Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

20 Verwendungen ohne große Reparaturen sind meiner Meinung nach realistisch.

Aber ist das auch sinnvoll? Falls es möglich sein sollte.
Muss SpaceX nicht auch die laufende Serienproduktion von neuen Triebwerken und Raketenstufen am laufen halten?
Das kann SpaceX doch nicht einfach anhalten. Das würde teuer, denke ich.
Und die maximale Anzahl von Falcon 9 Starts ist doch durch die verfügbaren Nutzlasten, Startplätze und Startmannschaften
irgendwo begrenzt. 
Nur so ein Gedanke....

Daß die Stufen eine begrenzte Lebensdauer haben, ist trivial. Das mußte ich doch nicht extra dazu sagen. Wie viele Flüge möglich sind, weiß man bei SpaceX sicher besser als ich. Die Tankzyklen sind bei RP-1 und LOX sicher wesentlich mehr als bei LH. Die Temperaturen sind noch in einem technisch gut kontrollierbaren Bereich.

Mag sein. Weiß jemand, wie oft man heutige RP-1/LOX-Raketen be- und enttanken darf, bevor die zuständigen Ingenieure damit beginnen die Fingernägel abzukauen?

Es gab ein Zitat, daß ein Merlin ca. 1 1/2 Stunden gelaufen ist. Und das war noch ein Merlin C. Die D sind mit Sicherheit besser. 20 Verwendungen ohne große Reparaturen sind meiner Meinung nach realistisch.

Zwanzig mal neun Triebwerkseinsätze, und kein einziges soll ausgetauscht werden müssen? Ist das wirklich realistisch? Es wäre doch schon ein guter Wert, wenn man über diese Anzahl an Starts z.B. zehn Triebwerke austauschen müsste (inklusive Reparatur und späterem Einsatz). Dann wäre am Ende quasi jedes Aggregat einmal aus- bzw. eingebaut worden.

Aber er hat nicht gesagt, daß Falcon das schon kann. Mit den Methan-Triebwerken wird es besser. Wenn die nächste Generation 200 Flüge ohne große Reparaturen macht, bin ich schon zufrieden.

Du solltest schon zufrieden sein, wenn die jetzige Generation 2 oder 3 Flüge ohne Reparaturen schaffen sollte. Das hat ja auch noch keiner versucht geschweige denn geschafft.

Was soll denn jetzt eigentlich als erstes kommen? Methan-Triebwerke oder Wiederverwendung? Besser wäre es wohl, erst einmal die Wiederverwendung zu schaffen. Sobald die erst Rakete vom Pad mit Methan abhebt, werden die Werte sowieso erst einmal schlechter werden. Mit dieser Art Triebwerken hat schließlich noch niemand wirkliche Erfahrungen sammeln können.

Es geht nicht um "besser", sondern um "sicherer". Und "häufiger Gebrauch" ist "sehr" relativ. Komponenten, deren Fehleranfälligkeit mehr duch deren Herstellungsprozess bestimmt ist (als durch den möglichen Verschleiß) werden mit der Verwendung tatsächlich zunächst sicherer. Nicht selten nimmt man sogar einen solchen "unnötigen Verschleiß" bewusst in Kauf, man nennt es auch "Testen". 

Das ist schon klar, aber du weißt doch: Theoretisch kann man ein Gerät "kaputt testen". (Das macht man natürlich auch mit ein paar Modellen, um die Belastungsgrenzen am Objekt zu ermitteln.)

Ich vermute mal, daß du meinst, daß man das frühzeitige Auftreten von Mängeln durch bestimmte Konstruktionsmaßnahmen ausgleichen kann. Das ist richtig, aber viel zu pauschal meiner Meinung nach.

Eigentlich nicht. Was ich sagen wollte, war folgendes: Im Produktionsprozess kommt es immer wieder zu Fehlern, gerade bei Komponenten von Zulieferern. Die fallen dann irgendwann durch ihr Versagen auf, und wenn man nicht Schrott gleicher Güte einbaut, hat man an der Stelle erst einmal Ruhe.

Dahingehend hatte ich "Führerschein" auch verstanden. Die Schwachstellen an jeder einzelnen Stufe fallen frühzeitig auf, werden repariert und gut ist.

Mit wachsendem Alter der gesamten Maschine und ihrer Einzelteile steigt dann aber irgendwann die Zahl der Fehler über ein Maß hinaus, das nicht mehr akzeptabel ist, und manche Bauteile lassen sich vielleicht nicht einmal austauschen (Beispiel: Reaktordruckbehälter im KKW).

Wenn man ein Produkt auf Wiederverwendung hin konstruiert, kennt die Schwachpunkte, berücksichtigt man doch auch die Lebensdauer der einzenen Komponenten. Die, die eine kürzere Lebensdauer als der Rest haben, legt man gleich so aus, daß man sie leicht auswechseln kann. Ein Auto ist doch auch relativ oft "wiederverwendbar", obwohl die Bremsklötze oder der Auspuff nicht das ganze Autoleben durchhalten.

Autsch, ein Autovergleich! Du weißt doch, dass so ein Vergleich immer hinkt, wenn es um Raketen geht!? 
 
Aber genau das hat "Führerschein" mit Sicherheit nicht gemeint. Er will keine ständige Reparatur inklusive Teileaustausch - die Rakete soll funktionieren, wie sie da steht. Reparatur und Austausch sollen nicht der Regelfall sein, sondern die absolute Ausnahme.

Also bei Skylon - was ja auch Raketenbrennkammern mit Pumpen hat und das nochmal viel komplexer - soll eine Wiederverwendung des Antriebes möglich sein aber bei normalen Raketen nicht? Das soll mir jetzt mal jemand erklären..

Bei der ESA im ESTEC sitzen ja auch viele Skylonfans. Erst kürzlich gab es da eine positive Bewertung seitens der ESA zu.

Ich denke es wird anfangs auf ein bis zweimal Wiederverwendung hinauslaufen, was sich dann mit der Zeit steigern lässt. Es muss ja auch eine Balance zwischen Produktionsrate und Wiederverwendung gefunden werden.

Nachtrag: Was ist eigentlich mit Hopper und dem Prototypen aus Bremen, der damals geflogen ist - Phoenix hieß er glaub ich? Alles Geldverschwendung?

Gehört das hier zum Thema? Streng genommen tut es das nur dann, wenn SpaceX den Laden inzwischen aufgekauft und Skylon in seine Produktpalette aufgenommen haben sollte.

Ansonsten die Gegenfrage: Wie kommst du denn darauf, dass bei Skylon klappen kann, ohne Wartung, Austausch und Reparatur bis zum Ende der spezifizierten Lebensdauer zu fliegen?

Übrigens, auch wenn Vergleiche mit Flugzeugen ebenso hinken wie die mit Autos, werft doch mal einen Blick hierauf:

Luftfahrzeug-Instandhaltung

Ähnliche Regeln wird es auch für die Falcon-Familie (und für Skylon, falls es jemals fliegen sollte!) geben. Es wird sie geben müssen.

Moin,

Nachtrag: Was ist eigentlich mit Hopper und dem Prototypen aus Bremen, der damals geflogen ist - Phoenix hieß er glaub ich? Alles Geldverschwendung?

Phoenix hatte keinen Antrieb.

Mit diesem Gleiter wurde lediglich die S/W, Sensorik und Steuerung des Fahrzeugs für vollautomatische Landungen getestet, das aber äußerst erfolgreich. Dazu wurde Phoenix von einem Hubschrauber abgeworfen. Ähnlich Droptest der 'Dragon', nur daß Phoenix ein Fahrwerk ausfuhr und auf einer normalen Landebahn herunterkam. Exakt auf dem Mittelstreifen....

Gruß
roger50

Weiß jemand, wie oft man heutige RP-1/LOX-Raketen be- und enttanken darf, bevor die zuständigen Ingenieure damit beginnen die Fingernägel abzukauen?

Nur so tief aus dem Gedächtnis gekramt sollten die Shuttle-Tanks für ca. 15 Tankzyklen gut sein. Nicht so viel wenn man Tests und Startabbrüche berücksichtigt. Aber das sind auch ganz spezielle Tanks. Flüssiger Wasserstoff ist extrem. Die Schaumstoffisolierung muß auch diese Zyklen aushalten, ohne abzufallen. 20 Flüge mit 40 Zyklen sollte für Methan oder LOX-Tanks kein Problem sein. Und man braucht nach dem ersten Start normalerweise nur einen Tankvorgang pro Start. Hotfiretests können entfallen.

Was ich sagen wollte, war folgendes: Im Produktionsprozess kommt es immer wieder zu Fehlern, gerade bei Komponenten von Zulieferern. Die fallen dann irgendwann durch ihr Versagen auf, und wenn man nicht Schrott gleicher Güte einbaut, hat man an der Stelle erst einmal Ruhe.

Dahingehend hatte ich "Führerschein" auch verstanden. Die Schwachstellen an jeder einzelnen Stufe fallen frühzeitig auf, werden repariert und gut ist.

Mit wachsendem Alter der gesamten Maschine und ihrer Einzelteile steigt dann aber irgendwann die Zahl der Fehler über ein Maß hinaus, das nicht mehr akzeptabel ist, und manche Bauteile lassen sich vielleicht nicht einmal austauschen (Beispiel: Reaktordruckbehälter im KKW).
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Aber genau das hat "Führerschein" mit Sicherheit nicht gemeint. Er will keine ständige Reparatur inklusive Teileaustausch - die Rakete soll funktionieren, wie sie da steht. Reparaur und Austausch soll nicht der Regelfall sein, sondern die absolute Ausnahme.

Ja, so meine ich es. Die Triebwerke sollten ohne große Arbeiten bis zu 20 Erststufenflüge aushalten. Daß im Lauf von 20 Flügen trotzdem einige Triebwerke ausgetauscht und überarbeitet werden müssen, ist dabei zumindest am Anfang durchaus normal. Mit kleinen Modifikationen an potentiellen Schwachstellen sollte aber erreichbar sein, daß im Mittel bei 20 Flügen höchstens noch ein Triebwerk ausgetauscht werden muß. Und wie gesagt, bei Flugzeugtriebwerken gab es früher feste Wartungszyklen. Heute wird mit Sensoren festgestellt, ob das Triebwerk noch normal läuft und eine Wartung wird erst durchgeführt, wenn die Sensoren Auffälligkeiten melden. So wird es auch bei Raketentriebwerken sein. Die sind sowieso mit Sensoren reichlich bestückt, denn sie sollen ja abgeschaltet werden, bevor sie auseinanderfliegen.

Ich denke der Vergleich mit Flugzeugen stimmt schon. Eigentlich ist so eine Rakete im wesentlichen eine Hochleistungsverbrennungsmaschine mit Tanks und ein wenig Anbau oben drauf.
Wenn man sich heute anschaut wie lange gewartete Flugzeugtriebwerke halten, das sind soweit ich weiß mehr als 10 Jahre Einsatzzeit, dagegen sind die Brenndauer von Raketen selbst bei tausendfacher Wiederverwendung gerade mal eine Woche bei 10min/Start
1970 wäre das sicher nicht machbar gewesen, weil die Material und Werkstoffe einfach noch weit von dem weg waren was heute erreichbar ist.
Nicht das es vielleicht nicht möglich gewesen wäre ein Triebwerk zu bauen was eine Woche Betriebszeit verkraftet hätte, aber die hätte dann eine viel zur große Leermasse gehabt.

Das die Leute von SpaceX nichts mehr zu tun hätten wenn das Teil 1000x verwendet wird glaube ich einfach nicht. Das wird eher so sein das sie neue Dinge, z.B. kleinere Triebwerke entwickeln und bauen und damit beschäftigt sind Komponenten in jeder Richtung zu verbessern.
Das führt dann vielleicht beim Merlin dazu, das es davon nicht nur eine neue Version gibt die dann mit LCH4/LOX läuft, sonder diese immer besser werden. Bei den Triebwerken rechne ich eh damit das bestimmte hoch belastete Komponenten vorsorglich nach bestimmten Nutzungszeiten durch neue, oder überholte Komponenten ersetzt werden.
Wenn das gute Ingenieure dran sitzen, ist es ziemlich wahrscheinlich das diese nicht nur ausgetauscht werden, sondern da kompatible Teile eingesetzt werden, die bessere Eigenschaften  haben. Dabei ist es unerheblich was da besser wird, und sei es nur das die neuen Komponenten bessere Werkstoffoberflächen haben, weil man mittlerweile bessere Testgeräte für die Produktion hat.

Zitat von: tobi am 07. März 2014, 12:10:56

Nachtrag: Was ist eigentlich mit Hopper und dem Prototypen aus Bremen, der damals geflogen ist - Phoenix hieß er glaub ich? Alles Geldverschwendung?

Phoenix hatte keinen Antrieb.

Mit diesem Gleiter wurde lediglich die S/W, Sensorik und Steuerung des Fahrzeugs für vollautomatische Landungen getestet, das aber äußerst erfolgreich. Dazu wurde Phoenix von einem Hubschrauber abgeworfen. Ähnlich Droptest der 'Dragon', nur daß Phoenix ein Fahrwerk ausfuhr und auf einer normalen Landebahn herunterkam. Exakt auf dem Mittelstreifen....

Ja schon. Aber das Endziel war ja ein wiederverwendbare "Erststufe", ebenfalls mit Raketentriebwerken und ebenfalls mit vielen Flügen mit demselben Triebwerk. Nur mit Flügeln im Gegensatz zu SpaceX und mit einer riesigen elektromagnetischen Beschleunigungsstrecke.

Aber im Gegensatz zu SpaceX war niemand ausreichend vom Konzept überzeugt, dass weiter Geld geflossen ist.

Autsch, ein Autovergleich! Du weißt doch, dass so ein Vergleich immer hinkt, wenn es um Raketen geht!? 

... und manche Bauteile lassen sich vielleicht nicht einmal austauschen (Beispiel: Reaktordruckbehälter im KKW).

Ok, als Nächstes werde ich ein Beispiel aus der Marmeladenproduktion heranziehen

Aber genau das hat "Führerschein" mit Sicherheit nicht gemeint. Er will keine ständige Reparatur inklusive Teileaustausch - die Rakete soll funktionieren, wie sie da steht. Reparatur und Austausch sollen nicht der Regelfall sein, sondern die absolute Ausnahme.

Ich schrieb nichts von einem "ständigen Reparatur inklusive Teileaustausch". Ich meinte natürlich, daß unterschiedliche manche Komponenten für eine geringere Lebensdauer ausgelegt sein können als andere, und im Zuge von Wartungsintervallen dann eben ausgetauscht werden müssen. Das ist sogar bei dem ungeliebten Autovergleich nicht anders - der Zahnriemen muß nach 250.000 km raus, ob er noch gut ist oder nicht.(Bitte jetzt nicht damit antworten, daß das eine mit Sicherheit begründet wird, und das Andere mit der Vermeidung von Folgeschäden - das gemeinsame Stichwort ist in beiden Fällen "Auslegungslebensdauer".)

Ich denke der Vergleich mit Flugzeugen stimmt schon. Eigentlich ist so eine Rakete im wesentlichen eine Hochleistungsverbrennungsmaschine mit Tanks und ein wenig Anbau oben drauf.

Alles ganz simpel, man fragt sich, warum es nicht längst an jeder Ecke einen Raketenhersteller gibt.

Wenn man sich heute anschaut wie lange gewartete Flugzeugtriebwerke halten, das sind soweit ich weiß mehr als 10 Jahre Einsatzzeit, dagegen sind die Brenndauer von Raketen selbst bei tausendfacher Wiederverwendung gerade mal eine Woche bei 10min/Start

Aber jetzt mal ernsthaft: Abgesehen von der reinen Brenndauer (und man vergleiche mal die hier angenommene Gesamtbrenndauer mit der, die z.B. ein Merlin 1D im Test gesehen hat, da liegen Größenordnungen dazwischen) gibt es noch jede Menge andere Belastungen die das Ganze etwas fraglich machen, als da um nur mal einige wenige zu nennen: Thermalzyklen, Vibrationen, Schock, aerodynamische Lasten...
Guck Dir nur mal allein die Thermalzyklen an; wenn Du ein Triebwerk mit allen Komponenten auf diese Zyklen hin testest, wird das wohl kein Triebwerk über die vorgesehene Lebensdauer mit Sicherheitsmargin überleben. Dann kombiniere das mit den Anforderungen an den Leichtbau und die Auswahl der möglichen Materialien. Dann kombiniere man das mit der Schwächung der Bauteile durch die anderen Umwelteinflüsse über die Lebensdauer und es wird kaum etwas übrigbleiben, das 20 Einsätze einfach mal so *schnipp" übersteht.

Klar, your mileage may vary und sie tut es ja offenbar auch, aber ich bin lange genug im Geschäft um zu wissen daß (a) der Teufel im Detail liegt und gerade in der Raumfahrt (b) alles bei weitem nicht so einfach ist wie es aussieht.

Da hast du mich falsch verstanden, ich will nicht sagen das es einfach wäre, es geht mir eher um einen Vergleich.
Ein Triebwerk der Me262 hatte keine 50h Standfestigkeit, ein heutiges aber über 10 Jahre.
Das F1 für die Saturn V war vielleicht für 2h Betriebszeit ausgelegt, damit es zuverlässig genug war um die 4min sehr zuverlässig zu funktionieren.
Ich denke es sollte heute gelingen ein Triebwerk zu bauen das 200h hält.

Ich glaube nicht das man heute in der Lage ist ein Raketentriebwerk mit 10Jahren Standfestigkeit herzustellen, aber ich denke einen Monat oder 1000 Zyklen vielleicht aber doch.
Das es nicht einfach ist, weiß ich natürlich schon, aber wenn ich mir anschaue wie lange es heute dauert und was es kostet z.B. die A350 zu entwickeln bis die erste Maschine beim Kunden ist, vergehen auch leicht mehr als 10 Jahre.

Eine Rakete ist zwar was anderes als ein Flugzeug, aber die Aufwände werden nicht soviel geringer sein.
Deshalb gehe ich davon aus dass das Raptor Triebwerk für den LCH4/LOX Treibstoff am Anfang zwar sicher keine 200h hält, aber immer besser wird, weil man nach und nach immer besser weiß wie alle Teile gestaltet sein müssen, damit man damit wirklich 200h Standzeit bekommt.
Selbst das Problem mit den Temperaturzyklen ist vermutlich lösbar, z.B. wenn man vor dem Start vielleicht schon längere Zeit die Komponenten vorheizt.
Ich denke das selbst die Druckwellen die starke Vibrationen auslösen lassen sich reduzieren wenn man weiß wie. Die Haltbarkeit der Tanks und Strukturen sind vermutlich am einfachsten zu lösen, vor allem im laufe der Zeit wenn die Triebwerke immer besser werden.

Da hast du mich falsch verstanden, ich will nicht sagen das es einfach wäre, es geht mir eher um einen Vergleich.
Ein Triebwerk der Me262 hatte keine 50h Standfestigkeit, ein heutiges aber über 10 Jahre.
Das F1 für die Saturn V war vielleicht für 2h Betriebszeit ausgelegt, damit es zuverlässig genug war um die 4min sehr zuverlässig zu funktionieren.
Ich denke es sollte heute gelingen ein Triebwerk zu bauen das 200h hält.

Sehe ich ganz genauso. Das Argument "Geht nicht, weils bisher keiner machte" zieht hier nicht. Nahezu alle Trägerraketen waren eben nicht auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt, weshalb solche wiederverwendbaren Raketentriebwerke schlicht nicht nötig waren. Die Schwerpunkte der bisherigen Raketenentwicklung beschränkten sich daher meist darauf ein hochgezüchtetes Triebwerk zu entwickeln, dass die paar Minuten Missionszeit zuverlässig und mit der höchst möglichen Leistung läuft.

Im Grunde lässt sich am ehesten das SSME für den Vergleich heranziehen. Dieses war aber dennoch ein hochkomplexes Konstrukt. Wieso? Einerseits weil es mit flüssigen Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff betrieben wurde und weil es trotz allem vor nahezu 40 Jahren konstruiert wurde. Heute könnte man ein solches Triebwerk (würde man es von Grund auf neu konstruieren) wesentlich "pflegeleichter" bauen können. Interessanterweise gibt es Komponenten die von STS-1 bis zum letzten Flug im Einsatz waren.

Dazu kommt, dass außerhalb von Trägerraketen es durchaus Raketentriebwerke gab, die weit mehr als ein Einwegprodukt waren. Als perfektes Beispiel dient hier das  XLR-99 Triebwerk des Raketenfliegers X-15. Mal von Wikipedia zitiert:
Die zulässige Betriebsdauer bis zur Überholung betrug eine Stunde. Die Brenndauer des X-15-Triebwerks betrug bei Vollschub 83 Sekunden (150 Sekunden mit Zusatztanks), damit waren also 20 bis 40 Flüge bis zur Überholung möglich.

http://de.wikipedia.org/wiki/Reaction_Motors_XLR99

Und das schon in den 50ern / 60ern...

Ein Raketentriebwerk zu bauen, dass ähnlich zu handeln ist wie ein Jet-Triebwerk halte ich mit der heutigen Technik für absolut realistisch.

Ich denke mit den Raketentriebwerken ist man heute im Vergleich vielleicht im Jahre 1980.
Es geht ja nicht nur darum das ein Triebwerk eine bestimmte Leistung erreicht, sondern alle Komponenten möglichst optimal aufeinander abgestimmt werden.
Das geht sicher nicht, wenn sowas eine Behörde oder eine Firma macht ,die in erster Linie viele Kosten produzieren will, die sowieso letztendlich von den Bürgern bezahlt werden.

Bei SpaceX ist da eine ganz neue Motivation dahinter, es geht als erstes darum ein günstiges Transportsystem zu entwickeln, mit dem man letztendlich Menschen auf bis zum Mars und wieder zurück bringen kann. Das dies letztendlich sogar Gewinn abwerfen kann, ist natürlich gewünscht, ist aber nur eine Folge der Hauptmotivation.
Leider ist so eine Einstellung haute fast überall Mangelware und das ist unheimlich schade.
Ich wünsche unseren westlichen Gesellschaften eine ganz neue Aufbruchstimmung, nun... vielleicht kommt das ja wenn der erste Mensch den Marsboden betritt.

Es geht ja nicht nur darum das ein Triebwerk eine bestimmte Leistung erreicht, sondern alle Komponenten möglichst optimal aufeinander abgestimmt werden.

Ja dann. Daß da nur vorher noch niemand drauf gekommen ist....

Das geht sicher nicht, wenn sowas eine Behörde oder eine Firma macht ,die in erster Linie viele Kosten produzieren will, die sowieso letztendlich von den Bürgern bezahlt werden.

Du wirst es nicht glauben, aber auch bei "old space" gibt es Mitbewerber und konkurrierende Angebote. Und die Vorstellung, daß das Primärziel ist, einfach nur Geld zu verbrennen, ist gelinde gesagt, ziemlich weltfremd.

Bei SpaceX ist da eine ganz neue Motivation dahinter, es geht als erstes darum ein günstiges Transportsystem zu entwickeln, mit dem man letztendlich Menschen auf bis zum Mars und wieder zurück bringen kann. Das dies letztendlich sogar Gewinn abwerfen kann, ist natürlich gewünscht, ist aber nur eine Folge der Hauptmotivation.
Leider ist so eine Einstellung haute fast überall Mangelware und das ist unheimlich schade.
Ich wünsche unseren westlichen Gesellschaften eine ganz neue Aufbruchstimmung, nun... vielleicht kommt das ja wenn der erste Mensch den Marsboden betritt.

Ja, edel sei der Mensch, äh, Musk, hilfreich und gut 

So jetzt aber mal ernsthaft und konkret und um auf das Thema zurückzukommen: Wenn das alles so straightforward und easy ist: Wann sehen wir denn dann die 20-fache Wiederverwendung der Triebwerke bei Space-X? Wann wird Deiner Einschätzung nach a) die erste wiederverwendete F9 starten und b) in welchem Jahr wird dann die Wiederverwendung nachvollziehbar in wirklich großem Maßstab (Triebwerke >20 Mal ohne größeren Teiletausch unterwegs) erfolgen?

Zitat von: Klakow am 07. März 2014, 22:00:58

Es geht ja nicht nur darum das ein Triebwerk eine bestimmte Leistung erreicht, sondern alle Komponenten möglichst optimal aufeinander abgestimmt werden.

Ja dann. Daß da nur vorher noch niemand drauf gekommen ist....

Zitat

Das geht sicher nicht, wenn sowas eine Behörde oder eine Firma macht ,die in erster Linie viele Kosten produzieren will, die sowieso letztendlich von den Bürgern bezahlt werden.

Du wirst es nicht glauben, aber auch bei "old space" gibt es Mitbewerber und konkurrierende Angebote. Und die Vorstellung, daß das Primärziel ist, einfach nur Geld zu verbrennen, ist gelinde gesagt, ziemlich weltfremd.

Zitat

Bei SpaceX ist da eine ganz neue Motivation dahinter, es geht als erstes darum ein günstiges Transportsystem zu entwickeln, mit dem man letztendlich Menschen auf bis zum Mars und wieder zurück bringen kann. Das dies letztendlich sogar Gewinn abwerfen kann, ist natürlich gewünscht, ist aber nur eine Folge der Hauptmotivation.
Leider ist so eine Einstellung haute fast überall Mangelware und das ist unheimlich schade.
Ich wünsche unseren westlichen Gesellschaften eine ganz neue Aufbruchstimmung, nun... vielleicht kommt das ja wenn der erste Mensch den Marsboden betritt.

Ja, edel sei der Mensch, äh, Musk, hilfreich und gut 

So jetzt aber mal ernsthaft und konkret und um auf das Thema zurückzukommen: Wenn das alles so straightforward und easy ist: Wann sehen wir denn dann die 20-fache Wiederverwendung der Triebwerke bei Space-X? Wann wird Deiner Einschätzung nach a) die erste wiederverwendete F9 starten und b) in welchem Jahr wird dann die Wiederverwendung nachvollziehbar in wirklich großem Maßstab (Triebwerke >20 Mal ohne größeren Teiletausch unterwegs) erfolgen?

er Termin ist doch völlig egal. Hauptsache ist, DAS es irgendwann passiert. Versuch doch den Musk und seine Ankündigungen einfach mal auszublenden, auch wenn Dir das extremst schwerfällt…

Nun, ich gehe mal davon aus das die Entwicklung vom Raptor Triebwerk für die MCT schon in Arbeit ist. Weiter nehme ich an, das die Kenntnisse aus der Merlin Entwicklung sicher helfen werden.

Unter diesen Voraussetzungen denke geht es so weiter ab Entwicklungsstart (ich schätze mal die Entwicklungen laufen schon mehr als ein Jahr(ende 2012)):
- 2015: Erste Prüfstandsversuche mit laufendes Raptor Triebwerk (Merlin 2.0).
- 2016: Stabil auf dem Prüfstand laufendes Triebwerk mit Brenndauer von wenigstens der 50-fachen Zeit welche die Booster und Zentralstufe von MCT später laufen werden.
- 2016: Falcon 9 1.1 mit Dragon 1.1 (mit Lebensversorgungssystem, aber noch ohne Mannschaft) unterwegs zur ISS. Dragon wird im All von der ISS Besatzung geprüft.
- 2017: Erste Startversuche mit MCT Booster/Startstufe. Crossfeed Technologie am BODEN getestet (Nur die Querversorgung mit Treibstoff, nicht bei laufenden Triebwerken)
- 2017: Erste Mannschaft mit Falcon 9+Dragon v1.1 zur ISS unterwegs und zurück.
- 2017: Dragon v1.1 bekommt von der NASA die Freigabe Personal von der ISS zurück zu bringen.
- 2017: Falcon 9 v1.1 mit Dragon ohne Astronauten zur ISS geflogen und dort als USA-eigenes Notfallrückkehrsystem angedock lassen.
- 2018: Startfreigabe Falcon 9 v1.1 mit Dragon 1.1 für Personentransport zur ISS von der NASA und erster Personalflug ohne die Russen zu bemühen.
- 2018, 1+2Q: MCT: Startstufe und Booster werden Rückkehrfähigkeit gezeigt haben.
- 2018, 3+4Q: MCT: Erster Start (ohne Booster) mit Versuch die erste Stufe wieder zu landen und Tests dies auch mit der zweiten zu tun.
- 2019, 1Q-3Q: Zweite Stufe erfolgreich aus hoher und schneller Bahn vor allem mittels Luftbremsung bis auf unter Mach 2 abgebremst und in Q3 erfolgreich gelandet, aber weit im Osten.
- 2019, bis 4Q: Erster erfolgreicher Start mit Nutzlast. (Vielleicht Dragon v2 mit 40t Nutzlast)
- 2019: Dragon v1.1 bekommt von der NASA die Freigabe Personal zur ISS und zurück zu bringen.
- 2019: MCT ohne Booster mit Merlin v2.0 und Dragon 2.0 zur ISS geschickt und Dragon 2.0 erfolgreich wieder zur Erde zurück gebracht (Dragon 2.0 mit Lebensversorgung an Board)
            Das bedeutet die ISS Mannschaft, kann die Dragon v2.0 Systeme im All testen.
- 2019: MCT mit Boostern erfolgreich gestartet. Triebwerk v2.1 mit höherem Schub und stabilerem Design am Boden mit >=100 Wiederzündungen und 10h Brennzeit.
- 2019: MCT mit Merlin v2.0 und Dragon 2.0 mit erster keiner Mannschaft zur ISS gestartet.
- 2019: MCT upgrade mit Merlin v2.1 gestartet
- 2019: MCT mit Boostern und Merlin v2.1 und Dragon 2.0 zur ISS mit 90t Nutzlast (Treibstoff zur ISS Bahnanhebung) ins All gebracht und Dragon 2.0 zur Personalrückkehr freigegeben.
- 2020: MCT bringt MCT_LEO-LMO_Transfersstem ins ALL
- 2021: MCT bringt im mehreren Flügen Treibstoff ins LEO
- 2022: MCT Start der automatischen Tankstelle auf dem Mars
- 2023: Landung und Begin der automatischen Treibstoffproduktion
- 2024: Die ersten Menschen unterwegs zum Mars

Dazwischen müssen aber noch Missionen kommen um mittels Sonden und Rovern nach Wasser bei einem geeigneten Landegebiet suchen. Das könnte schon mit der F9-Heavy oder mit der MCT ohne Booster gemacht werden. Am besten so, das bei einem Flug nicht nur ein, sondern mehrere Rover und leistungsfähige Kommunikationssatelliten auf einmal zum Mars geschickt werden. Die Rover bitte als leichte Konstruktionen mit großem Radstand und Rädern, damit das Ding möglichst schnell unterwegs sein kann.

Ja, edel sei der Mensch, äh, Musk, hilfreich und gut 

Auch wenn es Dir vielleicht total weltfremd und verrückt vorkommt - es gibt tatsächlch auch Leute, die andere Ziele haben, als sich ungestört und abgesichert der Rente entgegen zu bewegen. Für die Geld nicht das Ziel, sondern ein Mittel ist. Für die Rückschläge und Schwierigkeiten kein Alibi fürs Nichtstun darstellen, sondern eine Herausforderung.

Das gab es mal auch mal zuhauf in Deutschland, in Europa insgesamt. Sonst hätte man niemals diese herausragende Position in Wissenschaft und Technik erreicht. Diese Zeit geht aber langsam zu Ende, wie man leider an allen Ecken sehen kann. Die Enkel der Erfinder verfuttern ihr Erbe. Ich bin gespannt, wie man auf diese Weise den gewohnten Lebensstandard halten möchte.

Deswegen halte ich jedem dieser "Verrücken" die Daumen, egal woher er kommt. Und kann Klakow und GalacticTraveler hier nur Recht geben.   

Auch wenn es Dir vielleicht total weltfremd und verrückt vorkommt - es gibt tatsächlch auch Leute, die andere Ziele haben, als sich ungestört und abgesichert der Rente entgegen zu bewegen. Für die Geld nicht das Ziel, sondern ein Mittel ist. Für die Rückschläge und Schwierigkeiten kein Alibi fürs Nichtstun darstellen, sondern eine Herausforderung.

Das gab es mal auch mal zuhauf in Deutschland, in Europa insgesamt. Sonst hätte man niemals diese herausragende Position in Wissenschaft und Technik erreicht. Diese Zeit geht aber langsam zu Ende, wie man leider an allen Ecken sehen kann. Die Enkel der Erfinder verfuttern ihr Erbe. Ich bin gespannt, wie man auf diese Weise den gewohnten Lebensstandard halten möchte.

Deswegen halte ich jedem dieser "Verrücken" die Daumen, egal woher er kommt. Und kann Klakow und GalacticTraveler hier nur Recht geben.

Jemand hat mal gesagt, der Unterschied zwischen Genie und Wahnsinn liegt im Erfolg. Also lassen wir doch den Erfolg über die Person Musk und ihre Ambitionen urteilen und beschränken uns so lange auf die technische Diskussion, ja?
Ich fände es zum Zeitpunkt übrigens deutlich interessanter, wenn SpaceX mehr Infos zum Ablauf der Wiederverwendung herausgeben würde, sodass man in etwa den Aufwand abschätzen kann, der nötig ist, um eine Erststufe wieder für den Einsatz vorzubereiten. Ein paar Stunden halte ich, ehrlich gesagt, für unnötig kurz.
Nochwas: Es fielen immer wieder Vergleiche zum Space Shuttle hinsichtlich Ambitionen im Planungsstadium und tatsächlichem Ablauf der Wiederverwendung. Aber ich hatte da mal gelesen, dass bei der Wiederverwendung ein Großteil der Kosten auf Fixkosten entfiel, die gleich blieben, sei es bei drei oder sechs Flügen in einem Jahr. Von demher stehen die Chancen für F9R nicht schlecht, eine echte Kostensenkung herbeizuführen, allein schon, weil etliche Nutzlasten in diesem Segment gestartet werden und so die Startkadenz stetig auf einem hohen Niveau bleibt. Allerdings wird das nur etwas, wenn es auch von der Zuverlässigkeit her keine Schwierigkeiten gibt.

Für die Rückschläge und Schwierigkeiten kein Alibi fürs Nichtstun darstellen, sondern eine Herausforderung.

Glaub mir, Schwierigkeiten und Rückschläge bei der Entwicklung sind für niemand den ich kenne und mit dem ich beruflich zu tun habe, ein Alibi fürs Nichtstun (da gibts auch niemand, der tatsächlich nichts tut), sondern in der Tat eine Herausforderung. Man muß aber die Herausforderungen aber auch realistisch sehen und nicht utopisch mit einem "das wird schon irgendwie klappen" angehen, dann gehts meistens nämlich wirklich schief oder zumindest völlig anders aus als erstmal gedacht.

@Klakow, danke für Deine Einschätzung! Ich kann Deinen Optimismus zwar nicht ganz teilen , aber wir haben zumindest nun mal eine Timeline über die wir diskutieren können 
Die Zukunft wird sicher interessant werden.

Mal als Randnotiz ein Link zu einem Beitrag bei Collectspace. Dort gibt es ein altes Dokument/Prospekt von Boeing in dem es um die mögliche Wiederverwendung der ersten Stufe der Saturn V geht. In diesem Beispiel eine Fallschirmlandung auf See. In anderen Konzepten spielte man unter anderem mit der Idee die Stufe per Hubschrauber abzufangen (wie Fotokapseln von Aufklärungssatelliten):

http://www.collectspace.com/ubb/Forum29/HTML/000880.html

Wieso ich es unter anderem poste: Boeing argumentierte damals unter anderem mit der Argument der Steigerung der Zuverlässigkeit. Einem Punkt der heute als Umstritten gilt (ich glaube, dass es zur Steigerung führt) und auch zuletzt hier im Thread aufkam.

Ok, als Nächstes werde ich ein Beispiel aus der Marmeladenproduktion heranziehen

Wir warten gespannt darauf! 

Ich schrieb nichts von einem "ständigen Reparatur inklusive Teileaustausch". Ich meinte natürlich, daß unterschiedliche manche Komponenten für eine geringere Lebensdauer ausgelegt sein können als andere, und im Zuge von Wartungsintervallen dann eben ausgetauscht werden müssen. Das ist sogar bei dem ungeliebten Autovergleich nicht anders - der Zahnriemen muß nach 250.000 km raus, ob er noch gut ist oder nicht.(Bitte jetzt nicht damit antworten, daß das eine mit Sicherheit begründet wird, und das Andere mit der Vermeidung von Folgeschäden - das gemeinsame Stichwort ist in beiden Fällen "Auslegungslebensdauer".)

Mich muss du da nicht überzeugen. Wartungszyklen sind etwas völlig normales, und seit der Zeit von VW Käfer und Open Kadett A haben sie tatsächlich Einzug in der Autobranche gehalten. Die meisten Leute, die ich kenne, bringen ihr Fahrzeug regelmäßig zur Inspektion. Auch bei Flugzeugen gibt (weiter oben verlinkt) Wartungszyklen, die strikt eingehalten werden müssen, zumindest bei Fluggesellschaften, die in Europa Landerechte bekommen wollen.

In beiden Fällen gibt es aber immer auch den Fall der unvorhersehbaren Fehler. Wenn mein Auto eine Warnleuchte einschaltet, fahre ich in die Werkstatt. Wenn die Piloten einer Verkehrsmaschine eine Fehlermeldung erhalten, schaut nach der Landung ein Mechaniker drüber, und ggf. wird die Maschine bis zur Abschluss einer Reparatur stillgelegt.

Wenn ich Führerschein aber richtig verstehe, dann träumt der von einer Rakete, die 20 oder sogar 200 Mal hintereinander ohne Wartungzyklus startet und praktisch niemals Fehlermeldungen produziert. Ich weiß ja nicht, wie du das so siehst, aber ich halte das für völlig unrealistisch. Mit anderen Worten: Es mag funktionieren, dass Teile der Falcons wiederverwendet werden können. Vielleicht bekommt so tatsächlich für weniger Geld eine Raketenstufe an den Start als per Neubau. Ohne Überprüfung, Wartung, Reparatur wird das aber niemals funktionieren.

Sehe ich ganz genauso. Das Argument "Geht nicht, weils bisher keiner machte" zieht hier nicht. Nahezu alle Trägerraketen waren eben nicht auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt, weshalb solche wiederverwendbaren Raketentriebwerke schlicht nicht nötig waren. Die Schwerpunkte der bisherigen Raketenentwicklung beschränkten sich daher meist darauf ein hochgezüchtetes Triebwerk zu entwickeln, dass die paar Minuten Missionszeit zuverlässig und mit der höchst möglichen Leistung läuft.

Das Gegenteil ist allerdings erst recht nicht zulässig. Du triffst letztendlich die Annahme, dass die Wiederverwendung von Raketenteilen nur deshalb niemals geklappt hat, weil die Ingenieure immer "Geht nicht, weils bisher keiner machte" gesagt und es niemals probiert haben. Und wir reden natürlich nicht über die technische Realisierbarkeit, die vom Space Shuttle schon vor Jahrzehnten bewiesen worden ist. Nein, wir reden über die wirtschaftliche Realisierbarkeit, und da steht der Beweis noch aus. Vielleicht funktioniert es eben wirklich nicht.

Dazu kommt, dass außerhalb von Trägerraketen es durchaus Raketentriebwerke gab, die weit mehr als ein Einwegprodukt waren. Als perfektes Beispiel dient hier das  XLR-99 Triebwerk des Raketenfliegers X-15. Mal von Wikipedia zitiert:
Die zulässige Betriebsdauer bis zur Überholung betrug eine Stunde. Die Brenndauer des X-15-Triebwerks betrug bei Vollschub 83 Sekunden (150 Sekunden mit Zusatztanks), damit waren also 20 bis 40 Flüge bis zur Überholung möglich.

http://de.wikipedia.org/wiki/Reaction_Motors_XLR99

Und das schon in den 50ern / 60ern...

Ein Raketentriebwerk zu bauen, dass ähnlich zu handeln ist wie ein Jet-Triebwerk halte ich mit der heutigen Technik für absolut realistisch.

Das ist nun ein völlig untaugliches Beispiel, denn das von dir beschriebene Triebwerk steht den Jettriebwerken vermutlich näher als denen eines Trägers, der Nutzlasten in den Orbit hieven soll. Oder würdest du die X-15 als Trägerrakete oder Raumschiff bezeichnen? Nein, das würdest du nicht, denn die X-15 war ein Suborbitalflieger wie die SpaceShips von Virgin Galactic. Sogar die Art und Weise, wie es von einem Flugzeug hoch in die Atmosphäre geschleppt wird, gleicht sich. Eine Rakete, die vom Boden aus startet und die nötige Geschwindigkeit aufbaut, um einen Orbit erreichen zu können, muss mehr leisten können.

Und genau das sollten wir dann erst einmal abwarten. Bislang steht selbst die technische Realisierung noch komplett aus. Da schon von der notwendigen Wirtschaftlichkeit zu sprechen, ist erst recht viel zu früh.

Wenn ich Führerschein aber richtig verstehe, dann träumt der von einer Rakete, die 20 oder sogar 200 Mal hintereinander ohne Wartungzyklus startet und praktisch niemals Fehlermeldungen produziert. Ich weiß ja nicht, wie du das so siehst, aber ich halte das für völlig unrealistisch. Mit anderen Worten: Es mag funktionieren, dass Teile der Falcons wiederverwendet werden können. Vielleicht bekommt so tatsächlich für weniger Geld eine Raketenstufe an den Start als per Neubau. Ohne Überprüfung, Wartung, Reparatur wird das aber niemals funktionieren.

Ich habe nichts gesagt, was man so deuten könnte!

Im Gegenteil, selbstverständlich wird es Wartung und Checks geben und das habe ich auch so geschrieben. Ich bin aber der Meinung, daß man die Stufen nicht nach jedem Flug mit großem Aufwand grundüberholen muß. Es wird auch Flüge geben, sogar in der Mehrzahl, wo wirklich nur ein kurzer Check nötig sein wird.

Meine Überlegung dazu: Ich unterstelle, daß Elon Musk und seine Ingenieure zwar optimistisch, aber keine Idioten sind. Die Tatsache, daß sie angefangen haben, MCT zu entwickeln, ist ein starker Hinweis dafür, daß sie wirtschaftliche Wiederverwendung als sehr wahrscheinlich bis sicher ansehen. Und sie sollten nach Prüfstandtests und den Grasshopper-Flügen gute Daten dazu haben.  Denn ohne kosteneffiziente Wiederverwendung macht MCT keinen Sinn.