe verwendet werden. Dazu wurde das geplante Triebwerk vergrößert. Das Projekt Merlin 2 wurde fallengelassen.[14]

Im Jahr 2013 gab SpaceX erstmals bekannt, an Konzepten für ein Transportsystem zum Mars zu arbeiten, damals unter dem Namen MCT (Mars Colonial Transporter). Es handelte sich dabei um Studien, die in den folgenden Jahren mehrfach stark überarbeitet wurden.[15]

Erste Tests von Komponenten des Raptor-Triebwerks begannen 2014.

Interplanetary Transport System (ITS)Bearbeiten

 
Starship und Super Heavy (rechts) im Vergleich mit Saturn V (Mitte) und Falcon Heavy (links)

Im September 2016 stellte Musk auf dem 67. Internationalen Astronautischen Kongress mit dem Interplanetary Transport System (ITS) das Grundkonzept vor, mit dem erstmals ein bemannter Flug zum Mars ermöglicht werden solle.[16] Im selben Monat wurde erstmals ein Raptor-Triebwerk auf einem Teststand gezündet. Das gesamte ITS-Vehikel sollte eine Höhe von 122 m haben und bis zu 550 t Nutzlast in einen niedrigen Erdorbit transportieren können, das Raumschiff einen Durchmesser von 12 m aufweisen. Ziel war es, mit dem System 100 Menschen in durchschnittlich 115 Tagen zum Planeten Mars zu befördern. Die erste bemannte Marsmission sollte nach Musks Konzept frühestens im Jahr 2024 starten.

BFR / Starship und Super HeavyBearbeiten

Am 29. September 2017 präsentierte Musk auf dem 68. Internationalen Astronautischen Kongress in Adelaide, Australien[17] ein überarbeitetes Raketenkonzept namens BFR[5] (Big Fucking Rocket,[18][19][20][21] wenig später von SpaceX auch als Big Falcon Rocket bezeichnet[22][23]). Das BFR-Konzept wurde gegenüber dem ITS-Entwurf erheblich verkleinert. Im Rahmen dieser Änderungen wurden auch die Ziele für das Raptor-Triebwerk nach unten skaliert. Statt des zunächst geplanten Schubs von 3050 kN (3500 kN im Vakuum) sollte es nur noch 1700 kN (1900 kN im Vakuum) erzeugen.[9][24]

Seitdem änderte sich das Design der Rakete mehrfach. So wurde die geplante Gesamtlänge etwas vergrößert und der Schub des Raptor-Triebwerks auf 2000 kN angehoben.[25]

Die folgende Tabelle zeigt die beiden Entwürfe von 2010 (Falcon X und Falcon XX) sowie die neueren Konzepte im Vergleich zur Saturn V, der Rakete des Apollo-Mondprogramms.

Saturn V Falcon X[14] Falcon XX[14] ITS (2016)[9] BFR (2017)[24] BFR (2018)[4] Starship – SH (2019)[26][6]
Höhe 110 m 93 m 100 m 122 m 106 m 118 m
Durchmesser 10,1 m 6 m 10 m 12 m 9 m
Startmasse 2.934 t k. A. k. A. 10.500 t 4.400 t k. A. 5.000 t
Nutzlast (LEO) 133 t 38 t 140 t 300 t (550 t1) 150 t (250 t1) 100 t (k. A.1) > 100 t (beworben)[7]
150 t (angestrebt)
Startschub 33.851 kN 16.000 kN 45.360 kN 128.000 kN 52.700 kN 62.000 kN
Besatzung 3 k. A. k. A. max. 100[27][28]

(Höchstwerte sind mit gelbem Hintergrund markiert; 1 ohne Wiederverwendung.)

Im November 2018 gab Elon Musk die Umbenennung der BFR in Starship und Super Heavy bekannt.[29]

KonzeptBearbeiten

WiederverwendbarkeitBearbeiten

Ein Kernelement des Konzepts ist die volle Wiederverwendbarkeit aller Raketenbestandteile. Die geschätzten Baukosten belaufen sich bei einem älteren Entwurf (2017) mit 250 Mio. Dollar pro Einheit an. Mit zunehmender Anzahl an Wiederverwendungen relativieren sich die Kosten einer Rakete, da sich deren Herstellkosten auf eine größere Anzahl der Benutzungen aufteilen. Lediglich die Startkosten z. B. für Treibstoff, Wartung und Nutzung der Bodenanlagen fallen jeweils in voller Höhe an. Die Planungen zielen auf eine mögliche 12-malige Wiederverwendung des bemannten interplanetaren Raumschiffs, eine 100-malige Wiederverwendung einer als Tankschiff modifizierten Version und bis zu 1000 Starts der Erststufe ab.[9] Bei der Falcon 9 war ein Ziel von 10 Wiederverwendungen ausgegeben. Tatsächlich erreicht wurden lediglich 5 Wiederverwendungen.

Grundfähigkeiten wie Rückflug und aufrechte Landung einer Raketenstufe mittels der eigenen Triebwerke (propulsive landing) und auf Landebeinen wurde bereits mit dem Versuchsträger Grasshopper erprobt und dann bei den Falcon-9-Raketen bis zur Serienreife gebracht.

MassenproduktionBearbeiten

SpaceX setzt bereits bei den aktuellen Raketen erfolgreich auf Massenproduktion. Durch den entstehenden Skaleneffekt können identische Bauteile in großer Stückzahl günstiger produziert werden. Bei der Falcon 9 werden zum Beispiel neun identische, relativ kleine Merlin 1D-Triebwerke in der Erststufe sowie ein weitgehend baugleiches Aggregat in der Oberstufe verwendet, welches sich hauptsächlich durch die vergrößerte Ausströmdüse unterscheidet. Für die Falcon Heavy werden 27 baugleiche Merlin-Triebwerke in der Erststufe verwendet und eines in der Oberstufe. Die Erststufe Super Heavy soll 31 identische Raptor-Triebwerke erhalten, sowie 6 weitere die Oberstufe Starship.

TreibstoffBearbeiten

Obwohl flüssiger Wasserstoff (LH2) in Verbindung mit flüssigem Sauerstoff (LOX) einen höheren spezifischen Impuls liefert als Methan mit LOX, hat sich SpaceX gegen diese Treibstoffkombination entschieden. Hintergrund ist die Vision einer realisierbaren Methanherstellung auf dem Mars im Rahmen der angedachten Missionen. Zudem hat LH2 eine erheblich geringere Dichte (≈71 kg/m³) als verflüssigtes Methan (≈420 kg/m³), was grundsätzlich größere und schwerere Tanks erfordert. Der bei der Falcon 9 verwendete Treibstoff RP1 ist nach derzeitigem Stand der Forschung auf dem Mars nicht herstellbar. Weiterer Nachteil ist die einer Wiederverwendbarkeit entgegenstehende stärkere Verrußung der Triebwerke.[14]

Üblicherweise werden kryogene Treibstoffe im Bereich der Siedetemperatur eingesetzt. Bei Starship und Superheavy hingegen soll der Treibstoff supergekühlt eingesetzt werden, also bei Temperaturen in der Nähe des Gefrierpunkts. Das führt zu einer Erhöhung der Dichte der Treibstoffe und erlaubt bei gegebenen Tankvolumen 10–12 % mehr Treibstoffmasse unterzubringen, was wiederum die mögliche Nutzlast erhöht. Zudem verringert sich dadurch das Risiko von Kavitation in den Treibstoffpumpen und erhöht somit deren Lebensdauer.

Während ein Rückflug von der Mondoberfläche ohne erneute Betankung möglich sein soll, müsste der für einen Rückflug vom Mars benötigte Treibstoff vor Ort produziert werden. In seinen theoretischen Betrachtungen geht SpaceX davon aus, dass es machbar wäre, das auf dem Mars vorkommende Wassereis abzubauen und mittels Wasserelektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten. Der Sauerstoff würde danach verflüssigt und eingelagert werden. Aus dem Wasserstoff könne dann möglicherweise zusammen mit Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre im Sabatier-Prozess Methan produziert werden. Dieses würde ebenfalls verflüssigt und gelagert. Das beim Sabatier-Prozess entstehende Wasser würde wiederum der Elektrolyse zugeführt. Man geht davon aus, dass die Energie dafür von einem Solarkraftwerk auf dem Mars geliefert werden könnte. Als Zukunftsvision hält es SpaceX für möglich, eine solche umweltfreundliche Treibstoffgewinnung mittels Solarenergie auch auf der Erde zu realisieren.[5]

Erststufe (Super Heavy) Bearbeiten

 
3D-Animation der Erststufe des ITS, des Vorgängerentwurfs der BFR, bei der Landung

Die als Super Heavy bezeichnete erste Stufe soll mit 31 Raptor-Triebwerken ausgerüstet werden,[30] die bei Starts von der Erde mit voller Nutzlast alle zum Einsatz kommen. Sie würden zusammen bis zu 6200 t Schub liefern. Eine innere Gruppe von sieben Triebwerken soll schwenkbar angebracht sein und die Schubvektorsteuerung übernehmen. Die Erststufe soll nach ihrer Abtrennung zur Erde zurückfliegen und schnell wieder einsatzfähig sein.[6]

Für die tragende Struktur und die Tanks sah die ursprüngliche Planung kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) vor.[9] Ab Ende 2018 wurde zu einer Edelstahlbauweise gewechselt. Die Konstruktion soll einwandig ausgeführt werden, das heißt die Tankhülle soll gleichzeitig die Außenhülle der Rakete sein.[31][32]

Die Druckbeaufschlagung der Tanks – auch bei der Oberstufe – soll mit Hilfe von Methan- und Sauerstoffmengen erfolgen, die in den Triebwerken erhitzt und von dort zurück in die Tanks geleitet werden.[33]

Oberstufe (Starship) Bearbeiten

Das Design der Oberstufe – des Starships (vormals BFS für Big Falcon Spaceship[34] oder Big Fucking Spaceship[35]) – steht noch nicht fest. Seit der ersten Vorstellung im September 2017 waren verschiedene Konfigurationen mit sechs oder sieben Raptor-Triebwerken im Gespräch. Ebenfalls wechselte das Design zwischen einer Kombination aus atmosphären- und vakuumoptimierten Triebwerken und – zur Beschleunigung der Entwicklung – ausschließlich Atmosphärentriebwerken.[36][37][38][39][40][41] Wie bei der Super Heavy ist eine Schubvektorsteuerung mit einer inneren Gruppe von schwenkbaren Triebwerken geplant, um die herum die starr befestigten übrigen Motoren angeordnet werden. Lageveränderungen während des Raumflugs sollen mit kleineren Steuertriebwerken erfolgen, die aus separaten Hochdrucktanks ebenfalls mit Flüssigsauerstoff und Methan versorgt werden.[6]

Die Außenhülle entwickelte sich wie bei der Super Heavy von einem CFK-Entwurf zu einer Konstruktion aus zusammengeschweißten Blechen aus rostfreiem Chromnickelstahl (Typ 301). Dieses Material ist bei sehr hohen und sehr niedrigen Temperaturen wesentlich stabiler als CFK und kann den Infrarotanteil der Sonnenstrahlung im All zum größten Teil reflektieren. Zudem ist Stahl preiswerter und einfacher als CFK zu verarbeiten. Die Unterseite soll mit dünnen keramischen Hitzeschutzkacheln versehen werden.[42][6]

Im Gegensatz zu herkömmlichen Raketenkonstruktionen soll die Oberstufe fest mit der Nutzlastsektion verbaut werden, so dass beide eine Einheit bilden. Der Durchmesser ist mit 9 Metern geplant, bei einer Nutzlastkapazität von 1100 m3 und über 100 Tonnen. Die volle Nutzung des Treibstofftanks und der Transportkapazität für interplanetare Flüge wäre nur möglich, wenn weitere Raumschiffe (Tanker) den Treibstoff in Portionen in den Erdorbit transportieren und dort das Raumschiff etwa für einen Flug zum Mars betanken.

Der aktuelle, immer noch vorläufige Starship-Entwurf vom Sommer 2019 verfügt über vier seitliche, flügelähnliche Brems- und Steuerflächen für Landungen auf Planeten mit Atmosphäre. Zwei kleine sind ähnlich Canards am vorderen (beim Start oberen) Ende des Raumschiffs angebracht, zwei größere am hinteren Ende. Diese Klappen sollen nach demselben Prinzip wie die Arme und Beine eines Fallschirmspringers wirken: Während das Raumschiff mit dem „Bauch“ (der mit Hitzeschutz versehenen Seite) voran nach unten fällt, werden die Klappen unabhängig voneinander bewegt, um es in der Waagerechten bzw. dem gewünschten Anstellwinkel zu halten. In der Endphase des Landeanflugs dreht sich das Schiff um 90 Grad um die Querachse, fliegt rückwärts und landet wie die Falcon 9 mit Triebwerksbremsung, aber auf doppelt so vielen (sechs) ausgeklappten Landebeinen. Bei der Rückkehr von interplanetaren Flügen soll das Starship mit Atmosphärenbremsung landen, das heißt vor dem Landen mehrmals in die Erdatmosphäre eintauchen, um schrittweise die Bewegungsenergie abzubauen ohne zu überhitzen.[6]

Die Oberstufe ist in mindestens drei verschiedenen Ausführungen geplant: Als Raumschiff für Personen- und Frachttransporte, als Tanker und als „Großraum“-Frachter mit großer Bugklappe für den Transport von übergroßen Satelliten oder Modulen für Raumstationen.

  • Raumschiff: Die Druckkabine soll nach vorläufiger Planung über etwa 1000 m3 Raum unter Atmosphärendruck verfügen,[6] mehr Raum als das Hauptdeck (775 m3) in einem Airbus A380. Ein erstes Konzept für Marsflüge sieht u. a. 40 kleine Kabinen und große Gemeinschaftsräume für Passagiere vor. Hinter der Kabine soll sich eine Nutzlastsektion befinden, welche nicht unter Druck steht.[24]
  • Tanker: Fürs erste plant SpaceX, normale Raumschiffe ohne Nutzlast als Tanker einzusetzen. Erst für einen späteren Zeitpunkt ist die Entwicklung eines dedizierten Tankers geplant.[37]

Betankung im OrbitBearbeiten

Für einen kostengünstigen interplanetaren Transport erachtet Elon Musk die Wiederbetankung der Raumschiffe in der Erdumlaufbahn als unverzichtbar. Eine Technik zum vollautomatischen Rendezvous und Ankoppeln realisierte SpaceX bereits mit dem Raumschiff Dragon 2. Beim Starship sollen jeweils zwei Schiffe – davon eines ein Tanker – am Heck über dieselben Elemente aneinander ankoppeln, mit denen sie auf der Erststufe aufsitzen.

Bei der Entwicklung der Wiederbetankungstechnik arbeitet SpaceX mit dem Glenn Research Center und dem Marshall Space Flight Center der NASA zusammen.[43]

Vergrößerte RaketenversionBearbeiten

Das Starship und die Super Heavy mit knapp 120 Metern Gesamthöhe und 9 Metern Durchmesser sind nach Aussage vom Gwynne Shotwell die erste und kleinste Version einer geplanten Baureihe. Bereits seit mehreren Jahren konzipiert SpaceX auch eine vergrößerte Variante, die nach Andeutungen von Elon Musk einen auf 18 Meter verdoppelten Durchmesser haben könnte.[44][45]

Vorläufige technische DatenBearbeiten

Stand: Mai 2020

Das Design von Starship und Super Heavy ist noch im Fluss. Falls das Projekt erfolgreich ist, wird die tatsächliche Transportleistung unter anderem von der genauen Triebwerksleistung und dem Leergewicht abhängen; beides steht noch nicht fest. Der erste Prototyp des Starships wog 200 Tonnen; angestrebt werden maximal 120 Tonnen.[6] Beworben wird das System mit „100+ t“ Höchstnutzlast.[7] Auf den Durchmesser von etwa 9 Metern hat SpaceX sich durch die Auslegung der Anlagen in der Raketenfabrik in Boca Chica festgelegt.

Vorläufiges Datenblatt[6][26]
Ganze Rakete Erststufe
(Super Heavy)
Zweitstufe
(Starship)
Nutzlast (LEO) wiederverwendbar: bis zu 150 t
Einfachnutzung: k. A.
Nutzlast (GTO) Einfachflug, wiederverwendbar: 20 t[3]
wiederbetankt, wiederverwendbar: bis zu 150 t
Einfachnutzung: k. A.
Nutzlast für Landung 50 t
Rumpfdurchmesser 9 m
Höhe 120 m[46] 70 m 50 m
Leergewicht ca. 120 t
maximale Startmasse 5.000 t
Triebwerke[47] 31 Raptor-Triebwerke 6 Raptor-Triebwerke
Schub 62.700 kN 12.600 kN
Tankkapazität 4.500 t 3.300 t, davon ca. 34 O2 1.200 t, davon ca. 34 O2

UmsetzungBearbeiten

FinanzierungBearbeiten

Die Entwicklungskosten für das ursprünglich geplante ITS wurden 2016 auf rund 10 Milliarden US-$ veranschlagt,[16] die Kosten für die BFR zunächst auf 2–10 Mrd. Durch die Stahlbauweise erwartet man eine beschleunigte Entwicklung und weitere Einsparungen, sodass 2019 ein Aufwand von etwa 3 Mrd. Dollar angestrebt wurde.[6] Die finanziellen Mittel zur Entwicklung der Rakete sollen einerseits durch kommerzielle Satellitenstarts, Versorgungsflüge zur ISS und Weltraumtourismus erwirtschaftet werden, andererseits durch Einnahmen aus dem Betrieb der eigenen Starlink-Satellitenkonstellation. Einen wesentlichen Beitrag leistet auch der Mondpassagier und Milliardär Yusaku Maezawa.[48] Die NASA steuert im Rahmen des Artemis-Programms 135 Millionen US-$ bei.[11] Durch die Konzentration auf Starship und Super Heavy als einzige zukünftige SpaceX-Raketenplattform werden auch Kapital und Entwicklungskapazitäten freigesetzt, da kein Aufwand für eine Weiterentwicklung von Falcon 9, Falcon Heavy und Dragon mehr anfällt[5] (Letzteres nach Abschluss der Testkampagne mit der Mission SpX-DM2).

Prototypenbau und TestsBearbeiten

 
Test eines Raptor-Prototyps am 25. September 2016.

Ein verkleinerter Prototyp des neuen Raptor-Triebwerks wurde 2016 erstmals getestet. 2017 wurde aus einem für kryogene Anwendungen optimierten Kohlenstofffaser-Verbundmaterial (CFK) ein Prototyp des Sauerstofftanks für das ursprünglich geplante ITS hergestellt und getestet.[49][5]

2018 begann die Entwicklung des BFR-Raumschiffs und – auf einem Gelände am Liegeplatz 240 des Port of Los Angeles – der Bau eines ersten Raumschiffprototyps aus CFK. SpaceX bereitete die Errichtung einer Fabrik auf dem Hafengelände vor; die produzierten Raketen wären von dort zu den Startplätzen verschifft worden. Für längere Landtransporte sind Starship und Super Heavy zu groß.[50][51][52]

 
Der Starhopper

Im Winter 2018/19 verlegte das Unternehmen die Raketenmontage zur SpaceX South Texas Launch Site in Boca Chica (Texas) und präsentierte dort ein noch unfertiges Fluggerät in Stahlbauweise.[53] Den Standort am Hafen von Los Angeles gab SpaceX auf; die Spezialausrüstung für die CFK-Raumschiffproduktion wurde verschrottet.[54][55]

Im Sommer 2019 fanden in Boca Chica mit dem mittlerweile als „Starhopper“ bekannten Testvehikel zwei Flüge bis zirka 20 beziehungsweise 150 Meter Höhe statt. Bei beiden kam das sechste gebaute Raptor-Triebwerk zum Einsatz.[56] Parallel dazu begann der Bau der beiden Prototypen Starship Mk I und Starship Mk II (kurz für Mark 1 und Mark 2). Sie wurden von Teams in Texas (Mk I) und in Florida (Mk II) gebaut, die in Konkurrenz zueinander arbeiteten.[57] Im September 2019 begann auch der Bau einer Starship-Startrampe am Launch Complex 39A des Kennedy Space Center in Florida.[58][59]

Das Starship Mk I wurde bei einem Betankungstest im Dezember 2019 zerstört, der Bau von Mk II wurde anschließend gestoppt. Die nächsten, in Boca Chica gebauten Prototypen Starship SN1 (Seriennummer 1) und SN3 gingen ebenfalls beim Betanken zu Bruch.[60][61] Beim Starship SN4 wurde im Mai 2020 erstmals ein Raptor-Triebwerk eingebaut und kurz gezündet.[62] SN4 wurde Ende Mai 2020 kurz nach einem Static Fire Test zerstört.[63]

Am 4. August 2020 etwa ein Jahr nach den Starhopper Testflügen, hob mit „SN5“ der erste Starship Prototyp zu einem erfolgreichen 150m Hop Test ab.

Im Sommer 2020 plant SpaceX weitere 150m Hop Tests durchzuführen, um das Konzept zu erproben und die Landung zu verbessern. Danach ist ein 20 Kilometer Hop geplant, dieser wird von einem kompletten Starship Prototyp durchgeführt.

StartsBearbeiten

Folgende mögliche oder angestrebte Starship/Super-Heavy-Starts wurden genannt:

  • ein atmosphärischer Testflug mit einem Starship-Prototyp im Zeitraum März–September 2020[64]
  • erster orbitaler Testflug mit einem Starship/Super-Heavy-Prototyp frühstens 2020[65]
  • erster kommerzieller Start 2021 mit einem Kommunikationssatelliten[3]
  • unbemannte Mondlandung 2022[66]
  • zwei unbemannte Marsflüge 2022[67][8] (dieser Zieltermin wurde im Mai 2020 aus der aktuellen Starship-Beschreibung auf der SpaceX-Website entfernt)
  • Dear Moon – bemannte Mondumrundung mit Yusaku Maezawa 2023
  • bemannte Mondlandung frühestens 2024,[68] eventuell im Rahmen des Artemis-Programms der NASA[11]
  • bemannter Marsflug 2024[8] (dieser Zieltermin wurde im Mai 2020 aus der aktuellen Starship-Beschreibung auf der SpaceX-Website entfernt)
  • Start der zweiten und nachfolgender Generationen von Starlink-Satelliten[69]
  • Start von Türksat 6A2[70]
  • Start des Luvoir-Teleskops Ende der 2030er Jahre

Bisherige Ziele und Projektplanungen von SpaceX erwiesen sich meist als zu optimistisch; bei Großprojekten kam es regelmäßig zu Verzögerungen von mehreren Jahren.[71] Insbesondere die angestrebten Flüge zum Mars 2022 und 2024 werden beziehungsweise wurden als unrealistisch angesehen.[72][73]

Als Startplatz sind sowohl der Launch Complex 39A in Florida also auch die SpaceX South Texas Launch Site vorgesehen, beide für unbemannte wie bemannte Flüge.[6][74] Außerdem denkt SpaceX über Starts von einer schwimmenden Plattform nach.[65]

Ähnliche NeuentwicklungenBearbeiten

Die NASA entwickelt mit dem Space Launch System (SLS) eine Trägerrakete, die ebenfalls bemannte Missionen zum Mond und zum Mars ermöglichen soll. Das auf der Space-Shuttle-Raketentechnologie basierende SLS sieht keine Wiederverwendbarkeit vor und wird bei gleicher Nutzlast mehr als die zehnfachen Startkosten des Starship-Systems aufweisen. Auch China plant mit der Langer Marsch 9 (CZ-9) eine Superschwerlastrakete für bemannte Flüge zum Mond.

Das private US-amerikanische Raumfahrtunternehmen Blue Origin plant mit der New Glenn ebenfalls eine sehr große Trägerrakete (96 Meter Höhe, 7 Meter Durchmesser) mit wiederverwendbarer Erststufe. Als Anwendungen wurden bislang nur Missionen in Erdumlaufbahnen und zum Mond genannt. Die New Glenn soll nur etwa ein Drittel der Starship-Nutzlastkapazität bieten.

Die stärksten derzeit verfügbaren oder in Entwicklung befindlichen Trägerraketen für den Transport in niedrige Erdumlaufbahnen (LEO) sind:

Starship/SH Langer Marsch 9 SLS Falcon Heavy New Glenn Angara A5B Vulcan Centaur Heavy Delta IV Heavy
Hersteller Vereinigte Staaten  SpaceX China Volksrepublik  CALT Vereinigte Staaten  Boeing Vereinigte Staaten  SpaceX Vereinigte Staaten  Blue Origin Russland  Chrunitschew Vereinigte Staaten  ULA Vereinigte Staaten  ULA
Stufen 2 3 2 2 2 2–3 2 2
Seitenbooster 4 2 2 4 2 2
max. Nutzlast (LEO) 150 t3 140 t 95–130 t1 64 t 45 t3 37,5 t 35 t 29 t
max. Nutzlast (GTO) 20 t[75]
(150 t5)
66 t keine Angabe 27 t 13 t3 8 t 16 t 10 t
wiederverwendbar vollständig ? nein Erststufe, Seitenbooster,
Nutzlast­verkleidung4
Erststufe eventuell Erststufe und Seitenbooster Triebwerke der Erststufe2 nein
interplanetare Missionen geplant geplant geplant ja möglich geplant geplant ja
bemannte Missionen geplant geplant geplant nicht geplant geplant geplant geplant nein
Erstflug ca. 2021 nicht vor 2028Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren nicht vor 2021 2018 nicht vor 2021 nicht vor 2027Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren nicht vor 2023Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren 2004

1 Maximal 95 t LEO-Nutzlast in der ersten Ausbaustufe der Rakete (Block 1), 105 t in der zweiten (Block 1B) und 130 t in der dritten (Block 2).

2 Geplant für eine spätere Ausbaustufe; die Triebwerkseinheit soll dann an einem Fallschirm zurückkehren und mit einem Hubschrauber geborgen werden.

3 Maximale Nutzlast bei Wiederverwendung aller wiederverwendbaren Komponenten. Ohne Wiederverwendung wäre eine größere Nutzlast möglich. Bei der New Glenn ist dies nicht vorgesehen,[76] beim Starship eine denkbare Option.[77]

4 Wiederverwendung von Nutzlastverkleidungen ist geplant.

5 Bei Wiederbetankung im Orbit.

WeblinksBearbeiten

Commons: SpaceX Starship – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Stephen Clark: Elon Musk wants to move fast with SpaceX’s Starship. Spaceflight Now, 29. September 2019.
  2. Eric Berger: Inside Elon Musk’s plan to build one Starship a week—and settle Mars. Ars Technica, 5. März 2020.
  3. a b c Caleb Henry: SpaceX targets 2021 commercial Starship launch. In: Spacenews. 28. Juni 2019, abgerufen am 28. Juni 2019.
  4. a b First Private Passenger on Lunar BFR Mission. In: YouTube/SpaceX. SpaceX, 17. September 2018, abgerufen am 20. September 2018 (englisch).
  5. a b c d e f Präsentation von Elon Musk vom 29. September 2017 am 68. International Astronautical Congress in Adelaide, Australien (YouTube-Video). Tank aus einem neu entwickelten CFK-Werkstoff („new carbon fiber matrix“) ab 04:30, Wiederbetankung ab 27:00, Ersatz für alle anderen SpaceX-Systeme ab 28:20, Treibstoffproduktion ab 33:50, Planung der Marsflüge ab 37:00, Interkontinentalverkehr ab 40:00.
  6. a b c d e f g h i j k Starship Update. Präsentation von Elon Musk im 29. September 2019 (YouTube-Video)
  7. a b c Starship auf der SpaceX-Website, abgerufen am 30. September 2019.
  8. a b c Elon Musk: Moving to Mars will cost less than $500,000, ‘maybe even below $100,000’. CNBC, 11. Februar 2019.
  9. a b c d e Elon Musk: Making Humans a Multi-Planetary Species. In: New Space. Band 5, Nr. 2, Juni 2017, S. 46–61. (pdf).
  10. Jeff Foust: SpaceX signs up Japanese billionaire for circumlunar BFR flight. In: Spacenews. 17. September 2018, abgerufen am 18. September 2018.
  11. a b c Stephen Clark: Blue Origin wins lion’s share of NASA funding for human-rated lunar lander. Spaceflight Now, 30 April 2020.
  12. Max Chafkin: The Companies of Elon Musk. (Memento vom 3. Januar 2008 im Internet Archive). In: Inc.com, 1. Dezember 2007, Datenblatt zu Musks Firmen.
  13. Tim Urban: How (and Why) SpaceX Will Colonize Mars. 16. August 2015.
  14. a b c d e Spaceflight101.com: SpaceX – Launch Vehicle Concepts & Designs. Abgerufen am 21. Oktober 2017.
  15. Robert Zubrin: A Critique of the SpaceX Interplanetary Transport System. In: The New Atlantis. 21. Oktober 2016.
  16. a b SpaceX: Making Humans a Multiplanetary Species, Präsentation von Elon Musk vom 27. September 2016 (YouTube-Video).
  17. 68. International Astronautical Congress (IAC), 2017.
  18. "Big Fucking Rocket"-Mission zum Mars, tagesschau.de, 29. September 2017.
  19. "Big Fucking Rocket" bald auf dem Weg zum Mars?, sueddeutsche.de, 30. September 2017.
  20. Raketenpläne von Elon Musk: In 60 Minuten um die Erde. In: Spiegel Online. 29. September 2017.
  21. Elon Musk: SpaceX can colonise Mars and build moon base. In: The Guardian. 29. September 2017.
  22. Full Replay: 1st National Space Council Meeting with VP Mike Pence. space.com, 5. Oktober 2017.
  23. Artist S Rendering Of The Big Falcon Rocket. spacex.com, abgerufen am 23. Oktober 2017.
  24. a b c SpaceX: Making Life Multiplanetary (pdf). (PDF) Abgerufen am 19. Oktober 2017.
  25. SpaceX Starship Landing Vehicle Leads & Lags In NASA Lander Proposal Evaluation. Wccftech, 6. Mai 2020.
  26. a b Katy Smith: Draft Environmental Assessment for the SpaceX Starship and Super Heavy Launch Vehicle at Kennedy Space Center (KSC). (PDF; 20,9 MB) NASA, 1. August 2019, S. 27, abgerufen am 20. August 2019 (englisch).
  27. SpaceX's Starship May Fly for Just $2 Million Per Mission, Elon Musk Says. Space.com, 6. November 2019.
  28. Twitter-Nachricht von SpaceX, 29. September 2019.
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  40. Elon Musk: 3 sea level optimized Raptors, 3 vacuum optimized Raptors (big nozzle). In: @elonmusk. 22. Mai 2019, abgerufen am 26. Mai 2019 (englisch).
  41. Elon Musk: Yeah. Outer engines with much larger nozzles are fixed to airframe, inner engines have high gimbal range ~15 degrees. In: @elonmusk. 23. Mai 2019, abgerufen am 26. Mai 2019 (englisch).
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  71. Progress slow at SpaceX’s planned South Texas spaceport. In: 512tech. 21. November 2017: „They lay out very aggressive plans in terms of time schedules that are very rarely if ever met. There’s kind of an expectation that anytime SpaceX gives you a date, you always have to assume that there is going to be a few years of delay.“
  72. Watch Elon Musk give a design update on SpaceX’s next-generation Starship rocket. The Verge, 28. September 2019.
  73. SpaceX Hopes to Test Launch its ‘Epic’ New Steel Rocket This Fall. Air & Space, 30. September 2019.
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  75. Caleb Henry: SpaceX targets 2021 commercial Starship launch. In: Spacenews. 28. Juni 2019, abgerufen am 28. Juni 2019.
  76. Sandra Erwin: Falcon Heavy’s first commercial launch to pave the way for reusable rockets in national security missions. In: Spacenews. 25. März 2019, abgerufen am 25. April 2019.
  77. Twitter-Nachricht von Elon Musk, 29. März 2019.