Falcon 9

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Eine Falcon 9 mit Dragon-Raumkapsel für Tests auf dem Startplatz

Die Falcon 9 ist eine US-amerikanische Trägerrakete, die von der Firma SpaceX entwickelt wird. Sie basiert technisch auf der kleineren Falcon 1, anstelle eines einzelnen Triebwerks in der ersten Stufe werden jedoch neun Stück verwendet. Im Rahmen des CRS-Programms (Commercial Resupply Services) wird die Rakete in Verbindung mit dem Dragon-Raumschiff zur Versorgung der Internationalen Raumstation verwendet. Daneben wird sie für kommerzielle Starts angeboten. Der erste Start fand im Juni 2010 statt.

Durch das seitliche Anbringen von zwei weiteren Erststufen als Booster an die erste Stufe der Falcon 9 entsteht die Falcon Heavy. Bei dieser können (optional) die Booster die Triebwerke der ersten Stufe während ihres Betriebs mit Treibstoff versorgen, so dass die erste Stufe erst kurz vor dem Abtrennen der Booster auf die eigenen Tanks umschalten muss. Die Falcon Heavy soll nach ihrem für 2013 geplanten Erststart die Trägerrakete mit der zur Zeit höchsten Nutzlastkapazität werden.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte [Bearbeiten]

Start der zweiten Falcon-9-Rakete mit der ersten Dragon-Kapsel
Falcon 9 (links) und Falcon Heavy (rechts)

Im September 2005 gab SpaceX bekannt, eine noch stärkere vollständig wiederverwendbare Trägerrakete unter der Bezeichnung Falcon 9 entwickeln zu wollen. Die erste Stufe der Falcon 9 verwendet neun Merlin-Triebwerke, die zweite Stufe ein einzelnes mit einer vergrößerten Ausströmdüse ausgestattetes Merlin-Triebwerk. Die Nutzlastkapazität einer Falcon 9 liegt bei etwa 9.500 kg für einen niedrigen Orbit. Gleichzeitig ist noch eine stärkere Version der Falcon 9 geplant, die zwei weitere Falcon-9-Erststufen ähnlich der Delta IV Heavy als Booster verwendet. Diese stärkste Variante (Falcon Heavy) soll 53.000 kg in einen niedrigen Orbit befördern können und zwischen 80 Millionen und 125 Millionen US-Dollar pro Mission kosten.

Aufbau [Bearbeiten]

Die Standardvariante der Falcon 9 (Falcon 9 v1.0) dient unter anderem als Trägerrakete für das von SpaceX entwickelte Raumschiff Dragon, das zunächst für unbemannte Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation verwendet wird, aber später auch für bemannte Flüge zum Einsatz kommen soll. Der erste Erprobungsflug fand am 4. Juni 2010 statt. Der zweite Start einer Falcon 9 erfolgte am 22. Mai 2012 mit einer Dragon-Raumkapsel zur ISS.

Im Juni 2010 erhielt SpaceX einen Großauftrag des amerikanischen Satellitentelefonieanbieters Iridium im Wert von 492 Mio. US-Dollar. Dafür soll SpaceX zwischen 2015 und 2017 mit der Falcon-9-Rakete einen Großteil der 72 geplanten Mobilfunksatelliten in den Weltraum bringen.[1]

Im März 2012 erhielt SpaceX den Auftrag zum Start von vier geostationären Satelliten. SpaceX entwickelt deshalb für Satellitenstarts in die geostationäre Transferbahn eine Falcon 9 mit schubgesteigerten Merlin-Triebwerken.[2] Diese „Falcon 9 v1.1“ genannte Version hat verlängerte Treibstofftanks mit größerem Fassungsvermögen, wodurch sie eine höhere Nutzlastkapazität besitzt.[3] Sie soll die schwächere Vorgängerversion auch bei den meisten anderen Starts (zur ISS usw.) ersetzen.

Nutzlastverkleidung für Satellitenstarts [Bearbeiten]

Die Falcon 9 wird bei Starts in die geostationäre Transferbahn eine Nutzlastverkleidung mit 5,2 m Durchmesser verwenden.[2] Diese Nutzlastverkleidung ist 13,9 m lang. Der nutzbare Innenraum ist 11,4 m hoch und hat auf 6,6 m Länge einen Innendurchmesser von 4,6 m. Darüber wird in der ogiven Spitze der Durchmesser kleiner. Am höchsten Punkt ist er noch 1,3 m breit.[4]

Systeme für Sekundärnutzlasten [Bearbeiten]

Die Spaceflight Incorporated entwickelt für die Falcon 9 ein System zum Transport von Kleinsatelliten auf der Falcon 9 bei Starts mit der Dragon-Kapsel. Das System wird später zu zwei verschiedenen Oberstufen ausgebaut, die Satelliten auf andere Umlaufbahnen transportieren können. Die erste soll im LEO beispielsweise beim Start der Dragon-Kapsel zum Einsatz kommen. Um von dort andere Bahnen zu erreichen, kann sie ihre Geschwindigkeit mit Nutzlast um 400 m/s ändern. Die zweite wird dagegen bei Starts in den GTO verwendet, wobei sie mit 2200 m/s zusätzlicher Geschwindigkeit mit ihrer Nutzlast bis in den GEO fliegen kann.[5]

Wiederverwendbarkeit [Bearbeiten]

SpaceX erprobt aktuell ein System, das es in Zukunft ermöglichen soll, die erste Antriebsstufe wiederzuverwenden.[6] Diese soll dazu so umgebaut werden, dass sie nach dem Abtrennen mit den eigenen Triebwerken den Fall abremsen kann. Sie soll dann selbstständig landen und für einen neuen Start zur Verfügung stehen. Bisher wurden dafür bereits mehrere erfolgreiche Test mit einer Versuchsrakete, dem "Grashüpfer" (engl. grasshopper) durchgeführt.[7][8] Im Rahmen der ersten Starts der Version Falcon 9 v1.1 sollen bereits Bremstests mit der abgetrennten Hautstufe durchgeführt werden. [6]

Falcon Heavy [Bearbeiten]

Bei der geplanten Falcon Heavy werden drei Falcon-9-Erststufen zu einer Rakete gebündelt und parallel gezündet. Dazu kommt noch eine Oberstufe.[9] Die Nutzlastkapazität in eine 200 km hohe Umlaufbahn mit 28,5° Bahnneigung soll von Cape Canaveral 53.000 kg betragen. Die Rakete wird 69,2 m hoch sein, 3,6 m × 11,6 m Durchmesser haben, eine Nutzlastverkleidung mit 5,2 m Durchmesser besitzen und bei 1.400 Tonnen Startgewicht mit 17.000 kN Startschub abheben.[10] Damit es selbst bei einem Triebwerksschaden während des Fluges in einem der 27 gleichzeitig arbeitenden Merlin-Triebwerke nicht zu einem Fehlstart kommt, sind die Triebwerke von Schutzhüllen umgeben, so dass sich Brände und Explosionen nicht auf andere Triebwerke oder die Rakete auswirken sollen. Die beiden äußeren Stufen versorgen die zentrale Stufe während des Fluges mit Treibstoff, so dass die zentrale Stufe nach dem Abtrennen der beiden äußeren Stufen noch nahezu voll ist und so länger arbeitet als die beiden äußeren Stufen.[9] Auf eine Fluchtbahn zum Mars soll die Falcon Heavy mehr als 13,6 Tonnen transportieren können.[11] Es ist jedoch auch möglich, dass die beiden äußeren Stufen die zentrale Stufe nicht mit Treibstoff versorgen, so dass diese vom Start an ihren eigenen Treibstoff verwenden muss. Die Nutzlastkapazität wird dadurch auf 45,6 Tonnen in eine 200 km hohe Umlaufbahn mit 28,5° Bahnneigung von Cape Canaveral schrumpfen.[12] Die Falcon Heavy soll dieselbe Nutzlastverkleidung mit 5,2 m Durchmesser verwenden wie die Falcon 9 bei Satellitenstarts.[13]

SpaceX gab am 29. Mai 2012 bekannt, dass sie einen Auftrag zum Start eines Intelsat-Satelliten mit der Falcon Heavy erhalten hat.[14] Der Satellit soll von der Falcon Heavy in der geostationären Transferbahn abgesetzt werden.[15]

Startrampen [Bearbeiten]

Die Falcon 9 startet in Cape Canaveral von der Startrampe LC 40 und soll in Vandenberg von der Startrampe SLC-4E starten. In Cape Canaveral verhandelt SpaceX mit der NASA, ob die Falcon Heavy die Startrampe 39A nutzen kann. Eine eigene Startanlage ist lang- oder mittelfristig geplant.[16]

Technische Daten [Bearbeiten]

Version Falcon 9 v1.0 Falcon 9 v1.1 Falcon Heavy
Erste Stufe 9 × Merlin-1C 9 × Merlin-1D erste Standard-Stufe mit 9 × Merlin-1D sowie
2 Booster mit je 9 × Merlin-1D
damit insgesamt 27 Merlin-Triebwerke für erste Stufe
Zweite Stufe 1 × Merlin-1C-Vac 1 × Merlin-1D-Vac 1 × Merlin-1D-Vac
Höhe (maximal) (m) 54,9 69,2
Durchmesser (m) 3,6 3,6 3,6 × 11,6
Schub (am Boden) (kN) 4.940 17.000
Startmasse (t) 333 1.400
Nutzlastverkleidung
Durchmesser (m)		 5,2 5,2 5,2
Nutzlast (LEO) (kg) 10.450 53.000
Nutzlast (GTO) (kg) 4.540 ~4.800 über 12.000[15]
Preis (Mio. US-Dollar) 35 80–125[10]

Startliste [Bearbeiten]

Dies ist eine vollständige Startliste der Falcon-9-Rakete. Stand der Liste: 3. März 2013.

Lauf. Nr. Datum (UTC) Typ Startplatz Nutzlast Art der Nutzlast Nutzlast in kg (brutto1) Orbit Anmerkungen
1 4. Juni 2010 Falcon 9 v1.0 CC SLC-40 Dragon-Qualifikationseinheit Modell der Dragon-Kapsel k. A. LEO Erfolg
Jungfernflug der Falcon 9
2 8. Dezember 2010 Falcon 9 v1.0 CC SLC-40 Dragon C1 Dragon-Kapsel 5200 kg LEO Erfolg
NASA COTS – Demo 1 (5-h-Flug)
3 22. Mai 2012
7:44:38[17]		 Falcon 9 v1.0[18] CC SLC-40 Dragon C2+,
Celestis 11		 Dragon-Kapsel zum Andocken an die ISS und Weltraumbestattung LEO Erfolg
NASA COTS – Demo 2
4 8. Oktober 2012
00:35		 Falcon 9 v1.0 CC SLC-40 Dragon CRS-1,
Orbcomm FM44		 rückkehrfähiger Raumfrachter, Kommunikationssatellit LEO Teilerfolg
Versorgungsflug CRS-1 zur ISS mit der Dragon-Kapsel.
Nach 1 Min. 19 sek. Ausfall von Triebwerk 1 der ersten Stufe. Durch verlängerte Brennzeiten von erster und zweiter Stufe konnte Dragon CRS-1 auf der geplanten Bahn ausgesetzt werden. Für den Weiterflug in die geplante Umlaufbahn von Orbcomm FM44 wären Sicherheitsregeln für die ISS verletzt worden. So wurde er absichtlich in einer nichtgeplanten, falschen Umlaufbahn ausgesetzt.[19] Testprogramm der Rakete trotzdem größtenteils erfolgreich. Orbcomm FM44 inzwischen verglüht.[20]
5 1. März 2013 Falcon 9 v1.0 CC SLC-40 Dragon CRS-2 Dragon-Kapsel LEO Erfolg
Versorgungsflug CRS-2 zur ISS mit der Dragon-Kapsel.
1 Bruttogewicht, d. h. Masse der Nutzlast einschließlich Adapter, Gehäuse etc.

Geplante Starts [Bearbeiten]

Stand der Liste: 2. April 2013

Lauf. Nr. Datum (UTC) Typ Startplatz Art der Nutzlast Nutzlast in kg (brutto2) Orbit3 Anmerkungen
6 9. Juli 2013[21] Falcon 9 v1.1 VAFB LC4 CASSIOPE Forschungs- und Kommunikationssatellit LEO
7 Juli 2013[22] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 SES 8 Kommunikationssatellit GTO
8 3. Quartal 2013[23] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Orbcomm OG2 acht Kommunikationssatelliten LEO
9 August 2013[21] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Thaicom 6 Kommunikationssatellit GTO
10 11. November 2013[24] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-3 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-3 zur ISS
11 ?[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-4 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-4 zur ISS
12 ?[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-5 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-5 zur ISS
13 ?[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-6 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-6 zur ISS
14 2014[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-7 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-7 zur ISS
15 2014[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-8 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-8 zur ISS
16 2014[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 Dragon CRS-9 rückkehrfähiger Raumfrachter LEO Versorgungsflug CRS-9 zur ISS
17 NET4 15. November 2014[25] Falcon 9 v1.1 CC SLC-40 DSCOVR Ozenanforschungssatellit SSO
18 1. März 2015Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren[25] Falcon 9 v1.0 VAFB LC4 Jason 3 Ozenanforschungssatellit SSO
19 2015Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren Falcon Heavy CC SLC-40 DSX, FORMOSAT 7A - 7F Militärischer Experimentalsatellit und sechs Atmosphärenforschungssatelliten LEO
20 2015Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren Falcon 9 v1.1 k. A. Sundancer Prototyp eines privaten Raumstationsmodul LEO
2 Bruttogewicht, d. h. Masse der Nutzlast einschließlich Adapter, Gehäuse etc.
3 Bahn, auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt werden soll. Nicht zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast.
4 “Not Earlier Than” (engl. „nicht vor“).

Weblinks [Bearbeiten]

 Commons: Falcon 9 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise [Bearbeiten]

  1. ↑ FliegerRevue August 2010, S. 47, Falcon 9 und ein Riesenauftrag
  2. ↑ a b Stephen Clark: SpaceX wins deal to launch satellites for Asia, Mexico. Datum: 13. März 2012, abgerufen: 15. März 2012
  3. ↑ Gunter's Space Page: Falcon-9 v1.1, Abgerufen: 23. Mai 2012
  4. ↑ http://www.spacex.com/Falcon9UsersGuide_2009.pdf Falcon 9 Users Guide 2009.
  5. ↑ Günther Glatzel: Sherpa dirigiert Zusatznutzlasten der Falcon 9, in Raumfahrer.net, Datum: 9. Juni 2012, Abgerufen: 13. Juni 2012
  6. ↑ a b SpaceX moving quickly towards fly-back first stage. New Space Watch, 28. März 2013, abgerufen am 6. April 2013 (englisch).
  7. ↑ Grasshopper completes highest leap to date. SpaceX, 10. März 2013, abgerufen am 6. April 2013 (englisch).
  8. ↑ SpaceX Grasshopper Has Another Record Flight. Forbes magazine, 11. März 2013, abgerufen am 6. April 2013 (englisch).
  9. ↑ a b SpaceX: Falcon Heavy will lift more than twice as much as any other launch vehicle. Datum: 14. März 2011, abgerufen: 6. April 2011
  10. ↑ a b Falcon Heavy overview. SpaceX, abgerufen am 16. März 2012 (englisch).
  11. ↑ Stephen Clark: SpaceX enters the realm of heavy-lift rocketry. In: Spaceflight Now. Datum: 5. April 2011, abgerufen: 19. April 2011
  12. ↑ SpaceX: Falcon Heavy will lift more than twice as much as any other launch vehicle. Datum: 14. März 2011, abgerufen: 19. April 2011
  13. ↑ SpaceX Brochure. Abgerufen: 15. März 2012 (PDF; 2,3 MB)
  14. ↑ Stephen Clark: SpaceX signs first commercial customer for Falcon Heavy, in Spaceflight now, Datum: 29. Mai 2012, Abgerufen: 30. Mai 2012
  15. ↑ a b Intelsat Signs First Commercial Falcon Heavy Launch Agreement with SpaceX, Advanced Vehicle Provides Expanded Options for Operator of the World's Largest Satellite Fleet auf spacex.com, Datum: 29. Mai 2012, Abgerufen: 30. Mai 2012
  16. ↑ STEPHEN CLARK: SpaceX eyes shuttle launch pad for heavy-lift rocket. In: Spaceflightnow.com, Datum: 11. März 2012, 15. März 2012
  17. ↑ Dragon circling Earth after flawless predawn blastoff. Spaceflight Now, 22. Mai 2012, abgerufen am 23. Mai 2012.
  18. ↑ Privater Raumtransporter startet ins All. Spiegel Online, 22. Mai 2012, abgerufen am 22. Mai 2012.
  19. ↑ Stephen Clark: SpaceX cargo flight overcomes engine mishap, in spaceflight now, datum: 8. Oktober 2012, abgerufen: 10. Oktober 2012
  20. ↑ Stephen Clark: Orbcomm craft falls to Earth, company claims total loss, in spaceflight now, datum: 11. Oktober 2012, abgerufen: 20. Oktober 2012
  21. ↑ a b Worldwide Launch Schedule. Spaceflight Now, 9. April 2013, abgerufen am 10. April 2013 (englisch).
  22. ↑ Worldwide Launch Schedule. Spaceflight Now, 28. März 2013, abgerufen am 2. April 2013 (englisch).
  23. ↑ Worldwide Launch Schedule. Spaceflight Now, 2. Februar 2013, abgerufen am 3. März 2013 (englisch).
  24. ↑ Worldwide Launch Schedule. Spaceflight Now, 1. April 2013, abgerufen am 2. April 2013 (englisch).
  25. ↑ a b c d e f g h Mission Set Database. NASA, abgerufen am 28. März 2013 (englisch).
0US-amerikanische Trägerraketen
Aktiv:

Atlas V • Delta II • Delta IV • Falcon 9 • Minotaur • Pegasus • Taurus
In der Entwicklung:

Antares • Athena • Falcon Heavy • Liberty • Minotaur V • Space Launch System
Ausgemustert / Nicht realisiert:

Ares (Ares I, Ares V) • Atlas • Conestoga • Delta • Falcon 1 • Juno I • Juno II • Pilot (NOTSnik) • Redstone • Saturn • Scout • Space Shuttle • Thor • Titan • Vanguard
Verwendete Raketenstufen:

Agena • Castor • Centaur • EDS • IUS • PAM

Siehe auch: Liste der Raketentypen

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