Das Starship fliegt mit der Super Heavy zu langsam ins All
Für genaue Zahlen zur Nutzlast fehlen leider die technischen Angaben von SpaceX, aber trotz besserer Triebwerke und insgesamt 400 Tonnen mehr Treibstoff stieg die suborbitale Nutzlast gegenüber dem letzten Flug der zweiten Starship-Generation nur um knapp 25 Tonnen. Die verfügbaren Daten sprechen deshalb deutlich dafür, dass die angegebenen 100 Tonnen orbitaler Satellitennutzlast auch mit der dritten Generation der Hardware schlicht unerreichbar sind.
Für die Berichterstattung sind die fehlenden Zahlen von SpaceX insofern ein Problem, als keine genauen Angaben zur Lücke zwischen Behauptungen und echter Leistung gemacht werden können – anders als 2016. Damals nannten die Konzeptstudien noch Leer- und Vollmasse, Schub und spezifischen Impuls aller Triebwerke und Abtrenngeschwindigkeit.
Das damals noch Interplanetary Transport System (ITS) genannte Starship sollte 1.950 Tonnen Treibstoff tragen und 150 Tonnen Leergewicht mit 300 Tonnen Nutzlast haben (20 Tonnen Treibstoff für Rückkehr und Landung fehlen allerdings).
Es sollte mit 8.650 km/h vom Booster abgetrennt werden, der damals noch 42 Triebwerke hatte. Das ITS hatte drei normale Raptor-Triebwerke mit 362s spezifischen Impuls und die sechs Vakuum-optimierten Versionen mit großen Düsen und 382s, im gewichteten Mittel also 375s.
Starship fliegt nach Booster-Trennung nur mit 5.850 km/h los
Vom aktuellen Starship ist eine Abtrenngeschwindigkeit von 5.850 km/h bekannt, außerdem 1.600 Tonnen Treibstoffkapazität. Der spezifische Impuls der Raptor-Triebwerke mit 280 Tonnen Schub wurde mit 350s und 380s angegeben – im Mittel 365s. Allerdings laufen sie mit weniger als 90 Prozent dieses Schubs und weniger Brennkammerdruck. Damit haben sie auch einen niedrigeren spezifischen Impuls, also höheren Treibstoffverbrauch, den SpaceX nicht nennt. Die Leermasse ist ebenfalls unbekannt.
ITS konnte nach Abtrennung vom Booster um rund 22.200 km/h oder 6.150 m/s beschleunigen. Das aktuelle Starship muss für vergleichbare Verhältnisse hingegen mit schwächeren Triebwerken um 25.200 km/h oder 7.000 m/s beschleunigen, insofern 100 m/s zum Erreichen eines nutzbaren Orbits und die Kompensation zusätzlicher Gravitationsverluste im Vergleich zu ITS ausreichen. Damit müssen, mit 365s spezifischen Impuls, 6,06 Tonnen Treibstoff für eine Tonne Masse im Orbit verbrannt werden (für die aktuell geflogenen Suborbitalen Missionen sind es etwa 5,87 Tonnen).
Wenn die Angaben zu ITS korrekt sind, kann für das aktuelle Starship abgeleitet werden, dass etwa 264 Tonnen in den Orbit gelangen könnten. Wenn davon 100 Tonnen Nutzlast sein sollen und 20 Tonnen als Treibstoffreserve benötigt werden, bleiben maximal 144 Tonnen für die Leermasse des Starships übrig. Darin ist allerdings auch die Masse nicht-nutzbaren Resttreibstoffs in den großen Treibstofftanks enthalten, der vor der Landung über Ventile ins All ausgeblasen wird.
Das klingt im Vergleich zum größeren ITS mit 9 Triebwerken und 1.950 Tonnen Treibstoff zunächst machbar. Aber ITS sollte eine ungetestete Kohlefaserkonstruktion mit Flüssigkeitsfilm zur Kühlung beim Wiedereintritt nutzen. Heute nutzt das Starship Stahl und Hitzeschutzkacheln, die deutlich schwerer sein dürften, aber SpaceX veröffentlicht keine Zahlen mehr zum Gewicht.
Sicher ist lediglich, dass das absolut leere Starship kurz vor der Landung auf dem Ozean weniger als 250 Tonnen wog, weil es mit einem laufenden Raptor-Triebwerk schweben konnte. Wie viel weniger als 250 Tonnen es sind, ist allerdings unbekannt.
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