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

Neun Triebwerke hat die Falcon-9-Rakete, deren erste Stufe heute aufrecht wieder gelandet ist. Damit verfolgt Space X einen Ansatz, der nicht nur die Landung ermöglicht, sondern die Rakete wirtschaftlicher und zuverlässiger machen soll.

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

Die Landung der ersten Stufe der Falcon 9 hat heute Geschichte geschrieben. Um überhaupt eine Chance zu haben, diese Rakete zu landen, durfte nur noch eines der neun Triebwerke laufen. Aber die Idee hinter den neun Triebwerken ist noch älter. Es gab sie auch schon, als man noch glaubte, die Falcon 9 an einem Fallschirm im Meer landen zu können. Sie sollten die Rakete zuverlässiger und wirtschaftlicher machen.

Inhalt:
  1. Space X: Falcon, warum hast du so viele Triebwerke?
  2. Kleine Stückzahlen brachten hohe Preise
  3. Zuverlässige Triebwerke reichen nicht

Eine Rakete besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: Tanks, Triebwerken und Nutzlast. Dazu kommt noch die Steuerung. Das teuerste und wichtigste Teil sind immer die Triebwerke der Stufe, nicht nur in der Herstellung, sondern auch in der Entwicklung. Genau hier setzte das private Raumfahrtunternehmen Space Exploration Technologies (SpaceX) auf einen neuen Ansatz.

Raumfahrt ist konservativ

Hinter jedem Raumfahrtprogramm steht eine lange Reihe von schmerzhaften Fehlern. Die Lektionen aus diesen Fehlern sind teuer erkauft. Entsprechend ist kaum eine Branche so konservativ wie die Raumfahrt. Wenn eine Technik einmal erprobt ist, wird sie in kleinen Schritten weiterentwickelt und oft noch Jahrzehnte benutzt. Verschiedene Varianten von RL-10-Triebwerken wurden in den USA schon vor dem Apollo-Programm benutzt. Die Oberstufen der Atlas-V- und Delta-IV-Raketen benutzen es bis heute, und auch die letzte Stufe der neuen Schwerlastrakete Space Launch System (SLS) wird mit RL-10-Triebwerken betrieben.

  • Geschafft! Die erste Stufe der Falcon 9 steht sicher auf dem Boden. (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
  • Der Start hatte sich mehrfach verzögert - zuletzt weil der Wetterbericht am 21. Dezember 2015 bessere Bedingungen für die Landung verhieß.  (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
  • Der spannende Augenblick: Die Raketenstufe kurz vor dem Aufsetzen. Jetzt zählt's! (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
  • Es ging aber alles glatt: Die Langzeitbelichtung zeigt den Start und die Landung der Rakete. (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
  • Noch eine Langzeitbelichtung aus einer anderen Perspektive. (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
Geschafft! Die erste Stufe der Falcon 9 steht sicher auf dem Boden. (Foto: SpaceX/CC0 1.0)
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In Europa ist es nicht anders. Das erste HM-7-Triebwerk wurde 1973 für die Ariane 1 entwickelt und 1983 zum HM-7B verbessert. Seitdem wurde das Triebwerk in der Ariane 2, 3, 4 und 5 benutzt. Das letzte HM-7B dürfte wohl vier Jahrzehnte nach dem ersten Flug, im Jahr 2023, mit der letzten Ariane 5 fliegen. Nach derzeitiger Planung soll sie erst dann endgültig durch die Ariane 6 abgelöst werden.

Der Grund dafür ist, dass praktisch jedes neue Triebwerk Anfangsschwierigkeiten hat. Für die Ariane 1 bis 4 wurden über 1.000 Viking-Triebwerke hergestellt. Im zweiten Flug der Ariane 1 versagte eines davon. Es war das einzige, das jemals aus technischen Gründen versagte. Diese Zuverlässigkeit war auch nötig. Die Ariane 4 benutzte bis zu neun Viking-Triebwerke - vier in der ersten Stufe, eines in der zweiten und jeweils eines in den bis zu vier Boostern. Keines dieser Triebwerke durfte ausfallen, oder die Mission würde scheitern.

Ein 99-prozentiges zuverlässiges Triebwerk würde schon etwa jede elfte Mission scheitern lassen. Ohne eine Zuverlässigkeit in der Größenordnung von 99,9 Prozent sind regelmäßige Fehlstarts nicht zu vermeiden. Die Triebwerke mussten also noch viel zuverlässiger sein, und tatsächlich waren sie das auch. Kein Wunder also, dass noch heute Viking-Triebwerke unter der Bezeichnung Vikas in indischen PSLV- und GSLV-Raketen benutzt werden.

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Kleine Stückzahlen brachten hohe Preise 
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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.



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