Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

@Jakda: Deine Aussage das man damals nachgerechnet hat und zum Ergebnis kam das Wiederverwendung sich nicht lohnte stimmt, nur war das schon 20 Jahre her.
Damals war man nicht in der Lage so ein Triebwerk wie das Merlin zu bauen, vor allem waren sie zu schwer für ihren Schub, das zusammen mit mit der wert schwereren Struktur bedeutete das man 30% und Leistung verloren hätte. Hin zu kam das man damals eher nicht in der Lage war einen Booster Aotomatisiert auf einem Schiff hätte landen können und am Schluss noch das Problem mit den Hilfsraketen mit Feststofftriebwerken.

Wenn man die Beiträge hier vom 14. Mai liest, merkt man wieder, dass man aus offizieller SpaceX-Quelle gar nichts weiß. [...] Oder kann mir einer eine fundierte Zahl nennen, was man bei den Kosten für Starts mit einer für Wiederverwendung konstruierten F9 gegenüber einer für Wegwerfen konstruierten F9 spart?

Es werden immer wieder mal hier und da interne Kosten rausgeplaudert, aber die letzte Aussage ist zumindest diese:
https://www.reddit.com/r/spacex/comments/8ih6v2/elon_musk_up_to_300_flights_of_falcon_9_block_5/
"-SpaceX charging $50 million for flight proven flight, instead of $62 million for a new one."

Ein bischen was sparen sie wohl schon, ich glaube nicht, daß sie ansonsten einfach $12 Millionen verschenken, wenn sich Wiederverwendung gar nicht lohnt.

Ich beschäftige mich seit 50 Jahren mit der Raumfahrt - am Anfang noch als reine SF-Freak. Ich kenne viele Berechnungen und Projekte für eine Wiederverwendung, z.B. der Erststufen. Alle sind vom Tisch gefegt worden, weil sie teurer sind als Wegwerfraketen (wenn man alle Kosten für die Wiederverwendung mit einrechnet). Nun haben wir heute andere Technologien und es könnte schon sein...

Ja, ich gehe auch mal davon aus, daß es seit den 60er und 70er Jahren mittlerweile doch ein paar Fortschritte gab, die auch irgendwann der Raumfahrt bezüglich Wiederverwendung zu gute kamen - wenn sie denn dann auch mal jemand angewendet hat. Irgendwie ist doch sonst vieles auf Basis der 60er/70ern einfach stehen geblieben.

So sieht das "kleine" SpaceX Areal im Port Canaveral von oben aus.
Dank an Steven Madow.


https://images.raumfahrer.net/up063463.jpg

Das ist der TESS Booster.
Interessant was da so alles rumsteht.

Weiß jemand wie hoch eigentlich die thermische Belastung der Booster und der Fairings ist?

Der Booster wir ja in etwa 70km Höhe bei 8000 km/h abgetrennt…

Weiß jemand wie hoch eigentlich die thermische Belastung der Booster und der Fairings ist?

Der Booster wir ja in etwa 70km Höhe bei 8000 km/h abgetrennt…

Hallo,

die höchste thermische Belastung müsste beim Wiedereintritt ungefähr beim "Entry Burn" der Erststufe sein. Genaue Zahlen habe ich nicht, aber Alu-Gridfins (Schmelzpunkt Al: 660 °C) schmelzen fast. Also dürfte die höchste Temperatur so bei 550 fast 700 °C liegen.

Viele Grüße

Mario

Nachtrag nach den Bildern von tobi mit der deutlich erkennbar geschmolzenen Alu-Gridfin: Temperaturen und Text angepasst

F9 Block 4 vs Block 5:

https://www.reddit.com/r/spacex/comments/8jsx44/recovered_block_4_vs_recovered_block_5/

Block 5 sieht viel besser aus. Die Gridfins haben keinen Schaden mehr.

Ok. Aber der Booster besteht doch selber aus Aluminiumlegierung 2219 bzw. Lithium-Aluminiumlegierung. Ist darauf noch ein Hitzeschutz aufgetragen? weiß jemand, was für einer?

Möglicherweise ist die Lackierung hitzebeständig. Aber ich denke nicht dass die Aussenhaut derselben thermischen Belastung der Gridfins ausgesetzt ist. Die meiste Energie wird ja an der Stirnfläche unten bei den Triebwerken umgesetzt + Kühlung durch den Resttreibstoff.

Die schwarzen Teile am Block 5 haben aber eine eigens entwickelte Hitzeschutzbeschichtung.

Die meiste Energie wird ja an der Stirnfläche unten bei den Triebwerken umgesetzt + Kühlung durch den Resttreibstoff.

Der Resttreibstoff kühlt doch nur ein feuerndes Triebwerk, oder wird der auch durch die Triebwerksglocken geleitet, wenn die Stufe ohne Antrieb herabgleitet? (ähnlich dem "Engine Chill")

Ob es bei der Falcon technisch möglich ist, auch bei abgeschaltetem Triebwerk aktiv zu kühlen, weiß ich nicht. Ich meinte auch nur die passive Wärmeaufnahmekapazität des Treibstoffs im Tank. Sollte die Röhrenstruktur im unteren Bereich hinter dem Hitzeschild noch viel Wärme abbekommen, würde der Treibstoff einen Teil davon aufnehmen und verteilen.

Neue Erkenntnisse aus Paris:
https://www.spaceintelreport.com/for-french-cnes-space-agency-spacex-can-reach-maximum-reuse-benefit-at-33-launches-year/

33 Starts schafft SpaceX, falls die Internetkonstellation kommt....

Neue Erkenntnisse aus Paris:
https://www.spaceintelreport.com/for-french-cnes-space-agency-spacex-can-reach-maximum-reuse-benefit-at-33-launches-year/

33 Starts schafft SpaceX, falls die Internetkonstellation kommt....

Die paar Zeilen die ich lessen kann sagen etwas leicht anderes: Dass CNES der Meinung ist, dass eine Startrate von ~33 pro Jahr fuer SpaceX am effizientesten ist. Dieses Jahr kommen sie an die Zahl ja schon fast ran. Mal sehen wie es 2019 wird. Momentan ist das Manifest noch etwas mau, aber man kann auf den einen oder anderen Starlink Start hoffen. 

Nach dem Start der Dragon am 29. Juni werden höchstwahrscheinlich nur noch Block 5 Booster zur Verfügung stehen. Die nächsten drei Starts werden jeweils auf neuen Boostern ausgeführt. Ich gehe mal davon aus, dass wir dann im August die ersten Starts mit wiederverwendeten Boostern sehen werden. Könnte es dann im September schon die erste Drittverwendung eines Boosters geben? Was meint ihr  ?

Das "höchstwahrscheinlich" kann ich unterschreiben. Es gibt nur noch zwei Block-4 Stufen.

• Die eine startet am 29. Juni mit CRS15. Bisher ist noch keine einzige Block-4-Stufe beim zweiten Flug gelandet, obwohl es technisch möglich wäre. Aber für einen 3. echten Flug reicht es bei Block 4 leider nicht.
• Die andere Block-4-Stufe ist beim Feuer beschädigt worden und jetzt kaputt.

Wenn schon im August die erste Block-5-Stufe wiederverwendet wird, das wäre eine Meisterleistung. Denn die erste Block-5-Stufe für eine Wiederverwendung soll ja erste ende Juli starten. Das wären rund 5-6, Wochen Turnaroundzeit, und davon nur 3 bis 4 Wochen für die Wartung, denn danach kommt ja schon der nächste Satellit und die Vorbereitungen gehen los. Gut, Block-5 ist dafür ausgelebt, aber ich persönlich glaube nicht, daß die ersten Block-5-Versionen schon so gut sein werden, es wird bestimmt noch die ein oder andere Kleinigkeit geändert werden (auch wenn immer gesagt wird, wäre nicht so, am Ende kommt es immer anders als geplant).

.... und davon nur 3 bis 4 Wochen für die Wartung....

Ich gehe davon aus, dass nach einem Block 5 Flug nur eine "Sichtprüfung" vorgenommen wird. Eine Wartung soll meines Wissens nach erst nach dem 10. Flug erfolgen. Wenn es dazu andere Aussagen gibt würden diese mich sehr interessieren.

Der Bestand an Block 5 Boostern liegt derzeit bei 5 Stück (B1046 bereits geflogen aber z.Zt. wahrscheinlich noch zerlegt. B1047-Telstar 19V, B1048-Iridium NEXT Flug7 und B1049-Telstar 18V sind neu. B1051 ist für den unbemannten Erstflug der Crew Dragon reserviert). Für August sind nach derzeitiger Planung außerdem die Starts von Merah Putih (Telkom 4) und Es’hail 2 angekündigt. Mit welchen Boostern sollten diese denn gestartet werden wenn nicht auf bereits geflogenen?

Ich gehe davon aus, dass nach einem Block 5 Flug nur eine "Sichtprüfung" vorgenommen wird. Eine Wartung soll meines Wissens nach erst nach dem 10. Flug erfolgen.

Ja, das ist das ZIEL. Es gibt aber keine einzige Quelle, die besagt dass das schon bei den ersten Starts so sein wird. Im Gegenteil...

Wenn es dazu andere Aussagen gibt würden diese mich sehr interessieren.

...SpaceX selbst hat ganz klar gesagt, dass die erste Block 5 zerlegt wird und nicht wieder fliegen wird. Es ist absolut gar nicht davon auszugehen, dass nach diesem ersten Flug alles bei der Block 5 klar ist und ab dem zweiten Flug nur noch Sichtprüfungen gemacht werden müssen.

Sowas muss man wie bei Flugzeugen sehen. Wenn ein Flugzeug landet, aufgetankt wird und wieder startet, reichen Sichtprüfungen und die Checklisten. ABER: Bevor das so funktioniert sind Jahre der Entwicklung und Tests nötig. Die Testflugzeuge werden da auch nach jedem Flug gründlichst inspiziert.


Mane

...SpaceX selbst hat ganz klar gesagt, dass die erste Block 5 zerlegt wird und nicht wieder fliegen wird.

Gesagt wurde, daß sie zerlegt wird. Das bedeutet aber nicht, daß sie nicht wieder fliegen wird. Zerlegt dürfte ziemlich hoch gegriffen sein. Sie werden einiges abmontieren zur Überprüfung. Ich gehe aber fest davon aus, daß die Stufe wieder fliegen wird. Nur wahrscheinlich nicht als erste.

Block 5 ist ja trotz vieler Veränderungen kein komplett neuer Träger. Verbessert wurde, was nach vorhandenen Erfahrungen verbesserungswürdig ist. Vieles davon, um die Arbeit für die Aufbereitung zu reduzieren oder zu vermeiden.

Sehe ich auch so. Allerdings gehe ich davon aus, dass. Block 5 auf den Erfahrungen von B1-4 basiert, bei denen man die Schwachpunkte Schritt fuer Schritt ausgemerzt hat. Sollte also alles wie berechnet abgelaufen sein, muesste Block 5 relativ schnell einsatzbereit wie geplant sein. Vielleicht noch 1-2 Fluege und dann wird man sehen.

Zitat von: Hugo am 26. Juni 2018, 22:07:52

.... und davon nur 3 bis 4 Wochen für die Wartung....

Ich gehe davon aus, dass nach einem Block 5 Flug nur eine "Sichtprüfung" vorgenommen wird. Eine Wartung soll meines Wissens nach erst nach dem 10. Flug erfolgen.

SpaceX ist gut, okay, aber Zaubern können auch die nicht. Es sind sehr viele neue Bauteile an der Rakete, die kann man nicht ungeprüft wiederverwenden. Man braucht Erfahrungen um sich ungeprüft auf etwas verlassen zu können. Und Erfahrungen muss man sammeln, mit der Zeit.

SpaceX ist gut, okay, aber Zaubern können auch die nicht. Es sind sehr viele neue Bauteile an der Rakete, die kann man nicht ungeprüft wiederverwenden. Man braucht Erfahrungen um sich ungeprüft auf etwas verlassen zu können. Und Erfahrungen muss man sammeln, mit der Zeit.

Sie haben Erfahrungen. Es ist ja nur ein verbesserter Block und kein neuer Booster.

Bezweifle auch das da allzu viel geprüft wird. Sollte man nach der Sichtung des 1. Block 5 Starts noch Nachjustierungen vorgenommen haben wird man die natürlich prüfen, ansonsten macht eine Prüfung kaum Sinn vor der 2. Landung des gleichen Boosters, denn erst dann ist ja ein neuer "Meilenstein" erreicht.

Der Start des Satelliten Merah Putih (Telkom 4) soll Anfang August mit einem bereits geflogenem Booster erfolgen. Wird bis dahin B1046 (Bangabandhu-1) wieder montiert sein oder wird es der Zweitflug des Boosters von Telstar 19V (der am 21. Juli starten soll) werden?

https://www.reddit.com/r/spacex/wiki/launches/manifest

Ich persönlich tippe auf B1046.2. Ein Zweitflug von B1047 wäre aus meiner Sicht schon eine kleine Sensation.

Folgend eine Übersicht über die Stufen der Falcon:


https://www.dropbox.com/s/pgny837ytrawbo4/F9%20Block%200%2B1%2B2%20Final.png?dl=0


https://www.dropbox.com/s/oi7k5t2nwefl44i/F9%20Block%203%2B4%20Final.png?dl=0


https://www.dropbox.com/s/irxi2qb9wim9pjn/F9%20Block%204%2B5%20Stand%2018-07.PNG?dl=0

Sie haben wieder eine neue Kappe entwickelt um den Booster zu bergen.




https://twitter.com/julia_bergeron/status/1022152003357745157

Im SpaceX Schiffe Thread, hat Eumel ein Video verlinkt. Was mich daran besonders beeindruckt ist, wie der geflogene Booster aussieht. Wenn man da ne Putzkolonne losschickt und den Rus abwaescht, wuerde das Ding glatt als ungeflogen durchgehen. Selbst die Merlins haben kaum Gebrauchsspuren. Und das war der Booster, der richtig arbeiten musste. Booster 1048 flog langsamer und duerfte in der unteren Atmosphäre wetterbedingt sogar noch etwas Extrakuehlung erhalten haben. Da bin ich mal gespannt, wie der aussieht. Aber insgesamt kann man wohl sagen, dass Block 5 zumindest optisch nahezu unbeschadet durch die Atmosphäre kommt. Wenn es intern auch so gut aussieht, dann duerfte das Thema Wiederverwendbarkeit ohne riesigen Aufwand geloest sein.

Mit der Bekanntgabe der ersten Wiederverwendung eines Block 5 Boosters ist man offensichtlich noch sehr zurückhaltend. Alle diesbezüglichen Ankündigungen sind wieder verschwunden. Da aber nach Merah Putih (wobei auch hier B1049 offiziell noch nicht bestätigt ist) noch Es'hail 2 (Florida) und SAOCOM-1A (Vandenberg) auf der Startliste stehen muss ja wohl bald mit der Wiederverwendung angefangen werden.

Ich persönlich bin jedenfalls schon sehr gespannt wann und mit welchem Booster es losgeht.