Es explodierte! Musks Raumschiff ist bei seinem Erstflug gescheitert, aber die Marsträume gehen weiter
Am Abend des 20. April versagte das Raumschiff von SpaceX zum ersten Mal.
Das Raumschiff explodierte in der Luft, konnte sich nicht von dem superschweren Booster trennen und es kam zu einer „ungeplanten schnellen Demontage“ .
SpaceX antwortete auf Twitter, dass das Team, als ob der erste Flug nicht aufregend genug wäre, die Daten weiter überprüfen und hart am nächsten Testflug arbeiten werde.
Musk sagte, dass die Erfolgsquote des ersten Testflugs 50 % beträgt, und es ist ein Glück, dass dabei nicht einmal die Startrampe gesprengt wurde.
Unabhängig vom Ergebnis ist der Start ein wichtiges Kapitel in der Geschichte der Weltraumforschung.
▲ Das Raumschiff im Sonnenuntergang.
Das heutige Raumschiff ist eine von SpaceX entwickelte bahnbrechende Rakete, die sogar als „die stärkste Rakete der Menschheit“ bekannt ist.
Es trägt auch Musks Traum vom Mars. Erst kürzlich veröffentlichte die offizielle Website von SpaceX ein Simulationsvideo des Raumschiffs, das zum Mars fliegt , und zeigt die Szene, in der das Raumschiff startet, betankt und am Mars-Außenposten ankommt.
Was ist das Besondere am lang ersehnten Erstflug des Raumschiffs?
Lassen Sie uns als Nächstes mit ein paar wichtigen Themen beginnen und schnell die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von Raumschiffen verstehen.
warum Raumschiff
Im April 2021 schlug SpaceX Blue Origin und gewann den fast 3-Milliarden-Dollar-Auftrag für die Mondlandefähre der NASA.
Dem Plan zufolge soll SpaceX das Raumschiff nutzen, um die Astronauten von Artemis 3 im Jahr 2025 zum Mond zu schicken.
Warum wird es von der NASA bevorzugt und von Musk auf große Hoffnungen gesetzt?
höchste Trägerrakete
Das gesamte Raketensystem heißt Starship (Starship), hat eine Gesamthöhe von etwa 120 Metern und besteht aus zwei Teilen:
- Das mit 6 Raptor-Triebwerken an der Spitze ausgestattete Starship-Raumschiff (Raumschiff Starship), die zweite Stufe des Raketensystems, ist etwa 50 Meter hoch;
- Der mit 33 Raptor-Triebwerken ausgestattete Super Heavy Booster (Super Heavy Booster) an der Unterseite, die erste Stufe des Raketensystems, ist etwa 69 Meter hoch;
Der Raketenstart- und Aufnahmeturm des Raumschiffs ist mit einer Höhe von etwa 146 Metern auch der höchste der Welt.
Die stärkste Trägerrakete
Starship ist die von SpaceX mit all ihrer Stärke entwickelte Hochleistungs-Trägerrakete der nächsten Generation und gilt als die größte und leistungsfähigste Trägerrakete in der Geschichte der Menschheit.
Der Starship-Booster kann bis zu 7.590 Tonnen Schub erzeugen, mehr als doppelt so viel wie die Saturn-V-Rakete der NASA.
▲ Ein Booster mit 33 Triebwerken.
Eine Rakete, die den Traum vom Mars einen Schritt weiter bringt
Die Mission des Raumschiffs besteht darin, Nutzlasten wie Astronauten und Fracht in die Erdumlaufbahn, den Mond, den Mars und darüber hinaus zu schicken, und es ist auch entscheidend für den Plan der NASA, zum Mond zurückzukehren.
In Zukunft wird das Raumschiff 100 Personen für interstellare Langzeitflüge befördern können und auch für die Satellitenübertragung, die Entwicklung von Mondbasen und die Punkt-zu-Punkt-Übertragung auf der Erde verwendet werden.
Der Flug von Raumschiffen über den erdnahen Orbit hinaus erfordert eine On-Orbit-Betankungstechnologie, aber diese Technologie muss noch entwickelt werden.
vollständig wiederverwendbare Rakete
Starship ist die erste Rakete, die vollständig wiederverwendbar ist, wodurch die Kosten gesenkt und die Raumfahrt kommerzialisiert werden.
Musk glaubt, dass dies der entscheidende technologische Durchbruch ist, der für die Besiedlung des Mars und andere Weltraumforschungen erforderlich ist.
- Flugreisen wären unerschwinglich, wenn Raketen nicht wiederverwendbar wären, „nach jedem Flug eine Rakete im Wert von Millionen Dollar wegzuwerfen, ist wie eine Boeing 747 wegzuwerfen“.
- Wenn die Rakete vollständig wiederverwendbar ist, werden die Kosten pro Start hauptsächlich aus Treibstoff bestehen, und die Startkosten von Starship könnten unter 10 Millionen US-Dollar fallen. Für Nutzlasten mit einem Gewicht von bis zu 100 Tonnen betragen die Kosten pro Kilogramm weniger als 100 US-Dollar.
▲ In dem simulierten Video verwendet die Startrampe einen speziellen Roboterarm „Essstäbchen“, um den Booster einzufangen.
Raumschiff-Erstflug-Zeitleiste
Letzte Nacht, am 20. April, war der erste Testflug des vollständig zusammengebauten Raumschiffs.
Vielleicht gibt es einige Vereinbarungen im Dunkeln, und die Zahl 420 hat einige Ursprünge mit Musk. Im Jahr 2018 geriet Musk in große Schwierigkeiten, als er anbot, Tesla für 420 Dollar pro Aktie zu privatisieren.
Im Science-Fiction-Roman „Per Anhalter durch die Galaxis“ gilt 42 als „die ultimative Antwort auf das Leben, das Universum und alles“.
Der erste Testflug soll 90 Minuten dauern
Das Startfenster der letzten Nacht dauerte 62 Minuten, wurde um 21:28 Uhr Pekinger Zeit geöffnet und um 22:30 Uhr Pekinger Zeit geschlossen, und ein Start kann jederzeit während dieses Zeitraums versucht werden. Der erwartete Testflugplan sieht wie folgt aus:
Zu den kritischeren Knoten gehören:
- Die Trägerrakete und das Raumschiff trennten sich etwa 3 Minuten nach dem Start.
- Der Booster machte ungefähr in der achten Minute einen kontrollierten vertikalen Absturz in den Golf von Mexiko.
- Nachdem das Raumschiff den größten Teil der Erde umrundet hatte, trat es wieder in die Erdatmosphäre ein und stürzte anderthalb Stunden nach dem Start nach einer harten Landung in der Nähe von Hawaii ins Meer.
Der Ausfall des ersten Fluges setzte den Zeitplan erneut zurück.
Der Erstflug wurde am 17. April gestrichen
Aufgrund des Einfrierens des Druckventils wurde der ursprünglich für den 17. April geplante Erstflug des Raumschiffs abgesagt und in eine „Wet Dress Rehearsal" verwandelt. Der Ablauf entsprach fast dem offiziellen Start, nur wurde nicht beschossen das Ende.
Musk sagte an diesem Abend, dass er viel gelernt habe und dass er zuerst das Treibmittel entfernen und es in ein paar Tagen erneut versuchen würde.
In der Twitter Spaces-Diskussion am Abend des 16. April hat Musk wiederholt davor gewarnt, dass er die Erwartungen an diesen Start gesenkt hat und die Wahrscheinlichkeit einer Verzögerung des Erstflugs hoch ist.
Wenn wir weit genug vom Pad entfernt waren, bevor etwas schief ging, dann würde ich es als Erfolg betrachten, nur nicht das Pad in die Luft jagen.
Vergangene Vorbereitungen für den Erstflug
Am 14. April erteilte die US-Luftfahrtbehörde FAA SpaceX eine Starship-Startlizenz, die fünf Jahre gültig ist.
Für SpaceX ist dies der letzte Schritt in diesem Prozess, und sie warten seit mehr als einem Jahr auf dieses grüne Licht.
Auf die wichtigsten Geräte hat sich SpaceX natürlich lange vorbereitet.
Ein Booster, der Wunder wirkt
SpaceX führte mehrere Tests des Boosters der ersten Stufe des Starship-Systems durch, einschließlich zunehmend komplexer statischer Brände.
Der statische Zündtest im Februar dieses Jahres ist ein wichtiger Knotenpunkt vor dem Erstflug.
31 der 33 Triebwerke des Boosters wurden erfolgreich gezündet und stellten damit einen Rekord für die simultanste Zündung von Raketentriebwerken dar. Aufgrund der 50-prozentigen Drosselung erzeugte er tatsächlich 3600 Tonnen Schub.
Der Test zeigte auch, dass der Motor noch nicht zuverlässig genug war. Musk bleibt diesbezüglich optimistisch und sagt, dass der Schub ausreicht, um die Umlaufbahn zu erreichen.
Prototypen fanden ihren Weg durch Explosionen
Zusätzlich zu den Boostern hat SpaceX auch mehrere suborbitale Flugtests für die Raumfahrzeuge der zweiten Stufe des Starship-Systems durchlaufen, um zu überprüfen, ob sie erneut zünden, umdrehen und vertikal landen können.
In diesem Prozess sind wiederholte Niederlagen und wiederholte Niederlagen, Unfälle, Fehler und Explosionen die Norm.
Im Jahr 2019 führte SpaceX einen „Sprungtest“ mit dem Raumschiff-Prototyp durch, das heißt, das Raumschiff wurde für eine bestimmte Entfernung gestartet und landete dann in der Nähe, oft in einer Flughöhe von weniger als 150 Metern.
Zwischen April und August 2019 konnten sie sich vom Abheben in die Luft zu einem Schwebeflug auf 150 Metern und einer sanften Landung entwickeln.
▲ Sprungtest.
Von Dezember 2020 bis Mai 2021 eine Reihe suborbitaler Testflüge in großer Höhe des Raumschiffprototyps, 5 Schüsse und 4 Bomben:
- Im Dezember 2020 erreichte Starship SN8 eine Zielhöhe von etwa 12,5 Kilometern, landete aber zu schnell und explodierte.
- Im Februar 2021 schaffte es das Raumschiff SN9 nicht, die letzte Wende zu vollenden, kippte und zerschmetterte zu Boden und explodierte erneut.
- Im März 2021 gelang dem Raumschiff SN10 schließlich eine vertikale Landung, aber die Struktur im Inneren des Schiffes wurde beschädigt und explodierte einige Minuten später.
- Im März 2021 startete das Raumschiff SN11 bei dichtem Nebel gewaltsam und löste sich aufgrund eines Triebwerksausfalls in der Luft auf.
- Im Mai 2021 landete das Raumschiff SN15 „Shenlong Tail“ reibungslos, obwohl sich eine kleine Flamme entzündete, die jedoch schnell gelöscht wurde. Diesmal gelang dem Starship-Prototyp eine sanfte Landung.
▲SN8.
Auch der „ungeplante Schnellabbau“ dieses Erstfluges ist in der Vergangenheit immer wieder vorgekommen.
Im Geräusch von Explosionen beharrte SpaceX auf der Idee, „Erfahrungen aus dem Scheitern zusammenzufassen und schnell zu iterieren“. Raumschiff-Prototypen wie SN8 bestehen jedoch hauptsächlich aus Edelstahl, sodass es nicht so weh tut, sie zu braten.
Explodieren ist Kunst und Wissenschaft, und es kann nützliche Daten an vorderster Front liefern, um Probleme schnell zu lösen. Tatsächlich ist die technische Spannweite zwischen den verschiedenen Fassungen aus der Perspektive „im Nachhinein“ sehr groß.
Der Erstflug eröffnet eine mögliche Zukunft
Der Hauptzweck des ersten Fluges
Wie die oben erwähnten mehrfachen Explosionen hat SpaceX mit dem Starship-Prototyp verschiedene Testflüge in großer Höhe durchgeführt, aber es bleibt immer noch in der Erdatmosphäre.
Aber dieser Erstflug ist der erste Versuch, ein Raumschiff in den Weltraum zu schicken, also in den Weltraum außerhalb der Erdatmosphäre.
Der Hauptzweck des Erstflugs besteht darin, Testdaten bereitzustellen, um Ingenieuren dabei zu helfen, zukünftige Starts zu verbessern und alle Probleme zu lösen, die während des Flugs auftreten.
Dinge, die First Flight nicht kann
Der Erstflug ist nur ein Vorversuch, und es gibt viele Ideen, die nicht praktiziert werden können:
- Erstflug ohne Nutzlast;
- Der Flug von Raumschiffen über den erdnahen Orbit hinaus erfordert On-Orbit-Betankungstechnologie, aber dies ist nur ein Plan;
- Obwohl das Design des Raumschiffs vollständig wiederverwendbar ist, stellt dies nicht die Mission des Erstflugs dar. Der Erstflug beabsichtigt nicht, die Booster am Startplatz zu bergen oder die Raumfahrzeuge vertikal landen zu lassen, sondern sie ins Meer fallen zu lassen;
▲ Auftanken im Orbit ist während der Reise zum Mars erforderlich.
Wird der erste Flug in die Umlaufbahn gezählt?
Ob der Erstflug als Erreichen des Orbits gilt, ist ebenfalls leicht umstritten.
Wenn alles nach Plan lief, hätte das Raumschiff diesmal die für den Orbitalstart erforderliche Geschwindigkeit und Höhe erreichen müssen, aber es flog nicht mehr als eine Erdumkreisung, sondern überflog nur die Hälfte der Erde, was keinen ausmachte echter Orbitalflug In gewissem Sinne kann es als Launched for Orbital Class bezeichnet werden.
Einige Leute nennen es auch Transatmospheric Orbit (Transatmospheric Orbit)-Start, weil die Umlaufbahn, in die es eintritt, zum kritischen Bereich zwischen Suborbital und Orbital gehört.
Die Bedeutung des Erstfluges
Wenn der Erstflug erfolgreich ist, wäre dies ein wichtiger Meilenstein, um Menschen zu entfernten Zielen wie dem Mars zu bringen.
Nur wenn das Raumschiff zuverlässig, schnell und billig wiederverwendbar ist, wird es möglich sein, die Anforderungen bemannter Missionen zu erfüllen, aber das ist offensichtlich noch viele Jahre entfernt.
Meilensteine für SpaceX
Vor dem Erstflug des Raumschiffs hat SpaceX viele Meilensteine in der Geschichte der Raumfahrt hinterlassen:
- Falcon 1: Im Jahr 2008 entwarf, baute und startete Falcon 1, die weltweit erste privat finanzierte Flüssigtreibstoffrakete der Orbitalklasse.
- Falcon 9: Am 4. Juni 2010 startete SpaceX eine größere und leistungsstärkere Rakete, die Falcon 9.
- Dragon-Raumschiff: Am 8. Dezember 2010 startete und bergete SpaceX erfolgreich das Dragon-Raumfrachtraumschiff, das zu dieser Zeit das einzige wiederverwendbare Frachtraumschiff der Welt war.
- Nachschub für die Raumstation: Am 22. Mai 2012 war SpaceX das erste Privatunternehmen, das erfolgreich Nachschub an die Internationale Raumstation (ISS) lieferte.
- Wiederverwendbare Raketen: Am 22. Dezember 2015 machte SpaceX einen großen Schritt nach vorne in der wiederverwendbaren Raketentechnologie, indem es die erste vertikale Landung einer Falcon 9-Rakete erreichte.
- Falcon Heavy: Am 6. Februar 2018 startete SpaceX erfolgreich die damals stärkste Rakete, die Falcon Heavy.
- Bemanntes Dragon-Raumschiff: Am 30. Mai 2020 führte SpaceX erfolgreich die Mission „Demo-2" durch und schickte NASA-Astronauten zur Internationalen Raumstation. Dies ist der erste kommerzielle bemannte Weltraumstart in der Geschichte der Menschheit.
- Starlink: Seit 2019 hat SpaceX mit der Bereitstellung des Starlink-Satellitennetzwerks Starlink begonnen und wurde im Januar 2020 zum weltweit größten kommerziellen Satellitenbetreiber.
▲ Start von Falcon Heavy.
Vor dem ersten Start der Falcon-Heavy-Rakete rechnete Musk mit einer Erfolgsaussicht von nur 50 zu 50. Er sagte damals:
Menschen aus der ganzen Welt werden einen großartigen Raketenstart oder vielleicht das beste Feuerwerk sehen, das sie je gesehen haben.
Beim letzten Mal ist es ihm gelungen. Auch diesmal war der Ausfall zu erwarten.
Zuvor betonte Musk immer wieder den experimentellen Charakter dieses Starts: Die Erfolgsquote des ersten Testflugs liegt bei 50 %, es wird nicht garantiert glatt, aber auch nicht langweilig.
Erfolg vielleicht, Spannung garantiert.
Dies scheint eine Fußnote zur Weltraumforschung zu sein. Die Menschheit, oft vergeblich, forscht immer noch eifrig zwischen den Sternen.
Schließlich ist die Erforschung des Weltraums ein großartiges und kaltes Abenteuer, wie die NASA in "Why Explore the Universe" sagte:
Ich schaue mit Besorgnis, aber mit großer Hoffnung in die Zukunft.
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