Beim ersten Testflug des SpaceX Raumfahrzeugs Starship hat die Rakete zwar abgehoben. Die Kombination aus Falcon Heavy Antriebsstufe und des Starship als Oberstufe ist aber im Flug, vor der Trennung der beiden Stufen, zerbrochen. Der Flug gilt aber trotzdem als Erfolg. Ergänzung: Kurze Analyse, was zum Abbruch der Mission in ca. 40 km Höhe führte, ergänzt.
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Montag hatte ich im Beitrag Gelingt heute der Jungfernflug des SpaceX Starship? über die Vorbereitungen zum unbemannten Jungfernflug des Starship berichtet. Das US-Raumfahrtunternehmen SpaceX hatte die Genehmigung der Behörden für den ersten unbemannten Raumflug seines Raumschiffs Starship erhalten. Montag musste der Jungfernflug wegen technischer Probleme verschoben werden. Heute sollte der Versuch wiederholt werden.
Das Starship hob mit seiner Falcon Heavy als 1. Antriebsstufe zwar ab, wie in obigem Tweet zu sehen ist. Aber 3 Minuten später sah man eine große Explosion, bei der die Rakete im Flug zerlegt wurde.
Das Ganze ist in obigem Tweet bzw. dem integrierten Video zu sehen (einfach auf das Foto klicken, um das Video abzuspielen).
Der Testflug gilt trotz der Explosion als Erfolg, weil man einiges gelernt habe, schreibt Elon Musk, der SpaceX-Gründer, in obigem Tweet. Wie schrieb SpaceX auf seinem Twitter-Kanal:
Als ob die Flugerprobung nicht schon aufregend genug wäre, erlebte Starship eine schnelle außerplanmäßige Demontage vor der Stufentrennung.
Bei einem Test wie diesem kommt der Erfolg von dem, was wir lernen, und der heutige Test wird uns helfen, die Zuverlässigkeit von Starship zu verbessern, da SpaceX danach strebt, das Leben auf mehreren Planeten zu ermöglichen.
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In der Tat schätzte Elon Musk die Erfolgsaussichten auf 50:50, dass der Jungfernflug komplett durchgeführt werden kann. Jetzt untersuchen die Techniker, was zum Zerbrechen der Rakete mit dem montierten Starship geführt hat. Spiegel Online hat hier noch einige Information veröffentlicht.
Das Starship
Das 50 Meter hohe Starship ist ein neues Raumschiff, dass das private US-Raumfahrtunternehmen SpaceX entwickelt. Mit der 70 Meter hohen Falcon Heavy als erste Antriebsstufe und dem Starship als Oberstufe will SpaceX mit Menschen ins Weltall, zum Mond und zu anderen Planeten fliegen.
Bisher wurde mit Starship-Prototypen experimentiert, die starteten, bis in 10 bis 15 km Höhe flogen und dann wieder sicher landen sollten. Viele dieser Versuche endeten mit einer Explosion der Prototypen, die spätestens bei der Landung zerstört wurden. Nur der letzte Testflug war ein Erfolg, da das Starship die Landung überstand (SpaceX gelingt erfolgreiche Starship-Landung).
Jetzt stand der erste unbemannte Orbitalflug (Jungfernflug) an, der aber nur 3 statt ca. 90 Minuten dauerte. Sobald SpaceX die Demonstration eines erfolgreichen Orbitalstarts durchgeführt hat, will das Unternehmen schnell mit operativen Starship-Starts beginnen. Diese ersten Starts werden als Testprogramm dienen, um den Start und die Bergung der beiden Stufen von Starship zu verfeinern. Dürfte ein spannendes Jahr werden – SpaceX hofft, die Kosten für ein Kilogramm Masse in die Erdumlaufbahn auf 2.000 Dollar senken zu können.
Kurze Analyse
Ergänzung: Spannend ist die Frage, was nun zum Versagen der Rakete während des Fluges in ca. 40 km Höhe geführt haben könnte. Die Kollegen von Golem haben zeitnah den Artikel Größte Rakete der Welt hebt ab und explodiert zum Start veröffentlicht. In der ersten Fassung basiert der Beitrag auf der Analyse des übertragenen Starts.
Die Falcon Heavy-Antriebsstufe besitzt 33 Raptor-2-Triebwerke, die mit Methan als Treibstoff arbeiten. Bei Tests kam es immer wieder zu Ausfällen einzelner Triebwerke, was beim Flug ein Problem darstellt. Die Autoren des Beitrags haben in den Bildern gesehen, dass sich der Abgasstrahl der 1. Stufe während des Fluges immer wieder in der Farbe verändert habe. Das deutet auf Triebwerksausfälle hin (siehe folgendes Bild).
Ausgefallene Raptor-2-Triebwerke der 1. Antriebsstufe
Das Video des Starts ist hier abrufbar und zeigt beim Time-Code 46:49 (hier T+01:20 nach dem Start) einen Blick auf die 33 Triebwerksauslässe der 1. Antriebsstufe. Dort ist deutlich zu sehen, das mehrere Triebwerke ausgefallen sind. Zudem sieht man im Video kurz vorher Schwankungen im Flug der Rakete – wobei ich da aber unsicher bin, ob diese möglicherweise von der Kamera herrühren. Falls es keine Kameraschwankungen sind, sondern diese von der Rakete herrühren, wäre dies die Erklärung für den Triebwerksausfall. Hier der Auszug der relevanten Passage aus dem Golem-Artikel:
Die Ursache war schon kurz nach Abheben der Rakete absehbar. Der zunächst fast durchsichtige Abgasschweif der Methantriebwerke glühte immer wieder gelb auf, als ein Triebwerk nach dem anderen versagte. Eine Minute und zehn Sekunden nach dem Start war eines der zentralen Steuertriebwerke ausgefallen und fünf weitere Triebwerke, alle auf einer Seite des Starship.
Laut Artikel fielen dann weitere Triebwerke aus, was tödlich für einen solchen Start ist. Die Steuercomputer versuchen zwar, diese Ausfälle auszugleichen und mit zwei fehlenden Triebwerken wäre die Umlaufbahn auch zu erreichen gewesen. Aber durch die Triebwerksausfälle (oder auch durch stotternde Triebwerke) wird die Fluglage der Rakete mit dem montierten Starship bei einer Geschwindigkeit von 1.600 km/h instabil. In der Videoaufzeichnung sieht man, dass die Rakete in eine instabile Fluglage kommt und sich um die eigene Achse dreht. Es kommt zu Schwingungen, die dann die Struktur zerstören und zum Zerbrechen der Rakete führen. Jede Rakete hat ein Sicherheitssystem an Bord, welches bei einer instabilen Fluglage eine Sprengung auslöst und das Gerät zerstört. Das soll verhindern, dass die Rakete unkontrolliert abstürzt und Schäden auf der Erde verursacht. Dieses Sicherheitssystem hat dann angesprochen und die auf den Videos sichtbare Explosion in 40 km Höhe ausgelöst. Das wird in dieser Mitteilung von SpaceX aus bestätigt. Hier die Übersetzung:
Um 8:33 Uhr CT hob Starship zum ersten Mal erfolgreich von der Startrampe […] ab. Die Rakete verließ die Startrampe und und das Starship stieg zu einem Apogäum von ~39 km über dem Golf von Mexiko auf – die höchste Flughöhe aller Starship-Starts bis heute.
Während des Flugtests fielen mehrere Triebwerke aus, die Rakete verlor an Höhe und begann zu taumeln. Das Flugabbruchsystem wurde sowohl auf dem Booster als auch auf vom Startship aktiviert.
Wie üblich wurden die Startrampe und die Umgebung vor dem Test geräumt, und wir erwarten, dass die Straße und der Strand in der Nähe der Startrampe bis morgen gesperrt bleiben.
Die Sperrung soll verhindern, dass Trümmer eines Fehlstarts Menschen gefährden. Jetzt werten die SpaceX-Ingenieure die Daten aus, um herauszufinden, warum die Raptor-2-Triebwerke der Falcon während des Flugs ausgefallen sind.
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