Starship (Rakete)

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Starship-Testflug im Dezember 2020

Starship (vormals BFR) ist ein Großraketenprojekt des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens SpaceX. Die geplante Rakete besteht aus dem Booster Super Heavy und einer ebenfalls Starship genannten oberen Stufe, die zugleich als Raumschiff dienen soll. Erklärtes Ziel ist die Entwicklung eines vollständig wiederverwendbaren und dadurch sehr kostengünstigen Trägersystems für über 100 Tonnen Nutzlast, das langfristig alle bisherigen, von SpaceX entwickelten Flugkörper ersetzen soll. SpaceX betreibt derzeit die Raketen Falcon 9 und Falcon Heavy sowie das bemannbare Raumschiff Dragon 2.[1] Außerdem soll das Starship bemannte Missionen zum Mond und zum Mars ermöglichen. Im äußersten Süden von Texas errichtete SpaceX ein Startgelände und eine Fabrik, in der seit Ende 2019 Starship-Prototypen gefertigt werden. Ein erster Testflug des Gesamtsystems in eine Erdumlaufbahn wird für Ende 2021 angestrebt.[2]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Entwicklung des Starship-Raketensystems zielt darauf ab, dass es alle Missionen übernehmen kann, die bislang von Falcon 9 und Falcon Heavy geflogen werden: Kommerzielle Satellitenstarts, Starts für Regierungsorganisationen und Versorgungsflüge zur Internationalen Raumstation (ISS). Durch vollständige und häufigere Wiederverwendbarkeit möchte SpaceX dabei noch einmal deutlich günstigere Betriebskosten erreichen als bei der Falcon 9. Es wird eine Transportkapazität für sehr schwere Nutzlasten von bis zu 150 t, mindestens aber über 100 t in niedrige Erdorbits (LEO) und 21 t in eine geostationäre Transferbahn angestrebt. Außerdem sieht das Konzept vor, solche großen Lasten nach mehreren Betankungsvorgängen im LEO auch in höhere Umlaufbahnen oder in eine Fluchtbahn zu bringen.[3][4][5][6]

Das Raumschiff Starship soll darüber hinaus auch auf anderen Himmelskörpern sowohl mit als auch ohne Atmosphäre landen und von dort wieder starten können.[4] So ist das Starship neben Mondlandefähren-Entwürfen von Blue Origin und Dynetics in der Endauswahl der NASA für die Durchführung der projektierten bemannten Artemis-Mondlandungen.[7] Langfristig strebt SpaceX regelmäßige bemannte Flüge zum Mars an.[8]

Als erster Starship-Weltraumtourist möchte 2023 der japanische Textilunternehmer Yusaku Maezawa gemeinsam mit einer Gruppe von Künstlern um den Mond fliegen.[9]

Als eine weitere Einsatzmöglichkeit schlug SpaceX suborbitale Langstreckenflüge um die Erde vor. Damit solle es möglich werden, jeden Punkt der Erde in weniger als 60 Minuten zu erreichen.[10][11][12]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vorgeschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Unternehmer Elon Musk gründete nach eigener Darstellung die Firma SpaceX mit dem Ziel, die Besiedlung eines anderen Planeten zu ermöglichen.[13]

Entwürfe von Raketen für sehr große Nutzlasten präsentierte SpaceX erstmals 2010 während einer Tagung des American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). Dort wurde unter anderem bekanntgegeben, dass das Unternehmen an einer vergrößerten Version des Merlin-Triebwerks, welches die Falcon-1- und Falcon-9-Raketen antreibt, arbeite. Das neue Triebwerk – es wurde als Merlin 2 bezeichnet – sollte wie das Merlin mit Raketenkerosin (RP-1) betrieben werden und die Erststufe der neuen Großrakete antreiben. Für die Oberstufe war das Triebwerk Raptor geplant, welches mit flüssigem Wasserstoff (LH2) betrieben werden sollte.[14]

Mars Colonial Transporter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2012 wurden die Entwürfe für das Raptor-Triebwerk geändert. Es sollte nun mit flüssigem Methan betrieben und sowohl in der Erst- wie auch der Zweitstufe verwendet werden. Dazu wurde das geplante Triebwerk vergrößert. Das Projekt Merlin 2 wurde fallengelassen.[14]

Im Jahr 2013 gab SpaceX erstmals bekannt, an Konzepten für ein Transportsystem zum Mars zu arbeiten, damals unter dem Namen MCT (Mars Colonial Transporter). Es handelte sich dabei um Studien, die in den folgenden Jahren mehrfach stark überarbeitet wurden.[15]

Erste Tests von Komponenten des Raptor-Triebwerks begannen 2014.

Interplanetary Transport System (ITS) [Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Starship und Super Heavy (rechts) im Vergleich mit Saturn V (Mitte) und Falcon Heavy (links)

Im September 2016 stellte Musk auf dem 67. Internationalen Astronautischen Kongress mit dem Interplanetary Transport System (ITS) das Grundkonzept vor, mit dem erstmals ein bemannter Flug zum Mars ermöglicht werden solle.[16] Im selben Monat wurde erstmals ein Raptor-Triebwerk auf einem Teststand gezündet. Das gesamte ITS-Vehikel sollte eine Höhe von 122 m haben und bis zu 550 t Nutzlast in einen niedrigen Erdorbit transportieren können. Das Raumschiff sollte einen Durchmesser von 12 m aufweisen. Ziel war es, mit dem System 100 Menschen in durchschnittlich 115 Tagen zum Planeten Mars zu befördern. Die erste bemannte Marsmission sollte nach Musks Konzept frühestens im Jahr 2024 starten.

BFR / Starship und Super Heavy[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Am 29. September 2017 präsentierte Musk auf dem 68. Internationalen Astronautischen Kongress in Adelaide, Australien[17] ein überarbeitetes Raketenkonzept namens BFR[4] (Big Fucking Rocket,[18][19][20][21] wenig später von SpaceX auch als Big Falcon Rocket bezeichnet[22][23]). Das BFR-Konzept wurde gegenüber dem ITS-Entwurf erheblich verkleinert. Im Rahmen dieser Änderungen wurden auch die Ziele für das Raptor-Triebwerk nach unten skaliert. Statt des zunächst geplanten Schubs von 3050 kN (3500 kN im Vakuum) sollte es nur noch 1700 kN (1900 kN im Vakuum) erzeugen.[24][25]

Seitdem änderte sich das Design der Rakete mehrfach. So wurde die geplante Gesamtlänge etwas vergrößert und der Schub des Raptor-Triebwerks auf 2000 kN angehoben.[26]

Die folgende Tabelle zeigt die beiden Entwürfe von 2010 (Falcon X und Falcon XX) sowie die neueren Konzepte im Vergleich zur Saturn V, der Rakete des Apollo-Mondprogramms.

Saturn V Falcon X[14] Falcon XX[14] ITS (2016)[24] BFR (2017)[25] BFR (2018)[3] Starship – SH (2019)[27][5]
Höhe 110 m 93 m 100 m 122 m 106 m 118 m
Durchmesser 10,1 m 6 m 10 m 12 m 9 m
Startmasse 2.934 t k. A. k. A. 10.500 t 4.400 t k. A. 5.000 t
Nutzlast (LEO) 133 t 38 t 140 t 300 t (550 t1) 150 t (250 t1) 100 t (k. A.1) > 100 t (beworben)[6]
150 t (angestrebt)
Startschub 33.851 kN 16.000 kN 45.360 kN 128.000 kN 52.700 kN 62.000 kN
Besatzung 3 k. A. k. A. max. 100[28][29]

(Höchstwerte sind mit gelbem Hintergrund markiert; 1 ohne Wiederverwendung.)

Im November 2018 gab Elon Musk die Umbenennung der BFR in Starship und Super Heavy bekannt.[30]

Konzept[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wiederverwendbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Kernelement des Konzepts ist die volle Wiederverwendbarkeit aller Raketenbestandteile und dadurch ein sehr kostengünstiger Betrieb der Rakete.[31] Mit zunehmender Anzahl an Wiederverwendungen relativieren sich die Kosten einer Rakete, da sich deren Herstellkosten auf eine größere Anzahl der Benutzungen aufteilen. Lediglich die Startkosten z. B. für Treibstoff, Wartung und Nutzung der Bodenanlagen fallen jeweils in voller Höhe an. Die Planungen für das Interplanetary Transport System zielten auf eine 12-malige Wiederverwendbarkeit des bemannten interplanetaren Raumschiffs, eine 100-malige Wiederverwendung einer als Tankschiff modifizierten Version und bis zu 1000 Starts der Erststufe ab.[24] Bei der Falcon 9 war ein Ziel von 10 Wiederverwendungen ausgegeben, wovon bislang 8 erreicht wurden.

Grundfähigkeiten wie Rückflug und aufrechte Landung einer Raketenstufe mittels der eigenen Triebwerke (propulsive landing) und auf Landebeinen wurde bereits mit dem Versuchsträger Grasshopper erprobt und dann bei den Falcon-9-Raketen bis zur Serienreife gebracht.

Serienfertigung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SpaceX setzt bereits bei den aktuellen Raketen erfolgreich auf Serienfertigung in relativ großer Stückzahl. Durch den entstehenden Skaleneffekt können identische Bauteile günstiger produziert werden; zudem können Konstruktionsfehler schneller erkannt und ausgemerzt werden. Bei der Falcon 9 werden zum Beispiel neun identische, relativ kleine Merlin-1D-Triebwerke in der Erststufe sowie ein weitgehend baugleiches Aggregat in der Oberstufe verwendet, welches sich hauptsächlich durch die vergrößerte Ausströmdüse unterscheidet. Für die Falcon Heavy werden 27 baugleiche Merlin-Triebwerke in der Erststufe verwendet und eines in der Oberstufe. Die Erststufe Super Heavy soll ca. 28 identische Raptor-Triebwerke erhalten, sowie 6 weitere die Oberstufe Starship.

Treibstoff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Obwohl flüssiger Wasserstoff (LH2) in Verbindung mit flüssigem Sauerstoff (LOX) einen höheren spezifischen Impuls liefert als Methan mit LOX, hat sich SpaceX gegen diese Treibstoffkombination entschieden. Hintergrund ist eine angestrebte Methanherstellung auf dem Mars im Rahmen der angestrebten Marslandungen. Zudem hat LH2 eine erheblich geringere Dichte (≈71 kg/m³) als verflüssigtes Methan (≈420 kg/m³), was grundsätzlich größere und schwerere Tanks erfordert. Der bei der Falcon 9 verwendete Treibstoff RP1 ist mit dem derzeitigen Stand der Technik auf dem Mars nicht herstellbar. Weiterer Nachteil ist die einer Wiederverwendbarkeit entgegenstehende stärkere Verrußung der Triebwerke.[14]

Üblicherweise werden kryogene Treibstoffe im Bereich der Siedetemperatur eingesetzt. Bei Starship und Superheavy soll hingegen – wie bereits bei der Falcon 9 – der Treibstoff supergekühlt eingesetzt werden, also bei Temperaturen in der Nähe des Gefrierpunkts. Das führt zu einer Erhöhung der Dichte der Treibstoffe und erlaubt bei gegebenen Tankvolumen 10–12 % mehr Treibstoffmasse unterzubringen, was wiederum die mögliche Nutzlast erhöht. Zudem verringert sich dadurch das Risiko von Kavitation in den Treibstoffpumpen und erhöht somit deren Lebensdauer.

Während ein Rückflug von der Mondoberfläche ohne erneute Betankung möglich sein soll, müsste der für einen Rückflug vom Mars benötigte Treibstoff vor Ort produziert werden. Das SpaceX-Konzept sieht vor, das auf dem Mars vorhandene Wassereis abzubauen und mittels Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten. Der Sauerstoff würde danach verflüssigt und eingelagert werden. Aus dem Wasserstoff soll dann zusammen mit Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre im Sabatier-Prozess Methan produziert werden. Dieses müsste ebenfalls verflüssigt und gelagert werden. Das beim Sabatier-Prozess entstehende Wasser würde wiederum der Elektrolyse zugeführt werden. Die für die Treibstoffgewinnung nötige Energie möchte SpaceX mit einem Solarkraftwerk gewinnen.[4]

Erststufe (Super Heavy) [Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

3D-Animation der Erststufe des ITS, des Vorgängerentwurfs der BFR, bei der Landung

Die als Super Heavy bezeichnete erste Stufe soll mit ca. 28 Raptor-Triebwerken ausgerüstet werden,[32] die bei Starts von der Erde mit voller Nutzlast alle zum Einsatz kommen. Sie würden zusammen bis zu 6200 t Schub liefern. Eine innere Gruppe von sieben Triebwerken soll schwenkbar angebracht sein und die Schubvektorsteuerung übernehmen. Die Erststufe soll nach ihrer Abtrennung zur Erde zurückfliegen.[5] SpaceX möchte versuchen, sie in einer Fangvorrichtung direkt am Startturm auf der Startrampe landen zu lassen, um einen schnellen Neustart zu ermöglichen. Dadurch würden auch das Gewicht und die Kosten für Landebeine eingespart.[33][34][35]

Für die tragende Struktur und die Tanks sah die ursprüngliche Planung kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) vor.[24] Ab Ende 2018 wurde zu einer Edelstahlbauweise gewechselt. Die Konstruktion ist einwandig ausgeführt, das heißt die Tankhülle ist gleichzeitig die Außenhülle der Rakete.[36][37]

Die Druckbeaufschlagung der Tanks – auch bei der Oberstufe – soll mit Hilfe von Methan- und Sauerstoffmengen erfolgen, die in den Triebwerken erhitzt und von dort zurück in die Tanks geleitet werden.[38]

Oberstufe (Starship) [Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Tanksektionen der Starship-Prototypen SN10 und SN11

Die geplante Triebwerksauslegung der Oberstufe – des Starship (vormals BFS für Big Falcon Spaceship[39] oder Big Fucking Spaceship[40]) – wechselte mehrmals. Mit Beginn der Fertigung von flugfähigen Prototypen legte sich SpaceX auf die Verwendung von sechs Raptor-Triebwerken fest, drei davon identisch mit denen der Erststufe und drei vakuumoptimierte Motoren – kurz RVac genannt – mit wesentlich größerer Düse.[41] Wie bei der Super Heavy ist eine Schubvektorsteuerung mit einer inneren Gruppe von einzeln schwenkbaren Triebwerken geplant, um die herum die starr befestigten übrigen Motoren angeordnet werden. Lageveränderungen während des Raumflugs sollen mit kleineren Steuertriebwerken erfolgen, die aus separaten Hochdrucktanks ebenfalls mit Flüssigsauerstoff und Methan versorgt werden.[5]

Die Außenhülle entwickelte sich wie bei der Super Heavy von einem CFK-Entwurf zu einer Konstruktion aus zusammengeschweißten, vier Millimeter dicken Blechen aus rostfreiem Chromnickelstahl (Typ 304L[42][43]). Dieses Material ist bei sehr hohen und sehr niedrigen Temperaturen wesentlich stabiler als CFK und kann den Infrarotanteil der Sonnenstrahlung im All zum größten Teil reflektieren. Zudem ist Stahl preiswerter und einfacher als CFK zu verarbeiten. Die Unterseite soll mit dünnen keramischen Hitzeschutzkacheln versehen werden.[44][5]

Im Gegensatz zu herkömmlichen Raketenkonstruktionen ist die Oberstufe des Starship fest mit der Nutzlastsektion verbaut, so dass beide eine Einheit bilden. Der Durchmesser beträgt 9 Meter, und als maximale Nutzlastmasse sind über 100 Tonnen geplant. Eine volle Nutzung des Treibstofftanks und der Transportkapazität für interplanetare Flüge soll möglich werden, indem weitere Raumschiffe (Tanker) den Treibstoff in Portionen in den Erdorbit transportieren und dort das Raumschiff etwa für einen Flug zum Mars betanken.

Der aktuelle Starship-Entwurf verfügt über vier seitliche, flügelähnliche Brems- und Steuerflächen für Landungen auf Planeten mit Atmosphäre. Zwei kleine sind ähnlich Canards am vorderen (beim Start oberen) Ende des Raumschiffs angebracht, zwei größere am hinteren Ende. Diese Klappen wirken nach demselben Prinzip wie die Arme und Beine eines Fallschirmspringers: Während das Raumschiff mit dem „Bauch“ (der mit Hitzeschutz versehenen Seite) voran nach unten fällt, werden die Klappen unabhängig voneinander bewegt, um es in der Waagerechten bzw. dem gewünschten Anstellwinkel zu halten. In der Endphase des Landeanflugs dreht sich das Schiff um 90 Grad um die Querachse, fliegt rückwärts und landet wie die Falcon 9 mit Triebwerksbremsung, aber auf sechs anstelle von vier ausgeklappten Landebeinen. Bei der Rückkehr von interplanetaren Flügen soll das Starship mit Atmosphärenbremsung landen, das heißt vor dem Landen mehrmals in die Erdatmosphäre eintauchen, um schrittweise die Bewegungsenergie abzubauen ohne zu überhitzen.[5]

Die Oberstufe ist in mindestens vier verschiedenen Ausführungen geplant: Als Raumschiff für Personen- und Frachttransporte, als Mondlandefähre, als Tanker und als „Großraumfrachter“.

  • Raumschiff: Die Druckkabine soll nach vorläufiger Planung von 2019 über etwa 1000 m3 Raum unter Atmosphärendruck verfügen,[5] mehr Raum als das Hauptdeck (775 m3) in einem Airbus A380. Ein erstes Konzept für Marsflüge sieht u. a. 40 kleine Kabinen und große Gemeinschaftsräume für Passagiere vor. Hinter der Kabine soll sich eine Nutzlastsektion befinden, welche nicht unter Druck steht.[25]
  • Tanker: Fürs erste plant SpaceX, normale Raumschiffe ohne Nutzlast als Tanker einzusetzen. Erst für einen späteren Zeitpunkt ist die Entwicklung eines dedizierten Tankers geplant.[47]
  • Frachter: Die Frachtversion des Starships soll eine große Bugklappe für den Transport von Satelliten oder Raumstationsmodulen erhalten. Den maximalen Durchmesser der Nutzlast gibt SpaceX mit 8 Metern an, bei einer Höhe von maximal 17,24 Metern. Das nutzbare Volumen des Frachtraums soll etwa 660 m3 betragen.[48]

Betankung im Orbit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für einen kostengünstigen interplanetaren Transport erachtet Elon Musk die Wiederbetankung der Raumschiffe in der Erdumlaufbahn als unverzichtbar. Eine Technik zum vollautomatischen Rendezvous und Ankoppeln realisierte SpaceX bereits mit dem Raumschiff Dragon 2. Beim Starship sollen jeweils zwei Schiffe – davon eines ein Tanker – am Heck über dieselben Elemente aneinander ankoppeln, mit denen sie auf der Erststufe aufsitzen.

Bei der Entwicklung der Wiederbetankungstechnik arbeitet SpaceX mit dem Glenn Research Center und dem Marshall Space Flight Center der NASA zusammen.[49] Die NASA fördert das Vorhaben auch mit einem Betrag von 53 Millionen Dollar.[50]

Vergrößerte Raketenversion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Starship und Super Heavy sind mit knapp 120 Metern Gesamthöhe und 9 Metern Durchmesser nach Aussage von Gwynne Shotwell die erste und kleinste Version einer geplanten Baureihe. Bereits seit mehreren Jahren konzipiert SpaceX auch eine vergrößerte Variante, die nach Andeutungen von Elon Musk einen auf 18 Meter verdoppelten Durchmesser haben könnte.[51][52]

Vorläufige technische Daten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stand: Herbst 2020

Das Design von Starship und Super Heavy ist noch im Fluss. Falls das Projekt erfolgreich ist, wird die Transportleistung unter anderem von der genauen Triebwerksleistung und dem Leergewicht abhängen; beides steht noch nicht fest. Der erste Prototyp des Starships (Mk I) wog 200 Tonnen; angestrebt werden zunächst maximal 120 Tonnen,[5] langfristig unter 100 Tonnen.[53] Beworben wird das System mit „100+ t“ Höchstnutzlast.[6] Auf den Durchmesser von etwa 9 Metern hat sich SpaceX durch die Auslegung der Raketenfabrik und Startanlagen in Boca Chica festgelegt.

Vorläufiges Datenblatt[6][33][27]
Ganze Rakete Erststufe
(Super Heavy)
Zweitstufe
(Starship)
Nutzlast (LEO) wiederverwendbar: über 100 t
Einfachnutzung: k. A.
Nutzlast (GTO) Einfachflug, wiederverwendbar: 21 t[48]
wiederbetankt, wiederverwendbar: über 100 t
Einfachnutzung: k. A.
Nutzlast für Landung 50 t[5]
Rumpfdurchmesser 9 m
Höhe ca. 120 m ca. 65 m ca. 55 m
Leergewicht ≤ 120 t
Triebwerke 28 Raptor-Triebwerke 6 Raptor-Triebwerke
Schub ca. 72.000 kN
Tankkapazität rund 5.000 t 3.400 t, davon ca. 34 O2 1.500 t, davon ca. 34 O2

Umsetzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Finanzierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Entwicklungskosten für das ursprünglich geplante ITS wurden 2016 auf rund 10 Milliarden US-Dollar veranschlagt,[16] die Kosten für die BFR zunächst auf 2–10 Mrd. Durch den Wechsel auf die Stahlbauweise erwartet man eine beschleunigte Entwicklung und weitere Einsparungen, sodass 2019 ein Aufwand von etwa 3 Mrd. Dollar angestrebt wurde.[5] Die finanziellen Mittel zur Entwicklung der Rakete sollen einerseits durch kommerzielle Satellitenstarts, Versorgungsflüge zur ISS und Weltraumtourismus erwirtschaftet werden, andererseits durch Einnahmen aus dem Betrieb der eigenen Starlink-Satellitenkonstellation. Einen wesentlichen Beitrag leistet auch der Mondpassagier und Milliardär Yusaku Maezawa.[54] Die NASA steuert im Rahmen des Artemis-Programms 135 Millionen Dollar bei[7] und im Rahmen des Technologieförderprogramms „Tipping Point“ weitere 53 Millionen.[50] Durch die Konzentration auf Starship und Super Heavy als einzige zukünftige SpaceX-Raketenplattform wurden auch Kapital und Entwicklungskapazitäten freigesetzt, da kaum noch Aufwand für eine Weiterentwicklung von Falcon 9, Falcon Heavy und Dragon anfällt.[4]

Prototypenbau und Tests[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Test eines Raptor-Prototyps am 25. September 2016.

Ein verkleinerter Prototyp des neuen Raptor-Triebwerks wurde 2016 erstmals getestet. 2017 wurde aus einem für kryogene Anwendungen optimierten Kohlenstofffaser-Verbundmaterial (CFK) ein Prototyp des Sauerstofftanks für das ursprünglich geplante ITS hergestellt und getestet.[55][4]

2018 begann die Entwicklung des BFR-Raumschiffs und – auf einem Gelände am Liegeplatz 240 des Port of Los Angeles – der Bau eines ersten Raumschiffprototyps aus CFK. SpaceX bereitete die Errichtung einer Fabrik auf dem Hafengelände vor; die produzierten Raketen wären von dort zu den Startplätzen verschifft worden. Für längere Landtransporte sind Starship und Super Heavy zu groß.[56][57][58]

Der Starhopper

Im Winter 2018/19 verlegte das Unternehmen die Raketenmontage zur SpaceX South Texas Launch Site in Boca Chica (Texas) und präsentierte dort ein noch unfertiges Fluggerät in Stahlbauweise.[59] Den Standort am Hafen von Los Angeles gab SpaceX auf;[60] die Spezialausrüstung für die CFK-Raumschiffproduktion wurde verschrottet.[61]

Im Sommer 2019 fanden in Boca Chica mit dem mittlerweile als „Starhopper“ bekannten Testvehikel zwei Flüge bis zirka 20 beziehungsweise 150 Meter Höhe statt. Bei beiden kam das sechste gebaute Raptor-Triebwerk zum Einsatz.[62] Parallel dazu begann der Bau der beiden Prototypen Starship Mk I und Starship Mk II (kurz für Mark 1 und Mark 2). Sie wurden von Teams in Texas (Mk I) und in Florida (Mk II) gebaut, die in Konkurrenz zueinander arbeiteten.[63] Das Starship Mk I wurde dann bei einem Betankungstest im Dezember 2019 zerstört, der Bau von Mk II wurde anschließend gestoppt. Die nächsten, in Boca Chica gebauten Prototypen Starship SN1 (Seriennummer 1) und SN3 gingen ebenfalls beim Betanken zu Bruch.[64][65] Beim Starship SN4 wurde im Mai 2020 erstmals ein Raptor-Triebwerk eingebaut und kurz gezündet.[66] Wenig später explodierte dieser Prototyp nach einem weiteren Triebwerksprobelauf.[67]

Elon Musk inspiziert die Überreste des Starship SN8

Am 4. August 2020, etwa ein Jahr nach den Starhopper-Testflügen, hob mit SN5 der erste Starship-Prototyp zu einem erfolgreichen Testflug bis 150 Meter Höhe ab. Am 3. September folgte mit SN6 ein weiterer erfolgreicher 150-Meter-Test. Im Dezember demonstrierte SN8 planmäßig verschiedene Flugmanöver in größerer Höhe, insbesondere den kontrollierten waagerechten Fall mit Klappensteuerung, setzte jedoch bei der Landung hart auf und explodierte. Ursache der Bruchlandung war ein Konstruktionsfehler; die Triebwerke hatten während des Bremsvorgangs wegen zu geringem Tankdruck nicht genug Treibstoff erhalten.[68][69] Das Starship SN8 besaß erstmals drei Raptor-Triebwerke; alle vorherigen Prototypen hatten nur ein Triebwerk. Anfang Februar 2021 fand mit SN9 der nächste Testflug statt, der wie bei SN8 zunächst erfolgreich verlief, dann aber wegen eines Triebwerkausfalls mit einer Bruchlandung und einer Explosion endete.

Es sind zahlreiche weitere Testflüge geplant; mehrere Prototypen sind im Bau.

Start- und Landeplätze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für Testflüge der Starship-Prototypen existieren zwei Startgestelle und eine Landefläche auf der SpaceX South Texas Launch Site. Am selben Ort entsteht seit Sommer 2020 auch eine Startrampe für Orbitalflüge.[70] Als zweiter Standort ist das Kennedy Space Center in Florida vorgesehen,[48] wo bereits 2019 Vorbereitungen für den Bau einer Starship-Startrampe am historischen Launch Complex 39A begannen.[71] Am LC-39A waren alle Mondflüge des Apollo-Programms gestartet. Für Starship-Landungen würde die bereits bestehende Landing Zone 1 auf der benachbarten Cape Canaveral Space Force Station mitgenutzt; Super Heavy soll auf einer unbemannten Plattform im Atlantik landen.[27]

Um die Lärmbelastung und Gefahren für Anwohner in Südtexas zu reduzieren, plant SpaceX als längerfristige Lösung einen „Offshore-Weltraumbahnhof“ mit schwimmenden Start- und Landeplattformen vor der texanischen Golfküste.[72] Dazu erwarb das Unternehmen im Juli 2020 für 7 Millionen US-Dollar zwei ausgediente Ölbohrplattformen, die zu Start- und Landeanlagen umgebaut werden. Die Plattformen erhielten die Namen Phobos und Deimos, nach den beiden Marsmonden.[73][74] SpaceX möchte Super Heavy direkt in einem Fangarm auf der Startplattform landen lassen, um einen schnellen Neustart zu ermöglichen.[33][34][35]

Starts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Atmosphärische Testflüge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stand: 2. Februar 2021

Lfd. Nr. Datum (UTC) Rakete Nutzlast Höhe (km ca.) Anmerkungen
1 26. Juli 2019 Starhopper 0,02 Erfolg, Testflug mit Landung
2 27. August 2019 Starhopper 0,15 Erfolg, Testflug mit Landung
3 4. August 2020[75] Starship-Prototyp SN5 0,15 Erfolg, Testflug mit Landung
4 3. September 2020[76] Starship-Prototyp SN6 0,15 Erfolg, Testflug mit Landung
5 9. Dezember 2020[77] Starship-Prototyp SN8 12,5 Teilerfolg, Testflug mit Bruchlandung
6 2. Februar 2021[78] Starship-Prototyp SN9 10 Teilerfolg, Testflug mit Bruchlandung

Orbitalstarts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Folgende Starship/Super-Heavy-Starts werden von SpaceX angestrebt:

  • erster orbitaler Testflug mit einem Starship/Super-Heavy-Prototyp 2021[2][79]
  • unbemannte Mondlandung 2022[80]
  • Dear Moon – bemannte Mondumrundung mit Yusaku Maezawa 2023[81]
  • unbemannter Marsflug 2024[33]
  • bemannte Mondlandung frühestens 2024,[82]
  • bemannter Marsflug Ende 2026[83]
  • Start der zweiten und nachfolgender Generationen von Starlink-Satelliten mit bis zu 400 Satelliten pro Start[84][85][86]

SpaceX verfügt nach eigenen Angaben bereits über Startaufträge, bei denen das Unternehmen vertragsgemäß selbst entscheiden kann, ob sie mit einer Falcon-Rakete oder dem Starship ausgeführt werden.[79] Das Goddard Space Flight Center der NASA fragte 2019 bei SpaceX wegen eines möglichen Starts des Luvoir-Teleskops an, eines für Ende der 2030er Jahre vorgeschlagenen Astronomie-Großprojekts.[87]

Bisherige Ziele und Projektplanungen von SpaceX erwiesen sich meist als zu optimistisch; bei Großprojekten kam es regelmäßig zu Verzögerungen von mehreren Jahren.[88] Insbesondere der genannte Termin für einen bemannten Marsflug wird als unrealistisch angesehen.[83][89]

Ähnliche Neuentwicklungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die NASA entwickelt mit dem Space Launch System (SLS) eine ähnlich große Trägerrakete, die ebenfalls bemannte Missionen zum Mond und zum Mars ermöglichen soll. Das auf der Space-Shuttle-Raketentechnologie basierende SLS wird nicht wiederverwendbar sein und bei gleicher Nutzlast mehr als die zehnfachen Startkosten des Starship-Systems aufweisen. Auch China plant mit der Langer Marsch 9 (CZ-9) eine Superschwerlastrakete für Flüge zum Mond und zum Mars.

Das US-amerikanische Raumfahrtunternehmen Blue Origin entwickelt mit der New Glenn ebenfalls eine sehr große Trägerrakete (96 Meter Höhe, 7 Meter Durchmesser) mit wiederverwendbarer Erststufe. Als Anwendungen wurden Missionen in Erdumlaufbahnen und zum Mond genannt. Die New Glenn soll nur etwa ein Drittel der Starship-Nutzlastkapazität bieten.

Die stärksten derzeit verfügbaren oder in Entwicklung befindlichen Trägerraketen für den Transport in niedrige Erdumlaufbahnen (LEO) sind:

Rakete Hersteller Stufen Seiten­booster max. Nutz­last (LEO) max. Nutz­last (GTO) wieder­verwendbar inter­planetare Missionen bemannte Missionen Erstflug
CZ-9 China VolksrepublikVolksrepublik China CALT 3 4 140 t 66 t nein geplant nicht geplant ca. 2030
SLS Block 1B Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Boeing 2 2 105 t keine Angabe nein geplant geplant 2025 (geplant)
Starship Vereinigte StaatenVereinigte Staaten SpaceX 2 > 100 t1 21 t[90]
(> 100 t2)
voll­ständig geplant geplant 2021 (geplant)
SLS Block 1 Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Boeing 2 2 95 t keine Angabe nein geplant geplant 2021 (geplant)
Falcon Heavy Vereinigte StaatenVereinigte Staaten SpaceX 2 2 64 t 27 t Erst­stufe, Seiten­booster, Nutz­last­verkleidung ja nicht geplant 2018
New Glenn Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Blue Origin 2 45 t1 13 t1 Erst­stufe möglich geplant 2022 (geplant)
Angara A5V RusslandRussland Chrunitschew 3 4 37,5 t 12 t nein geplant geplant 2027 (geplant)
Delta IV Heavy Vereinigte StaatenVereinigte Staaten ULA 2 2 29 t 14 t nein ja nein 2004
Vulcan Vereinigte StaatenVereinigte Staaten ULA 2 6 27 t 13,6 t nein3 geplant geplant 2021 (geplant)
CZ-5 China VolksrepublikVolksrepublik China CASC 2-3 4 25 t 14 t nein ja nicht geplant 2016
1 Maximale Nutzlast bei Wiederverwendung aller wiederverwendbaren Komponenten. Ohne Wiederverwendung wäre eine größere Nutzlast möglich. Bei der New Glenn ist dies nicht vorgesehen,[91] beim Starship eine denkbare Option.[92]
2 Bei Wiederbetankung im Orbit.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: SpaceX Starship – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Stephen Clark: Elon Musk wants to move fast with SpaceX’s Starship. Spaceflight Now, 29. September 2019.
  2. a b SpaceX Will Launch Its First 2021 Mission This Week, With Many Milestones to Come. The New York Observer, 4. Januar 2021: „If everything goes according to the plan, at least one Starship prototype will reach orbit by the end of the year.“
  3. a b First Private Passenger on Lunar BFR Mission. In: YouTube/SpaceX. SpaceX, 17. September 2018, abgerufen am 20. September 2018 (englisch).
  4. a b c d e f Präsentation von Elon Musk vom 29. September 2017 am 68. International Astronautical Congress in Adelaide, Australien (YouTube-Video). Tank aus einem neu entwickelten CFK-Werkstoff („new carbon fiber matrix“) ab 04:30, Wiederbetankung ab 27:00, Ersatz für alle anderen SpaceX-Systeme ab 28:20, Treibstoffproduktion ab 33:50, Planung der Marsflüge ab 37:00, Interkontinentalverkehr ab 40:00.
  5. a b c d e f g h i j Starship Update. Präsentation von Elon Musk im 29. September 2019 (YouTube-Video)
  6. a b c d Starship auf der SpaceX-Website, abgerufen am 8. Dezember 2020.
  7. a b Stephen Clark: Blue Origin wins lion’s share of NASA funding for human-rated lunar lander. Spaceflight Now, 30 April 2020.
  8. SpaceX IPO Will Have To Wait Until Regular Trips To Mars. Investors Business Daily, 22. Mai 2018.
  9. Jeff Foust: SpaceX signs up Japanese billionaire for circumlunar BFR flight. In: Spacenews. 17. September 2018, abgerufen am 18. September 2018.
  10. Chris Bergin: Point-To-Point transportation gains boost via NASA/Virgin Galactic SAA. Nasaspaceflight.com, 5. Mai 2020.
  11. Dear NASA: What’s in It for Me?. Wallstreet Journal, 13. Dezember 2020.
  12. Thomas Burghardt: Preparing for “Earth to Earth” space travel and a competition with supersonic airliners. Nasaspaceflight.com, 26. Dezember 2020.
  13. Max Chafkin: The Companies of Elon Musk. (Memento vom 3. Januar 2008 im Internet Archive). In: Inc.com, 1. Dezember 2007, Datenblatt zu Musks Firmen.
  14. a b c d e Spaceflight101.com: SpaceX – Launch Vehicle Concepts & Designs. Abgerufen am 21. Oktober 2017.
  15. Robert Zubrin: A Critique of the SpaceX Interplanetary Transport System. In: The New Atlantis. 21. Oktober 2016.
  16. a b SpaceX: Making Humans a Multiplanetary Species, Präsentation von Elon Musk vom 27. September 2016 (YouTube-Video).
  17. 68. International Astronautical Congress (IAC), 2017.
  18. "Big Fucking Rocket"-Mission zum Mars, tagesschau.de, 29. September 2017.
  19. "Big Fucking Rocket" bald auf dem Weg zum Mars?, sueddeutsche.de, 30. September 2017.
  20. Raketenpläne von Elon Musk: In 60 Minuten um die Erde. In: Spiegel Online. 29. September 2017.
  21. Elon Musk: SpaceX can colonise Mars and build moon base. In: The Guardian. 29. September 2017.
  22. Full Replay: 1st National Space Council Meeting with VP Mike Pence. space.com, 5. Oktober 2017.
  23. Artist S Rendering Of The Big Falcon Rocket. spacex.com, abgerufen am 23. Oktober 2017.
  24. a b c d Elon Musk: Making Humans a Multi-Planetary Species. In: New Space. Band 5, Nr. 2, Juni 2017, S. 46–61. (pdf).
  25. a b c SpaceX: Making Life Multiplanetary (pdf). (PDF) Abgerufen am 19. Oktober 2017.
  26. SpaceX Starship Landing Vehicle Leads & Lags In NASA Lander Proposal Evaluation. Wccftech, 6. Mai 2020.
  27. a b c Katy Smith: Draft Environmental Assessment for the SpaceX Starship and Super Heavy Launch Vehicle at Kennedy Space Center (KSC). (PDF; 20,9 MB) NASA, 1. August 2019, S. 27, abgerufen am 20. August 2019 (englisch).
  28. SpaceX's Starship May Fly for Just $2 Million Per Mission, Elon Musk Says. Space.com, 6. November 2019.
  29. Twitter-Nachricht von SpaceX, 29. September 2019.
  30. Elon Musk renames BFR spacecraft to ‘Starship Super Heavy’. inquirer.net, 20. November 2018, Zugriff am 9. Dezember 2018.
  31. Mike Wall: SpaceX's Starship May Fly for Just $2 Million Per Mission, Elon Musk Says. Space.com, 6. November 2019.
  32. Elon Musk: SpaceX starting on 'Super Heavy' rocket booster to power Mars trip. Cnet, 1. September 2020.
  33. a b c d What is Elon Musk's Starship? In: BBC News. 8. Januar 2021, abgerufen am 21. Januar 2021.
  34. a b SpaceX’s Next Idea: to Catch Super Heavy Boosters With the Launch Tower. Universe Today, 11. Januar 2021.
  35. a b SpaceX targets bold new 'catch' strategy for landing Super Heavy rockets. Space.com, 30. Dezember 2020.
  36. Elon Musk: The new design is metal. In: @elonmusk. 8. Dezember 2018, abgerufen am 31. Dezember 2018 (englisch).
  37. As told to Ryan D'Agostino: Elon Musk: Why I'm Building the Starship out of Stainless Steel. 22. Januar 2019, abgerufen am 22. Januar 2019 (amerikanisches Englisch): „Elon Musk: Yes. The design of Starship and the Super Heavy rocket booster I changed to a special alloy of stainless steel.“
  38. Das Starship ist fertig - als Prototyp. golem.de, 11. Januar 2019, abgerufen am 13. Januar 2019.
  39. Mike Wall: What's in a Name? SpaceX's 'BFR' Mars Rocket Acronym Explained. space.com, 7. Oktober 2017.
  40. Sean O'Kane: SpaceX unveils the Interplanetary Transport System, a spaceship and rocket to colonize Mars. The Verge, 27. September 2016.
  41. Stephen Clark: SpaceX test-fires Starship prototype with three engines. Spaceflight Now, 20. Oktober 2020.
  42. 5 Facts About the SpaceX Starship That Set It Apart from Other Rockets. Thomas Insights, 11. Dezember 2020.
  43. Mike Brown: SpaceX Starship: Elon Musk explains why it needs to beat water towers. 7. Februar 2020, abgerufen am 8. Januar 2021 (englisch, Andere Quellen sprechen von "9 gauge sheet metal", welches exakt 3.797 mm dick ist.).
  44. Elon Musk: Why I'm Building the Starship out of Stainless Steel. In: Popular Mechanics. 22. Januar 2019, abgerufen am 22. Januar 2019 (englisch).
  45. Michael Sheetz: NASA awards contracts to Jeff Bezos and Elon Musk to land astronauts on the moon. CNBC, 30. April 2020.
  46. Stephen Clark: Companies release new details on human-rated lunar lander concepts. Spaceflight Now, 30. April 2020.
  47. Antworten von Elon Musk an einer Reddit-Fragerunde, 14. Oktober 2017.
  48. a b c Starship Users Guide Revision 1.0, März 2020 (PDF). Nutzlastvolumen auf Seite 2, Nutzlastmassen auf Seite 5.
  49. Jeff Foust: Blue Origin and SpaceX among winners of NASA technology agreements for lunar landers and launch vehicles. In: Spacenews. 31. Juli 2019, abgerufen am 31. Juli 2019.
  50. a b 2020 NASA Tipping Point Selections. NASA-Pressemeldung vom 14. Oktober 2020.
  51. SpaceX's plan to fly you across the globe in 30 minutes. TED-Interview vom April 2018.
  52. Elon Musk is already dreaming of a monster 'next-generation' Starship. If built, the rocket's body would be wider than an NBA basketball court. Business Insider, 29. August 2019.
  53. Twitter-Nachricht von Chris Bergin, Nasaspaceflight.com, 31. August 2020.
  54. Japan’s Yusaku Maezawa revealed as first customer for SpaceX trip around the moon. Geekwire, 17. September 2018.
  55. Elon Musk hopes to make SpaceX’s Falcon, Dragon fleet obsolete with Mars rocket. In: Spaceflight Insider. 29. September 2017, abgerufen am 6. Oktober 2019.
  56. Stephen Clark: SpaceX to build BFR factory in Southern California. In: Spaceflight Now. 21. April 2018, abgerufen am 25. April 2018.
  57. Eric Berger: SpaceX indicates it will manufacture the BFR rocket in Los Angeles. In: ars Technica. 19. März 2018, abgerufen am 1. April 2018.
  58. Elon Musk gewährt den bisher aufschlussreichsten Blick auf die SpaceX-Rakete, die zum Mond und Mars fliegen soll. Business Insider, 27. September 2018.
  59. In blow to Los Angeles, SpaceX is moving its Mars spaceship and booster work to Texas. In: Los Angeles Times. 16. Januar 2019, abgerufen am 16. Januar 2019.
  60. In setback to San Pedro’s ‘Silicon Harbor’ goals, SpaceX scraps plan to build manufacturing site on Port of L.A.’s Terminal Island. Daily Breeze, 16. Januar 2019.
  61. Eric Ralph: SpaceX goes all-in on steel Starship, scraps expensive carbon fiber BFR tooling. In: Teslarati. 20. März 2019, abgerufen am 29. August 2019.
  62. Michael Baylor: SpaceX’s Starhopper completes 150 meter test hop. In: Nasaspaceflight.com. August 2019, abgerufen am 28. August 2019.
  63. Eric Berger: SpaceX plans to A/B test its Starship rocketship builds. In: Ars Technica. 15. Mai 2019, abgerufen am 16. Mai 2019.
  64. SpaceX's Starship SN3 prototype collapses in pressure tank test. Space.com, 3. April 2020.
  65. SpaceX Boca Chica - Starship SN1 cryo proof test failure - Feb 28, 2020. YouTube-Video von Nasaspaceflight, 28. Februar 2020.
  66. Mike Wall: SpaceX's Starship SN4 prototype fires rocket engine for 1st time. Space.com, 6. Mai 2020
  67. SpaceX’s Starship SN4 launch vehicle prototype explodes after static engine fire test. In: TechCrunch. Abgerufen am 30. Mai 2020 (amerikanisches Englisch).
  68. Starship prototype makes first high-altitude flight, explodes upon landing. Spacenews, 9. Dezember 2020.
  69. Chris Bergin: Starship SN9 speeds toward Static Fire and test flight. Nasaspaceglight.com, 4. Januar 2021.
  70. begins test campaign as future Starships hatch plans for SpaceX’s next leap. Nasaspaceflight.com, 16. August 2020.
  71. Construction of Starship 39A launch and landing facility picking up the pace. Nasaspaceflight.com, 7. Oktober 2019
  72. SpaceX wants to build an offshore spaceport near Texas for Starship Mars rocket. Space.com, 17. Juni 2020.
  73. Michael Sheetz: SpaceX bought two former Valaris oil rigs to build floating launchpads for its Starship rocket. CNBC, 19. Januar 2021.
  74. Thomas Burghardt: SpaceX acquires former oil rigs to serve as floating Starship spaceports. Nasaspaceflight.com, 19. Januar 2021
  75. SpaceX-Starship-Prototyp besteht Flugtest. In: https://futurezone.at. 5. August 2020, abgerufen am 5. August 2020.
  76. Starship SN6 maiden hop complete - Super Heavy is coming. In: NASASpaceFlight.com. 3. September 2020, abgerufen am 3. September 2020 (amerikanisches Englisch).
  77. SpaceX’s Starship achieves most objectives in mesmerizing test flight . Spaceflight Now, 9. Dezember 2020.
  78. SpaceX Starship crashes after suborbital flight. Spacenews, 2. Februar 2021.
  79. a b Gwynne Shotwell talks about selling flight-proven rockets, Starship. Ars Technica, 4. Januar 2021: „We have signed deals where we can pick whether it's a Falcon or a Starship“.
  80. Artemis Source Selection Statement, NextSTEP-2 Appendix H: Human Landing System Broad Agency Announcement (PDF, 1 MB). NASA, 28. April 2020, Seite 13.
  81. SpaceX Plans to Fly Humans Around the Moon in 2023. Scientific American, 18. September 2018.
  82. Darrell Etherington: SpaceX wants to land Starship on the Moon before 2022, then do cargo runs for 2024 human landing. Techcrunch, 25. Oktober 2019.
  83. a b Elon Musk Swears He'll Send Humans to Mars by 2026. That Seems Impossible. Popular Mechanics, 3. Dezember 2020. Startfenster für eine bemannte Mission zum Mars ergeben sich etwa alle 26 Monate, unter anderem gegen Ende des Jahres 2026.
  84. News Analysis | SpaceX has a lot riding on Starlink’s $499 “UFO on a stick”. Spacenews, 10. November 2000.
  85. Michael Sheetz: Morgan Stanley expects SpaceX will be a $100 billion company thanks to Starlink and Starship. CNBC, 22. Oktober 2020.
  86. Twitter-Nachricht von Elon Musk, 23. Dezember 2018.
  87. Twitter-Nachricht des Goddard Space Flight Centers vom 11. April 2019.
  88. Progress slow at SpaceX’s planned South Texas spaceport. In: 512tech. 21. November 2017: „They lay out very aggressive plans in terms of time schedules that are very rarely if ever met. There’s kind of an expectation that anytime SpaceX gives you a date, you always have to assume that there is going to be a few years of delay.“
  89. „Das Starship wird ein Paradigmenwechsel in der Raumfahrt“. Wirtschaftswoche, 6. Dezember 2020.
  90. Starship Users Guide Revision 1.0, März 2020 (PDF), Seite 5.
  91. Sandra Erwin: Falcon Heavy’s first commercial launch to pave the way for reusable rockets in national security missions. In: Spacenews. 25. März 2019, abgerufen am 25. April 2019.
  92. Twitter-Nachricht von Elon Musk, 29. März 2019.