Abo
  • Services:
Anzeige
Start der Falcon 9 am 21. Dezember 2015
Start der Falcon 9 am 21. Dezember 2015 (Bild: Joe Skipper/Reuters)

Kleine Stückzahlen brachten hohe Preise

Trotzdem ist der Zwang zu einer hohen Zuverlässigkeit unangenehm. Es braucht großen Aufwand und ständige Aufmerksamkeit in allen Details. Deshalb wurden immer größere Triebwerke entwickelt. Es setzte sich die Ansicht durch, dass man die Zahl der Fehlerquellen reduzieren sollte, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Nur die einfach aufgebauten Feststoffbooster wurden weiter in großer Zahl benutzt.

Im Militär wurde diese Technik in so großer Zahl eingesetzt, dass sie als nahezu perfekt angesehen wurde. Abgesehen von den Feststoffboostern bestanden die meisten westlichen Raketen bis vor kurzem nur noch aus zwei Triebwerken: einem großen Triebwerk in der unteren Stufe und einem kleinen in der oberen Stufe. Warum genau sich dieser Ansatz durchgesetzt hat, ist aber unklar. Schließlich hatte sich bei der Ariane 4 der Ansatz mit mehreren Triebwerken pro Stufe als durchaus zuverlässig und kostengünstig erwiesen.

Anzeige

Der Ansatz der wenigen, großen Triebwerke hat dabei einen Nachteil. Er führt zu außerordentlich kleinen Stückzahlen. Für die Ariane 5 wird nur etwa alle zwei Monate ein HM7B- und ein Vulcain-2-Triebwerk gebaut. Alle Anlagen, Werkzeuge, Dokumente und Teststände dafür werden sechsmal im Jahr benutzt. Automatisierung geschieht deshalb nur dort, wo es die Präzision erfordert. Für sechs Triebwerke pro Jahr wird kein Montageroboter entwickelt, wenn Techniker den Arbeitsschritt mit einigen Tagen Arbeit von Hand erledigen können.

Entsprechend hoch sind die Kosten pro Triebwerk und entsprechend großer Aufwand muss betrieben werden, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Tatsächlich gibt es einen Film der Sendung mit der Maus, in der dieser Prozess gezeigt wird - in dem unter anderem drei Ingenieure über 500 Einspritzdüsen von Hand unter Reinraumbedingungen einschrauben. Seit 2001 wurden 58 Vulcain-2-Triebwerke für die Ariane 5 gebaut und geflogen. Davon versagte eines gleich beim ersten Flug und zerstörte eine Nutzlast im Wert einiger Hundert Millionen Euro.

Viele Triebwerke können trotzdem zuverlässig sein

Aber es gibt noch einen anderen Ansatz, der von SpaceX wieder eingeführt wurde. Die Falcon 9 benutzt zehn identische Merlin-1D-Triebwerke, neun davon in der ersten Stufe und eins in der zweiten - genauso wie die Electron von Rocketlabs. Die Firefly Alpha soll sogar zwölf identische Triebwerke in der ersten Stufe haben. Überschätzen diese Firmen die Zuverlässigkeit ihrer Triebwerke? Nein. Denn sie müssen gar nicht so zuverlässig sein.

Die Reduzierung der Fehlerquellen ist nicht die einzige Möglichkeit, die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Die Saturn V hatte zum Beispiel jeweils fünf Triebwerke in der ersten und zweiten Stufe. Aber sie waren in der Lage, den Ausfall eines Triebwerks zu verkraften, wenn er nicht zu früh passierte. Das verändert die Lage drastisch. Wenn keins der fünf Triebwerke ausfallen darf, führt ein 99-prozentig zuverlässiges Triebwerk zu einer Erfolgsquote von 95,1 Prozent. Wenn aber ein Triebwerk ausfallen darf, dann steigt die Erfolgsquote sogar, hier wären es 99,9 Prozent.

Das ist natürlich nur die Theorie. In der Praxis darf der Ausfall eines Triebwerks nicht zum Ausfall weiterer Triebwerke führen. Sonst funktioniert dieses Rechenbeispiel nicht. Wenn sich eine der leistungsstarken Turbopumpen durch Materialfehler selbst zerlegt, können auch angrenzende Triebwerke beschädigt werden. Deshalb müssen stabile Trennwände aus Kevlar und anderen Materialien eingebaut werden, um mögliche Trümmerstücke aufzuhalten. Genau das ist beim vierten Flug der Falcon-9-Rakete passiert. Eines der älteren Merlin-1C-Triebwerke versagte, aber die Rakete setzte ihre Mission erfolgreich fort. Wegen der größeren Gravitationsverluste brauchte sie dabei aber ihre Treibstoffreserve auf. Bei den neueren Raketen dient dafür im Notfall der Treibstoff, der eigentlich für die Landung vorgesehen ist.

 Space X: Falcon, warum hast du so viele Triebwerke?Zuverlässige Triebwerke reichen nicht 

eye home zur Startseite
DerGoldeneReiter 05. Jan 2016

Wow, vielen Dank für die Kostenrechnung, sehr aufschlussreich.

ma~ 26. Dez 2015

Geht es nicht auch immer um Grundlagenforschung? Enterprise und Co. landen ja auch auf...

jim 23. Dez 2015

Pogoeffekt d.h. Schwingungen sind mit kleineren Brennkammer einfacher zu handhaben. Der...

JouMxyzptlk 22. Dez 2015

Bist du, mit dem Nicknamen, nicht schon vor knapp 200000 Jahren da gewesen?

Ben Stan 22. Dez 2015

Cool, danke für die verständliche Erklärung. Damit kann ich was anfangen.



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen
  2. Daimler AG, Stuttgart
  3. technotrans AG, Münsterland, Warendorf, Sassenberg, Ostwestfalen-Lippe
  4. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 79,99€ (Vorbesteller-Preisgarantie)
  2. (u. a. Hacksaw Ridge, Lion, Snowden, Lone Survivor, London Has Fallen, Homefront)

Folgen Sie uns
       


  1. Purism Librem 13 im Test

    Freiheit hat ihren Preis

  2. Andy Rubin

    Drastischer Preisnachlass beim Essential Phone

  3. Sexismus

    US-Spielforum Neogaf offenbar abgeschaltet

  4. Kiyo und Seiren X

    Razer bringt Ringlicht-Webcam für Streamer

  5. Pixel 2 XL

    Google untersucht Einbrennen des Displays

  6. Max-Planck-Gesellschaft

    Amazon eröffnet AI-Center mit 100 Jobs in Deutschland

  7. Windows 10

    Trueplay soll Cheating beim Spielen verhindern

  8. Foto-App

    Weboberfläche von Google Fotos hat Bilderlücken

  9. Fahrzeugsicherheit

    Wenn das Auto seinen Fahrer erpresst

  10. Mate 10 Pro im Test

    Starkes Smartphone mit noch unauffälliger KI



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Essential Phone im Test: Das essenzielle Android-Smartphone hat ein Problem
Essential Phone im Test
Das essenzielle Android-Smartphone hat ein Problem
  1. Teardown Das Essential Phone ist praktisch nicht zu reparieren
  2. Smartphone Essential Phone kommt mit zwei Monaten Verspätung
  3. Andy Rubin Essential gewinnt 300 Millionen US-Dollar Investorengelder

Pixel 2 und Pixel 2 XL im Test: Google fehlt der Mut
Pixel 2 und Pixel 2 XL im Test
Google fehlt der Mut
  1. Pixel Visual Core Googles eigener ISP macht HDR+ schneller
  2. Smartphones Googles Pixel 2 ist in Deutschland besonders teuer
  3. Pixel 2 und Pixel 2 XL im Hands on Googles neue Smartphone-Oberklasse überzeugt

Krack-Angriff: Kein Grund zur Panik
Krack-Angriff
Kein Grund zur Panik
  1. Neue WLAN-Treiber Intel muss WLAN und AMT-Management gegen Krack patchen
  2. Ubiquiti Amplifi und Unifi Erster Consumer-WLAN-Router wird gegen Krack gepatcht
  3. Krack WPA2 ist kaputt, aber nicht gebrochen

  1. Re: Astra G

    beko | 11:59

  2. Re: Vorbei sind die Zeiten...

    FearTheDude | 11:58

  3. Re: Edge GUI extrem Langsam seit 1709

    Jakelandiar | 11:56

  4. Re: Klinke

    david_rieger | 11:56

  5. Re: BMW

    badman76 | 11:55


  1. 12:02

  2. 11:47

  3. 11:40

  4. 11:29

  5. 10:50

  6. 10:40

  7. 10:30

  8. 10:15


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel