Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/falcon-heavy-beim-zweiten-mal-wird-alles-besser-1904-140641.html    Veröffentlicht: 12.04.2019 09:00    Kurz-URL: https://glm.io/140641

Falcon Heavy

Beim zweiten Mal wird alles besser

Die größte Rakete der Welt fliegt wieder. Diesmal mit voller Leistung, einem Satelliten und einer gelungenen Landung im Meer. Die Marktbedingungen sind für die Schwerlastrakete Falcon Heavy in nächster Zeit allerdings eher schlecht.

Die Schwerlastrakete Falcon Heavy des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX hat ihren ersten kommerziellen Flug absolviert und den rund 6.500 Kilogramm schweren Telekommunikationssatelliten Arabsat 6a ins All gebracht, wie das Unternehmen twitterte. Gestartet war die rund 70 Meter hohe Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral im US-Bundesstaat Florida.

Alle drei wiederverwertbaren Stufen der Rakete kehrten rund zehn Minuten nach dem Start sicher zur Erde zurück, zwei der sogenannten Booster landeten auf der Erde, einer auf einem Drohnenroboterschiff vor der Küste Floridas, wie es hieß.

Der erste Flug der Falcon Heavy gehörte zu den größten Ereignissen der Raumfahrt im Jahr 2018. Die Nutzlast des Testfluges waren ein Auto und eine Puppe im Raumanzug. Mit Arabsat-6A stand nun der erste Satellitenstart auf dem Plan. Ursprünglich sollte die Schwerlastrakete schon am frühen Donnerstag starten, allerdings verhinderten trotz Sonne und blauem Himmel zu starke Höhenwinde den Start. Einen Tag später, am Freitag um 0:35 MESZ, gelang dieser.

Im Jahr davor war die Falcon Heavy überarbeitet worden. Alle Teile der Rakete sind damit auf dem technischen Stand der neuen Falcon 9 Block 5. Die 27 Triebwerke liefern zusammen etwa 10 Prozent mehr Schub als noch beim ersten Start. Außerdem sind die neuen Seitenbooster schneller wiederverwendbar. Das sollten sie auch, schon für Juni ist der nächste Flug einer Falcon Heavy mit den gleichen Seitenboostern geplant. Eine Wiederholung der doppelten Landung vom vergangenen Jahr ist also notwendig, um den Zeitplan zu halten.

Zentralstufe legte heiße Landung hin

Im Gegensatz dazu verließ sich SpaceX weniger stark auf eine erfolgreiche Landung der Zentralstufe im zweiten Versuch. Beim ersten Flug landeten zwar die beiden Seitenbooster auf dem Festland, aber der Neustart der Triebwerke in der Zentralstufe misslang und sie stürzte ins Meer. Diesmal sollte die Landung fast 1.000 km vom Startplatzplatz entfernt im Atlantik gelingen. Beim vergangenen Flug waren es noch 670 km.

Das deutet auf eine noch höhere Geschwindigkeit vor der Rückkehr zur Erde hin. Gleichzeitig steht damit weniger Treibstoff zur Verfügung, um die Raketenstufe abzubremsen. Sie war also beim Wiedereintritt wesentlich höheren Temperaturen ausgesetzt, als alle anderen Raketenstufen von SpaceX bisher. Zu den Verbesserungen beim Block 5 gehörte allerdings auch der Hitzeschutz, der schon bei der Falcon 9 umfassend getestet wurde. Dennoch stand eine dritte Zentralstufe für den nächsten Flug der Falcon Heavy im Juni schon zuvor bereit.

Die höhere Geschwindigkeit der Zentralstufe ist bei der Falcon Heavy notwendig. Sie erreichte rund 10.700 km/h, im Vergleich zu 8.500 km/h bei der Falcon 9. Denn auf der Zentralstufe ist die gleiche Oberstufe montiert wie auf der Falcon 9. Wenn sie eine größere Nutzlast in den Orbit bringen soll, braucht sie eine höhere Anfangsgeschwindigkeit - und tatsächlich ist die Nutzlaststeigerung der Falcon Heavy in dem Fall bescheiden.

Die Falcon Heavy bringt derzeit kaum Vorteile

Eine Falcon 9 Block 5 kann etwa 5,5 Tonnen in den Standardtransferorbit für geostationäre Satelliten bringen, wenn die erste Stufe landen soll. Ohne Landung sind es 8 Tonnen, genauso viel wie die maximal mögliche Nutzlast für den aktuellen Flug der Falcon Heavy, bei der die Seitenbooster zum Land zurückkehrten. Wenn alle Raketenstufen im Meer landen, wären auch 10 Tonnen möglich, allerdings hat SpaceX noch keine drei Drohnenschiffe für diesen Zweck. Ihre volle Leistung erreicht die Falcon Heavy erst bei Verzicht auf die Landung der Zentralstufe, die dann keinen Treibstoff für das Brems- und Landemanöver mehr benötigt. Selbst wenn die beiden Seitenbooster wiederverwendet würden, wären noch über 20 Tonnen Nutzlast möglich.

Zurzeit werden solche Nutzlasten aber schlicht nicht benötigt. Arabsat-6A wiegt 6,5 Tonnen und gehört damit schon zu den schwersten Nachrichtensatelliten. Die Falcon Heavy brachte ihn in einen ungewöhnlich hohen Übergangsorbit, der Treibstoff spart und einige zusätzliche Jahre Betriebszeit ermöglichen soll. Der Startvertrag stammt allerdings noch aus dem Jahr 2015. Damals flogen noch die weniger leistungsfähigen Falcon 9 Block 2 Raketen mit höchstens 4,8 Tonnen Nutzlast ohne Wiederverwendung. Durch die Leistungssteigerung der Merlin-Triebwerke machte SpaceX die Falcon Heavy für normale Satelliten selbst überflüssig.



Es gibt nur wenige Satelliten für die Falcon Heavy

Als Unternehmenschef Elon Musk die Falcon Heavy 2011 vorstellte, war sie für SpaceX notwendig, um in diesem Markt konkurrieren zu können. Damals waren zehn Flüge der Falcon Heavy pro Jahr geplant, die heute allesamt von der viel leistungsfähigeren Falcon 9 Block 5 übernommen werden können. Zudem unterschätzte er damals auch die Komplexität der Entwicklung der Falcon Heavy, die eine völlig neue Konstruktion der Zentralstufe nötig machte, die beim Start die Kräfte der Seitenbooster aufnehmen muss.

Die kommerziellen Marktbedingungen für die Falcon Heavy und die ähnlich leistungsfähige New Glenn von Blue Origin sind derzeit schlecht. Die Nachfrage nach schweren Nachrichtensatelliten zur Datenübertragung im geostationären Orbit geht weiter zurück, vor allem durch die Ankündigung der großen Satellitenkonstellationen im niedrigen Erdorbit. Der zweite Flug der Falcon Heavy im Juni ist ein Testflug für das Militär, bei dem eine 5 Tonnen schwere Testnutzlast und eine Reihe kleiner Satelliten gestartet werden.

Das US-Militär benötigt Schwerlastraketen zum Start einiger Spionagesatelliten, die direkt in den geostationären Orbit gebracht werden, nicht nur in einen Transferorbit. Bisher werden die wenigen Flüge von der teuren Delta-IV-Heavy übernommen. Allerdings verlangt das Militär von SpaceX mehrere Qualifikationsflüge vor dem Start der teuren Satelliten.

Weiterentwicklung lohnt derzeit kaum

Ob und wann die Pläne für Mondflüge der Nasa Realität werden, bei denen Schwerlastraketen wie Falcon Heavy und New Glenn eine größere Rolle spielen könnten, ist fraglich. Die Nachfrage nach der Falcon Heavy ist von zehn Flügen pro Jahr weit entfernt. Ohne größere Nachfrage gibt es wenig Grund zur Weiterentwicklung des Konzepts. So bräuchte die Falcon Heavy dringend eine größere Nutzlastverkleidung mit genug Platz für schwere Nutzlasten.

Eine vergrößerte Oberstufe für die Falcon Heavy mit mehr Treibstoff würde mehr Nutzlast ohne höhere Geschwindigkeiten bei der Stufentrennung ermöglichen und so den viel höheren Schub beim Start der Rakete besser ausnutzen. Vor allem bei der Wiederverwendung der Zentralstufe stiege die Nutzlast deutlich. Aber so lange nicht regelmäßig große Nutzlasten nachgefragt werden, lohnt es sich für SpaceX kaum, speziell für die Falcon Heavy neue Komponenten zu entwickeln und in eigenen Anlagen zu bauen.

Der Markt für die Falcon Heavy muss erst noch entstehen

Bei den wenigen Flügen der Falcon Heavy werden wohl auch in Zukunft hauptsächlich Komponenten der Falcon 9 zum Einsatz kommen. Dabei ist es möglich, dass sich die Marktbedingungen ändern. Vor der Falcon Heavy gab es nur die Ariane 5, die in der Lage gewesen wäre, Satelliten mit mehr als 7 Tonnen Masse in den Übergangsorbit zu starten. Keine Rakete konnte deutlich mehr als 20 Tonnen in niedrige Orbits bringen. Hersteller noch größerer Satelliten oder Raumstationsmodule liefen also Gefahr, bei einem möglichen Ausfall der Ariane 5 keine Startmöglichkeit mehr zu haben, möglicherweise mit Milliardenverlust.

Inzwischen ist dieses Hindernis beseitigt. Ob sich daraus eine neue Nachfrage nach kommerziellen Satelliten entwickelt, muss sich zeigen. Derzeit haben die niedrigeren Startpreise von SpaceX vor allem zu kleineren und günstigeren Satelliten geführt, die leichter zu finanzieren und schneller zu entwickeln sind. Die nähere Zukunft der Falcon Heavy hängt damit vor allem von Aufträgen des Militärs ab. Dazu kämen einige Missionen der Nasa wie Europa Clipper, die besonders hohe Anforderungen stellen.

 (fwp)


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