Falcon Heavy: Mit David Bowie ins Sonnensystem
Sieben Wochen nach der Ankunft am Cape Canaveral ist es so weit. Die Falcon Heavy ist bereit zum Start. Schon vor zwei Wochen wurden die Triebwerke der zurzeit leistungsstärksten Rakete der Welt getestet.(öffnet im neuen Fenster) Damit sind die Startvorbereitungen abgeschlossen und die Wettervorhersage sagt keine Probleme voraus. Heute Abend um 19:30 Uhr soll die Rakete starten.
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Selbst Elon Musks Konkurrent Jeff Bezos , Gründer von Amazon und der Weltraumfirma Blue Origin, wünscht(öffnet im neuen Fenster) "einen schönen und nominellen Flug" . SpaceX wird den Start live auf Youtube übertragen.(öffnet im neuen Fenster) Üblicherweise beginnen die Livestreams von SpaceX etwa 15 Minuten vor dem Start. Sollte es beim Start zu Problemen kommen, stehen der Rakete anschließend noch drei Stunden als Startfenster zur Verfügung, ebenso wie ein Ausweichtermin am Mittwoch.
David Bowie im Autoradio
Der erste Testflug der Falcon Heavy soll einen Hohmanntransferorbit zum Mars simulieren, also einen elliptischen Orbit um die Sonne, dessen sonnennächster Punkt die Erdumlaufbahn ist und dessen sonnenfernster Punkt auf Höhe der Marsumlaufbahn liegt. Die Umlaufbahn wird dem Mars selbst aber nicht nahekommen. Anders als etwa beim ersten Start der Ariane-1-Rakete ist die Testnutzlast kein schwerer Aluminiumblock, sondern Musks privater Tesla Roadster.
Der Roadster soll beim Start David Bowies Song Space Oddity spielen. Wie auf aktuellen Bildern zu sehen ist, wird auf dem Fahrersitz eine Puppe in einem Druckanzug(öffnet im neuen Fenster) namens Starman montiert sein (in Anspielung auf Bowies gleichnamigen Song) und auf dem Armaturenbrett eine Miniaturausgabe des Roadsters mit der Puppe, wie einem französischen Beobachter auffiel.(öffnet im neuen Fenster) SpaceX veröffentlichte zu Bowies Life on Mars auch eine computergerenderte Vorschau auf den Start. Drei Kameras sollen Bilder vom Auto liefern.
Flugmanöver werden für das Militär getestet
Der Flug verläuft in zwei Etappen. Nach dem Start befindet sich die zweite Stufe der Rakete zunächst in einem niedrigen Erdorbit, in dem sie sechs Stunden verbleiben wird. Danach wird ihr Triebwerk erneut gezündet und der eigentliche Zielorbit angeflogen. Das Ziel ist es zu demonstrieren, dass die Falcon Heavy auch Satelliten direkt in einem geostationären Orbit aussetzen könnte. Diese Fähigkeit wird für einige Starts von der Airforce verlangt, hauptsächlich für schwere US-Spionagesatelliten, die bisher nur von der Delta IV Heavy gestartet werden.
Die Falcon Heavy besteht beim Testflug aus zwei ersten Stufen von Falcon-9-Raketen, die als Seitenbooster fungieren. Sie sollen zum Startplatz zurückkehren und dort parallel landen. Die Zentralstufe ist speziell für die Falcon Heavy konstruiert, um die Seitenbooster und ihre zusätzlichen Kräfte aufnehmen und aushalten zu können. Diese Stufe wird im Ozean auf einer Landeplattform landen. Den Rest des Fluges übernimmt die Oberstufe, die weitgehend der einer Falcon 9 entsprechen soll.
Für den Start müssen insgesamt 27 Merlin-1D-Triebwerke gestartet werden – fast so viele wie bei der sowjetischen Mondrakete N-1(öffnet im neuen Fenster) , deren erste Stufe von 30 NK-15-Triebwerken angetrieben wurde. Die unter großem Zeitdruck konstruierte Rakete explodierte bei allen vier Teststarts. Fast ein halbes Jahrhundert später hat die Falcon Heavy dank weitgehend erprobter Hardware, besserer Simulationsmöglichkeiten und mehr Zeit für die Konstruktion bessere Voraussetzungen für einen erfolgreichen Flug.
Pläne für die Rakete gibt es seit 2005
Die Pläne für die Konstruktion einer derartigen Rakete präsentierte SpaceX schon im Jahr 2005(öffnet im neuen Fenster) , noch vor dem Start seiner ersten Rakete, genauso wie Pläne für die Big Fucking Rocket.(öffnet im neuen Fenster) Damals hieß die Rakete noch Falcon 9 Heavy. Zur Falcon Heavy wurde sie erst bei ihrer offiziellen Vorstellung im April 2011(öffnet im neuen Fenster) , mit einem anvisierten Starttermin für 2013.
Seit 2005 hat die Rakete eine bemerkenswerte Entwicklung durchgemacht. Damals sollte die Falcon 9 Heavy eine Nutzlast von 9,65 Tonnen (t) in den Übergangsorbit für geostationäre Satelliten (GTO) haben und 24,75 t in niedrige Erdorbits (LEO) bringen können. Die heutige Falcon-9-Rakete hat ohne Wiederverwendung Nutzlasten von 8,3 t (GTO) und 22,8 t (LEO). Im Jahr 2018(öffnet im neuen Fenster) soll die Falcon Heavy Nutzlasten von 26,7 t (GTO) und 68 t (LEO) haben.
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Diese Leistungssteigerung der einfachen Falcon 9 ist wohl der wichtigste Grund für die Verzögerung in der Entwicklung der Falcon Heavy. Sie ist für die meisten Nutzlasten schlicht nicht mehr nötig gewesen. Das zeigen die Starts der Satelliten Inmarsat-5 F5 und Intelsat 35e, die ursprünglich für den Start mit einer Falcon Heavy vorgesehen waren, aber im vergangenen Jahr mit einer nicht wiederverwendbaren Falcon 9 gestartet wurden.
Niemand baut schwere Satelliten für die Falcon Heavy
Aus kommerzieller Sicht ist die Falcon Heavy damit zunächst scheinbar überflüssig. Der schwerste kommerzielle Satellit, der jemals von einer Ariane 5 gestartet wurde, war Terrestar-1. Er wog beim Start im Jahr 2009 6,9 t und war damit nur 140 kg schwerer als Intelsat 35e, der von der Falcon 9 in einem viel höheren – und günstigeren – Orbit ausgesetzt wurde(öffnet im neuen Fenster) als ursprünglich vereinbart.
Satellitenbetreiber ziehen es indes vor, wenn ein Satellit von wenigstens zwei unterschiedlichen Raketentypen gestartet werden kann. Das verhindert, dass ein teurer Satellit nach dem Fehlstart einer Rakete während der Fehlersuche am Boden bleiben muss. Wenn zur Ariane 5 mit einer Nutzlast von etwa 10,5 t (GTO) noch die Falcon Heavy kommt, könnten einige Anbieter die Entwicklung von Satelliten dieser Größenklasse anstreben. Davor wäre die mit 450 Millionen US-Dollar Startkosten überteuerte Delta IV Heavy die einzige Alternative zur Ariane 5 gewesen.
Am ehesten ist die Falcon Heavy aber nicht mit der Ariane 5, sondern mit der ersten Variante der SLS-Rakete vergleichbar. Die Oberstufe der neuen US-Schwerlastrakete ist noch nicht fertig und wird als Übergangslösung durch eine modifizierte Delta-IV-Oberstufe ersetzt, was die Nutzlast mehr als halbiert. Dem Start dieser Rakete zuvorzukommen, dürfte ein Teil der Motivation zur endgültigen Entwicklung der Falcon Heavy gewesen sein – neben dem Potenzial für geheime Militärmissionen sowie dem Transport größerer Nutzlasten zum Mond, Mars und anderen Zielen im Sonnensystem.
Konkurrenz zur SLS, aber vorerst kein Flug zum Mond
Die Konkurrenz zur SLS klang zwischen den Zeilen auch in einer Telefonkonferenz mit Musk am Montagabend an. Prinzipiell sei es möglich, noch weitere Seitenbooster zur Falcon Heavy hinzuzufügen und so eine Falcon Super Heavy zu bauen(öffnet im neuen Fenster) , sagte Musk. In der gleichen Konferenz gab er aber auch zu, dass die Pläne für einen Start des Dragon-Raumschiffs mit der Falcon Heavy(öffnet im neuen Fenster) vorerst gestrichen seien – und damit auch die Pläne für einen privaten Flug um den Mond , der für Ende dieses Jahres angedacht war.
Beim ersten Testflug wird die Falcon Heavy weit weniger als die theoretisch mögliche Leistung erbringen. Die Wiederverwendung aller Teile der Rakete, abgesehen von der Oberstufe, kostet mehr als die Hälfte der Nutzlast. Das liegt vor allem an der Landung der zentralen Stufe. Sie muss fast ihre gesamte Geschwindigkeit wieder abbremsen, um den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu überstehen, mit eigenen Triebwerken und eigenem Treibstoff. Ohne Landung stünde dieser Treibstoff für die weitere Beschleunigung der Oberstufe zur Verfügung.
Der zweite Grund sind die Seitenbooster, die nur 92 Prozent des vollen Schubs haben werden, weil sie noch aus einer älteren Generation der Falcon-9-Raketen stammen. Bis zur Abtrennung dieser Booster wird die zentrale Stufe auch nicht auf vollem Schub laufen, um Treibstoff zu sparen. Wegen des niedrigeren Schubs der Seitenbooster kann die zentrale Stufe aber nicht so viel Treibstoff sparen wie in späteren Flügen vorgesehen.
Der Testflug soll keine teure Nutzlast gefährden
Der Hauptzweck des Fluges ist die Demonstration des Starts der Rakete, um sicherzustellen, dass es keine ungewollten Interaktionen(öffnet im neuen Fenster) zwischen den Boostern und dem Rest der Rakete gibt. Dazu kommt die Demonstration des Flugprofils für die Airforce. Die Nutzlast selbst, der Roadster, ist sekundär und nicht Teil der Demonstration der Fähigkeit der Rakete. Er ist so leicht, dass er auch mit einer einfachen Falcon 9 in die geplante Umlaufbahn gebracht werden könnte – inklusive Landung der ersten Stufe.
Abgesehen vom Funktionstest verfolgt der Start der Falcon Heavy keinen weiteren Zweck. Die Nutzlast sollte mit Absicht "möglichst albern" sein. Schon beim ersten Flug des Dragon-Raumschiffs war ein Rad Käse mit an Bord, in Erinnerung an einen Sketch von Monty Python. Statt Monty Python ist es diesmal David Bowie.
Das ist eine gute Praktik. Die Europäische Raumfahrtagentur Esa hielt es anders und nahm beim ersten Flug der Ariane 5 keine alberne, sondern eine wertvolle Nutzlast mit und zerstörte dabei durch einen Computerfehler vier Forschungssatelliten im Wert von 400 Millionen US-Dollar. Beim ersten Start der in allen Teilen erneuerten Ariane 5 ECA, im Jahr 2002, waren die Satelliten Stentor und Hot Bird 7 an Bord. Durch eine Fehlkonstruktion des neuen Vulcain-2-Triebwerks wurden die beiden Satelliten im Wert von 630 Millionen Euro zusammen mit der Rakete zerstört. Beim ersten Flug der Ariane 6 sollen vier Galileo-Satelliten an Bord sein, deren Wert immerhin deutlich geringer ist.
Nachtrag vom 6. Februar 2018, 22:20 Uhr
Der Start der Falcon Heavy in den niedrigen Erdorbit ist erfolgreich verlaufen, nachdem zu starke Höhenwinde den Start um mehrere Stunden verzögert hatten. Im zweiten Manöver wurde der höchste Punkt des Orbit auf 7.000 Kilometer angehoben, womit die Stufe die Van-Allen Gürtel durchfliegt. In sechs Stunden soll sie wieder gezündet werden, um die endgültige Flugbahn zu erreichen.
Ein Teil des Fluges ist allerdings nicht erfolgreich erlaufen. Bei der Landung des mittleren Boosters brach die Funkverbindung zum Landeschiff Of course I still love you ab, was schon häufiger vorgekommen ist. Der Status des Boosters war zunächst unklar, im Countdown Net, bei den Ansagen der Techniker während des Fluges, gab es eine sehr knappe Durchsage, dass der Booster verloren sei.(öffnet im neuen Fenster)
SpaceX bietet auf Youtube auch Livestreams aus dem Orbit(öffnet im neuen Fenster) an.
Nachtrag vom 7. Februar 2018, 10:20 Uhr
Inzwischen steht fest: Der Rest der Mission war erfolgreich.
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