Das Starship scheitert als System

Der Grund für die viel höhere Masse des Starship ist nicht nur die Verwendung von Stahl als Tankmaterial. Es sind auch die nicht abwerfbare Nutzlastverkleidung, die notwendigen Hitzeschutzkacheln, die Steuerflächen und die Nasenspitze. Auch die internen Zusatztanks für die Manöver im Orbit, beim Wiedereintritt und der Landung gibt es nicht bei anderen Raketenstufen in dieser Größe.

Sie sind nötig, damit der Treibstoff kontrolliert zu den Triebwerken gelangt, was während der teils wilden und dennoch präzisen Flugmanöver sehr kompliziert werden kann. Die Falcon 9 braucht solche Tanks nicht, weil sie weniger komplizierte Manöver mit gut kontrollierbaren Beschleunigungskräften in Richtung der Triebwerke durchführt. Auch das spart Gewicht.

Eine gute Konstruktion lässt übertriebene Erwartungen unerfüllt

Trotz allem gibt es, im Kontext des State-of-the-Art, an der eigentlichen Konstruktion des Starship im Grunde nichts auszusetzen. Sie hat nur die gänzlich übertriebenen Erwartungen nicht erfüllt. Im September 2017 stellte Elon Musk die BFR (Big Fucking Rocket) vor, aus der schließlich das Starship wurde. Damals hatte die Oberstufe 1.100 Tonnen Treibstoff und 85 Tonnen Leermasse.

Im Starship von 2020 wurden 1.200 Tonnen Treibstoff bei 120 Tonnen Leermasse erwartet. 2026 sind es 1.600 Tonnen Treibstoff mit einem Leergewicht, das wohl rund 220 Tonnen beträgt. Der aktuelle Leermasseanteil des Starship beträgt also etwa 12 Prozent. Die Falcon-9-Oberstufe kommt mit Nutzlastverkleidung auf 6 Prozent – das Starship wiegt also nur doppelt so viel! Wenn wir davon absehen, dass die Starlink-Satelliten nur durch einen schmalen Schlitz ausgesetzt werden, sind das für sich allein betrachtet sehr gute Zahlen.

Zum Vergleich: Die nicht wiederverwendbare Oberstufe der Ariane 6 hat eine Leermasse von 6 Tonnen, mit 32 Tonnen Treibstoff. Hochgerechnet auf das Starship wären das 300 Tonnen Leergewicht. Aber die Oberstufe der Ariane 6 bringt trotzdem 22 Tonnen Nutzlast in den Orbit – fast das Vierfache des Eigengewichts.

Das Starship scheitert als System und nicht, weil einzelne Komponenten mit der vorhandenen Technik schlecht konstruiert wären. Das Starship wäre eine hervorragende dritte Raketenstufe mit integrierter Nutzlastverkleidung und Hitzeschutzschild für den Wiedereintritt.

Das Starship muss die Arbeit von zwei Raketenstufen leisten

Aber leider ist das Starship die zweite Raketenstufe auf einer wiederverwendbaren Raketenstufe namens Super Heavy, die hervorragend für eine dreistufige Rakete geeignet wäre. Das Starship muss die Arbeit von zwei Raketenstufen alleine tun – ein physikalisch offensichtliches Problem. Das ist der Grund, weshalb es viel zu groß ist, viel zu große Treibstofftanks hat und zu viele Triebwerke braucht, die zusammen viel mehr Masse als die eigentliche Nutzlast haben, wenn sie endlich im Orbit ankommen.

Ein wesentlicher Grund für diese Konstruktion ist, dass sich der Chefingenieur, der Firmeninhaber und der "Vision Strategist" von SpaceX darauf geeinigt haben, dass das Starship dreimal am Tag fliegen können muss und die Super Heavy einmal pro Stunde. Alle drei sind Elon Musk. Deshalb soll die Super Heavy ein Rückkehrmanöver mit ihren Raketentriebwerken durchführen (englisch: RTLS – Return to Launch Site), damit sie von zwei Fangarmen direkt am Startturm aufgefangen werden kann.

Ein nautisches Rückkehrmanöver – also die Landung auf einem Schiff wie bei der Falcon 9, der New Glenn oder der Langer Marsch 10 – kam nicht infrage. In der Vision würde der Rücktransport von Raketenstufen auf Schiffen zu viel Aufwand und Kosten verursachen. Elon Musk spricht derzeit lieber über den Bau von Halbleiterfabriken und Massetreibern mit Robotern auf dem Mond, mit denen Rechenzentren im Weltall aufgebaut werden sollen, als über die Kosten von Schifffahrten auf dem Meer.

Deshalb diskutieren wir nun, wie das Rückkehrmanöver im Flug der Super Heavy mit dem Starship abläuft.

1. SpaceX: Wie das Starship den Kampf gegen die Physik verliert
2. Die Raketengleichung
3. Wie der Traum vom Starship platzte
4. Was wiegt ein Starship?
5. Das Starship scheitert als System
6. Auch die Super Heavy ist verdammt schwer
7. Ein plausibles Modell der technischen Daten des Starship
8. Ein viel kleineres Starship hätte über 100 Tonnen Nutzlast
9. Eine gute Super Heavy ist wichtiger als ein besseres Starship