Falcon 1

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Start einer Falcon 1 über Omelek Island am 13. Juli 2009, 16:15 (PDT)[1]

Die Falcon 1 ist eine zweistufige Trägerrakete, die von der Firma SpaceX entwickelt wird. Der erste Start einer Falcon 1 erfolgte am 24. März 2006 von der Insel Omelek im Pazifik, endete jedoch kurz danach mit dem Absturz der Rakete. Erst der vierte Flug am 28. September 2008 verlief erfolgreich, der fünfte Flug am 14. Juli 2009 brachte eine kommerzielle Nutzlast ins All. Die Falcon 1 ist somit die erste privat entwickelte Rakete, die Nutzlasten in einen stabilen Erdorbit befördern kann. Weitere Starts erfolgten nicht, die Weiterentwicklung zum Typ Falcon 1e wurde von SpaceX ausgesetzt, um sich auf die Falcon 9 zu konzentrieren.[2]

Geschichte[Bearbeiten]

Falcon 1 in einer Werkshalle
Falcon 1 auf der Startplattform in Vandenberg AFB
Erster erfolgreicher Start der Falcon 1

Die Falcon 1 ist der leichteste Träger der Falcon-Familie. Auf der Grundlage der Falcon 1 wurde später die weit stärkere Falcon 9 entwickelt, mit deren Hilfe man unter anderem den mit 50 Millionen Dollar dotierten America’s Space Prize gewinnen wollte.

Technik[Bearbeiten]

Die Falcon 1 ist eine zweistufige, mit flüssigem Sauerstoff und Raketenkerosin (RP-1) angetriebene Rakete. Die Rakete sollte zu 80 % wiederverwendbar sein und einen Flug in eine niedrige Erdumlaufbahn für 6,7 Millionen Dollar ermöglichen. Dazu sollte die erste Stufe der Falcon 1 mit Hilfe von Fallschirmen zur Erde zurückgebracht werden, wo sie nach einer Inspektion für den nächsten Start zur Verfügung stehen sollte. Jedoch konnte die erste Stufe bei den bisherigen Flügen nicht geborgen werden. Die zweite Stufe der Rakete ist nicht wiederverwendbar.

Die Länge der Falcon 1 beträgt 21,3 m, der Durchmesser 1,7 m, das Startgewicht 27.200 kg, und sie soll mit Hilfe des von SpaceX selbst entwickelten Merlin-Triebwerks einen Schub von 318 kN beim Start entwickeln. Die erste Stufe hat eine Brenndauer von 169 Sekunden und bringt die Rakete in eine Höhe von 90,3 km. Fünf Sekunden nach der Stufentrennung startet die zweite Stufe, die nach insgesamt 552 Sekunden ausgebrannt ist und die Rakete in eine Höhe von ca. 405 km bringt. Auch das Kestrel-Triebwerk der zweiten Stufe wurde von SpaceX entwickelt. Die maximale Nutzlast beträgt 670 kg, die in eine Umlaufbahn mit 200 km Höhe bei einem Start von Cape Canaveral gebracht werden kann. Die maximale Höhe bei einem direkten Aussetzen der Ladung beträgt 700 km bei 240 kg und gleichem Startplatz.

Einsätze[Bearbeiten]

Ursprünglich war der Erststart der Falcon 1 für September 2004 geplant, wurde jedoch mehrfach verschoben. Auch der erste fest angesetzte Startversuch am 26. November 2005 musste aufgrund von technischen Problemen aufgeschoben werden. Der nächste Startversuch am 19. Dezember 2005 musste kurz vor dem Abheben aufgrund von Schäden im Treibstofftank der ersten Stufe abgesagt werden. Daraufhin sollte die Rakete am 9. Februar 2006 starten, doch auch dieser Startversuch wurde verschoben.

Der erste Start erfolgte am 24. März 2006 um 22:30 Uhr UTC, endete jedoch mit dem Absturz der Rakete. Nach ersten Analysen war ein Leck im Treibstoffsystem die Ursache für den Absturz. Die Rakete startete zunächst planmäßig, jedoch brach bei T+25s (25 Sekunden nach dem Zünden des Haupttriebwerkes) im unteren Teil der ersten Stufe ein von einem Treibstoffleck verursachtes Feuer aus, welches das mit Helium betriebene hydraulische Steuerungssystem des Triebwerkes beschädigte. Bei T+29s sank der Druck des Heliums unter ein kritisches Niveau ab, woraufhin das automatische Sicherheitssystem das Haupttriebwerk abschaltete. Etwa 41 Sekunden nach dem Start stürzte die Rakete unweit vom Startplatz in den Ozean ab. Später stellte sich heraus, dass ein Fehler während der Vorbereitung der Rakete für das Treibstoffleck verantwortlich war. Bei ihrem Jungfernflug trug die Rakete den militärischen Mikrosatelliten FalconSat-2 für die US Air Force und DARPA, welche 8 Millionen US-Dollar für den Start zahlten.[3]

Der zweite Flug trug keine Satellitennutzlast, sondern lediglich Instrumente zum Überwachen der Rakete. Dieser Flug fand am 21. März 2007 statt, die erste Stufe funktionierte nahezu einwandfrei, jedoch konnte die Rakete die Umlaufbahn wegen eines Problems mit der zweiten Stufe nicht erreichen. Zu starke Schwingungen der Zweitstufe führten dazu dass die Treibstoffzufuhr zum Triebwerk beeinträchtigt wurde und die Rakete daher nur eine Geschwindigkeit von 5,1 km/s anstatt der geplanten 7,5 km/s erreichte. Die erreichte Höhe betrug 289 km und lag damit außerhalb der Erdatmosphäre. Die Bergung der nach den Planungen mehrfach verwendbaren Erststufe wurde nicht durchgeführt. Trotz der Probleme wertete SpaceX den zweiten Flug als einen erfolgreichen Testflug und war nun bereit, den kommerziellen Betrieb aufzunehmen.[4]

Beim dritten Flug im Januar 2008 sollte die Rakete als Hauptnutzlast den US-amerikanischen Militärsatelliten TacSat 1 in die Erdumlaufbahn befördern, dieser war jedoch durch die mehrfachen Startverzögerungen mittlerweile veraltet und wurde nicht auf diesem Flug gestartet. Stattdessen wurde der Start der drei experimentellen Satelliten Trailblazer, NanoSail-D und PreSat sowie eine Weltraumbestattung auf diesem Flug durchgeführt.[5] Es kam jedoch zu einer Kollision der beiden Stufen und letztlich als Folge daraus zu einem Versagen der Oberstufe.

Der vierte Flug am 28. September 2008 brachte eine 170 kg schwere Aluminium-Nutzlastattrappe erfolgreich in eine 644 mal 621 Kilometer hohe Umlaufbahn. Es ist somit der erste private Satellitentransport mit einer Flüssigkeitsrakete.[6]

Der fünfte Flug am 14. Juli 2009 beförderte erfolgreich den 180 kg schweren malaysischen Erdbeobachtungssatelliten RazakSat in eine Erdumlaufbahn.[7]

Falcon 1e[Bearbeiten]

Nach dem ersten kommerziell erfolgreichen Start gab SpaceX am 6. August 2009 bekannt, dass die Falcon 1 durch die Falcon 1e ersetzt würde, deren Erststart Ende 2010 erfolgen solle.[8] Die Version 1e sollte über eine vergrößerte Nutzlastverkleidung verfügen.[9] SpaceX geht inzwischen aber davon aus, dass Nutzlasten, die für Falcon 1 oder 1e geeignet wären, mit der Falcon 9 gestartet werden sollen.[2] Bis 2017Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren sind keine Flüge mit Falcon 1 oder Falcon 1e geplant.[10]

Falcon 5[Bearbeiten]

Graphische Darstellung der Falcon 5 (ursprüngliche Konfiguration)

Die Falcon 5 war eine geplante vergrößerte Version der Falcon 1 Rakete, die auf der gleichen Technik basiert. Die erste Stufe sollte von fünf Merlin-Triebwerken angetrieben werden und genau wie die erste Stufe der Falcon 1 mit Hilfe von Fallschirmen zur Erde zurückkehren um wiederverwendet zu werden. Durch den Einsatz von fünf Triebwerken sollte die Falcon 5 auch beim Ausfall eines Triebwerks ihre Mission erfüllen können. Die zweite Stufe wäre von einem modifizierten Merlin-Triebwerk angetrieben worden, das mit einer vergrößerten Ausströmdüse für den Betrieb im fast-Vakuum optimiert war. Die Falcon 5 sollte von Cape Canaveral aus 6.020 kg in eine 200 km hohe Umlaufbahn befördern können, womit sie in der Leistungsklasse der Delta-II Rakete gelegen hätte.

Nach der Bekanntgabe der Pläne zur Entwicklung der Falcon 9 änderte SpaceX zunächst die Konfiguration der Falcon 5. Die Falcon 5 sollte aus einer modifizierten Erststufe der Falcon 9 aufgebaut sein und eine Nutzlast von 4.100 kg befördern können. Im Zuge der Entwicklung der Falcon 9 wurde schließlich auf die Falcon 5 verzichtet.

Technische Daten[Bearbeiten]

Version Falcon 1 Falcon 1e
Erste Stufe 1 × Merlin-1 1 × Merlin-1D[9]
Zweite Stufe 1 × Kestrel 2 1 × Kestrel 2
Höhe (maximal) (m) 23,8 27,4
Durchmesser (m) 1,7 1,7
Schub (am Boden) (kN) 345 ca. 622[11]
Startmasse (t) 27,670 44,985
Nutzlastverkleidung
Durchmesser (m)
1,5 1,71
Nutzlast (LEO) (kg) 420
(auch Flüge nach SSO
mit leichterer Nutzlast möglich)
1100
(nach SSO: 550)
Nutzlast (GTO) (kg) - -
Preis (Mio. US-Dollar) 7,9 9,1

Startliste[Bearbeiten]

Dies ist eine vollständige Startliste der Rakete Falcon 1. Stand der Liste: 4. März 2013.[12]

Lauf. Nr. Datum (UTC) Typ Startplatz Nutzlast Art der Nutzlast Nutzlast in kg (brutto¹) Orbit² Anmerkungen
1 24. März 2006 Falcon 1 Omelek FalconSat-2 Technologieerprobungssatellit 21 kg LEO Misserfolg
Fehler in der 1. Stufe, Absturz der Rakete
2 21. März 2007 Falcon 1 Omelek DemoSat Demonstrationsnutzlast k. A. LEO Misserfolg
Fehler in der 2. Stufe. Rakete erreicht 289 km Höhe und eine Geschwindigkeit von 5,1 km/s

Wird von SpaceX selbst als Teilweiser Erfolg bezeichnet, da man genug Daten für operationelle Flüge sammeln konnte.

3 3. August 2008 Falcon 1 Omelek Trailblazer, NanoSail-D, PreSat, Celestis 07 Technologieerprobung, Sonnensegel, Technologieerprobung, Weltraumbestattung 170 kg LEO Misserfolg
Kollision von erster und zweiter Stufe, daraufhin Versagen der 2. Stufe[13]
4 28. September 2008 Falcon 1 Omelek DemoSat Demonstrationsnutzlast 165 kg LEO Erfolg
5 14. Juli 2009 Falcon 1 Omelek RazakSat Erdbeobachtungssatellit ~180 kg LEO Erfolg

¹ Bruttogewicht, d. h. Masse der Nutzlast einschließlich Adapter, Gehäuse etc.

² Nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast – sondern die Bahn auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt werden sollte.


Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Falcon 1 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. http://www.spacex.com/F1-004-summary.php
  2. a b Falcon 1 Overview. SpaceX, abgerufen am 22. November 2012 (englisch): „Current plans are for payloads that would have flown on Falcon 1 to be served by flights on Falcon 9, utilizing excess capacity.“
  3. Pad Processing Error Doomed Falcon 1
  4. SpaceX gives update on Falcon test flight results, 28. März 2007
  5. Spacetoday.net: Report: Pentagon cancels TacSat-1 launch (18. August 2007)
  6. Spiegel.de: Privatrakete "Falcon 1" endlich im All
  7. Spaceflight Now: Commercial launch of SpaceX Falcon 1 rocket a success
  8. SpaceX's Falcon 1e Rocket Replaces Cheaper Falcon 1. Space News, 10. August 2009, abgerufen am 22. November 2012 (englisch): „Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) of Hawthorne, Calif., will replace its Falcon 1 rocket by the end of 2010 with the more capable and more expensive Falcon 1e rocket, the company said Aug. 6.“
  9. a b Gunter Krebs: Falcon-1e. In: Gunter's Space Page. 1. April 2012, abgerufen am 22. November 2012 (englisch).
  10. Launch Manifest. SpaceX, abgerufen am 22. November 2012 (englisch).
  11. http://www.bernd-leitenberger.de/falcon9.shtml Bernd Leitenberger: Die Falcon 9, Abgerufen: 23. Mai 2012
  12. Past Missions. SpaceX, 2013, abgerufen am 4. März 2013 (englisch).
  13. http://www.spacex.com/updates_archive.php?page=0802-1007