SpaceX verbaut drei Varianten des Raptor-Triebwerks

In der ersten Stufe, der Super Heavy, sollen 32 oder 33 Triebwerke mit rund 230 Tonnen Schub (2,3 MN) verbaut werden. Bei einem Startgewicht von rund 5.000 Tonnen ergibt das ein Schub-Gewichts-Verhältnis von 1,5. Das Starship wird also genauso schnell abheben wie die Falcon 9. Dafür soll die Super Heavy eher abgetrennt werden als die erste Stufe der Falcon 9, um Treibstoff bei der Rückkehr zu sparen. SpaceX will durch die geringere Geschwindigkeit das Bremsmanöver vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre einsparen.

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Bei den Triebwerken wird alles anders als bei der Falcon 9. Am Ende sollen in der Super Heavy 12 schwenkbare Triebwerke verbaut werden, umgeben von einem Ring aus 20 oder 21 Triebwerken, die starr montiert werden. Das Starship, das von der Super Heavy in den Weltraum gebracht wird, soll wie der Prototyp drei Schwenkbare Raptor-Triebwerke erhalten. Die sollen identisch mit den Triebwerken in der Super Heavy sein. Es kommen aber noch Vakuum-optimierte Triebwerke hinzu.

Größere Düsen machen Triebwerke effizienter

Im Vakuum können größere Raketendüsen benutzt werden, die den Druck des Abgasstrahls aus dem Triebwerk besser ausnutzen und umlenken können. In der Erdatmosphäre lässt der Luftdruck nur vergleichweise kleine Düsen zu. In der derzeitigen Vakuumvariante des Raptor-Triebwerks werden einfach nur größere Düsen verwendet. Aber bei SpaceX wird darüber nachgedacht, gleichzeitig die Austrittsöffnung des Triebwerks zu verkleinern. Dadurch sinkt zwar der Schub des Triebwerks, aber im Vergleich zur Austrittsöffnung ist die Düse dann größer und damit auch effizienter.

Der niedrigere Schub könnte durch mehr Triebwerke ausgeglichen werden. Statt drei Vakuum-optimierter Raptor-Triebwerke hätte das Starship dann sechs. Allerdings bringt die Entwicklung eines solchen Triebwerks zusätzliche Kosten mit sich und das Triebwerk hat leicht andere Eigenschaften und Fehlerquellen. Dort muss Aufwand und Nutzen gegeneinander abgewogen werden.

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Bei SpaceX fielen Entscheidungen oft gegen maximale Effizienz, zugunsten der Wirtschaftlichkeit aus. Nicht umsonst entschied sich SpaceX schon 2012 für Methan und gegen Wasserstoff als Treibstoff, obwohl die Effizienz von Wasserstoff unschlagbar ist. Mit einem spezifischen Impuls von 378 Sekunden (oder einer Austrittsgeschwindigkeit von 3.708m/s) ist das derzeitige Raptor-Triebwerk weit entfernt von den 431s des wasserstoffbetriebenen Vulcain 2 in der Ariane 5 oder den 452s des Space Shuttle Triebwerks. Aber die höhere Dichte von Methan als Treibstoff und die leichteren Tanks machen den Unterschied wieder wett.

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 SpaceX: Elon Musk verrät mehr Details zum Starship
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Blindie 11. Jul 2021 / Themenstart

Leider hat er mit seinem Podcast über die Raumfahrt aufgehört

mp (golem.de) 06. Jul 2021 / Themenstart

Nach reichlicher Überlegung habe ich diesen Thread wieder zurückgeschoben und...

Manto82 05. Jul 2021 / Themenstart

Der klassische "oopsie" Effekt oder im Tesla-Sprech: "successful mistake"

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