Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

@Prodatron: Kam mir auch seltsam vor, ich habe aber mit den mir präsentierten Zahlen gearbeitet.

kleines Update dazu:
Kurz die Quelle überflogen. Musk sagt darin, das das Fairing 6 Millionen kostet und sie deswegen debattierten, ob sie sie nicht auch wiederverwenden können. Dieser Punkt scheint also recht klar zu sein
https://www.reddit.com/r/spacex/comments/62i6m1/recap_of_the_elon_musk_and_martin_halliwell_press/dfmw95b/

Interessant ist aber, dass er entgegen dem Webcast bei den Kosten für den Booster von "Bis zu 70%, je nach dem, wie man Rechnet" spricht. Im Webcast hieß es 80%.
Bei 44Mio für die Rakete wäre Oberstufe bei seiner Aussage bei ca. 8 Millionen.

Unter dieser Aussage sind wir schon wieder viel näher bei Kalkulation, die Klakow verlinkt hat.

Es hängt halt davon ab, wie groß der Anteil der Unterstufe an der Rakete ist und wie viel wir als Fertigungskosten der Rakete annehmen.

Grüße aus dem Schnee

Die Kosten für die Hardware+Gewinn mit dem Preis eines Starts Gleichzusetzen ist aber wieder Milchmädchenrechnung.

Es gibt auch noch die Overheadkosten (Gebäude, Infrastruktur, R&D, Verwaltung, PR, Management, Versicherungen Steuern und viele mehr). Bei Systemen sind diese oft um ein Vielfaches höher als der Herstellungspreis des Produktes.

Sicher hast du recht, aber R&D, Steuern, PR und Inventar (Gebäude usw.) muss zum Teil da erstmal raus genommen werden. Steuern werden nur auf den Gewinn erbracht und die andern Punkte sind an vielen Stellen Investitionen die zum Firmenvermögen zählen.
Wichtig ist natürlich wie der Gewinn letztendlich aus sieht, den daraus muss letztendlich Wachstum und Gewinnausschüttung an die Investoren erfolgen.
Eines ist aber sicher, SpaceX ist gerade dabei hier der Konkurrenz um Jahre voraus zu sein.

Mit der Oberstufe geht Musk jetzt aber echt aufs ganze. Damit wäre die komplette Rakete wiederverwendbar. Ich frage mich, wie groß die Performanceeinbußen in der Nutzlast dann sind.

Fällt die Oberstufe ins Wasser / auf eine Hüpfburg wie die Nutzlastverkleidung? Ein RTLS scheint mir nicht so einfach möglich wegen der Orbitmechanik. Meiner Meinung kommt nur eine Ozeanlandung in Frage. Dazu muss die Oberstufe eventuell mehrere Orbits im All bleiben, bei GTO Flügen sogar sehr viel länger.

Es braucht
1. Hitzeschild
2. stärkere Batterien
3. (steuerbarer) Fallschirm

Eine Triebwerkslandung scheint mir bei der Oberstufe nicht so praktikabel, da bräuchte es Extratriebwerke (wie auch in dem Video damals), das dürfte die Komplexität deutlich erhöhen, ein steuerbarer Fallschirm +  Hüpfburg scheint mir da fast die bessere Lösung.

Die Oberstufe ist auch vergleichbar groß wie die Nutzlastverkleidung nur schwerer.

Ich glaube nicht an eine neue Oberstufe auf Merlinbasis, mein Tipp, das wird eine Raptoroberstufe.

Bei dem SES-10 Flug hat SpaceX wohl Verbesserungen an dem Hitzeschild am Boden der Stufe getestet. Es geht um den flexiblen Teil um die Triebwerkshälse:

Quelle: https://www.reddit.com/r/spacex/comments/64apo3/possible_test_upgrades_to_the_heatshield_on_the/

Das sind wohl Änderungen, die für Block 5 dann dauerhaft geplant sind. Schließlich soll Block 5 ohne Austausch von Hardware 10 mal fliegen können.

Wie man sieht, gibt es bei SpaceX bei jedem Flug etwas neues. Das ist natürlich nicht ohne Risiko (siehe AMOS-6) aber es ist einfach cool und erlaubt ein gigantisches Fortschrittstempo.

Die eingekreisten sind wohl die neuen, die andern haben grosse Löscher.  Das man nur jeden zweiten vom neuen Type bestückt hat lässt keine Zweifel an der Wirksamkeit.
Ich frage mich aber ob das alles ist, waren da nicht mehr Löscher bei der andern grenzwertigen Landung?

Ein RTLS scheint mir nicht so einfach möglich wegen der Orbitmechanik. Meiner Meinung kommt nur eine Ozeanlandung in Frage. Dazu muss die Oberstufe eventuell mehrere Orbits im All bleiben, bei GTO Flügen sogar sehr viel länger.

Da muß ich mal fragen. Gibt es vielleicht einen hohen supersynchronen Orbit, bei dem die Stufe nach dem ersten Orbit wieder in der Nähe des Capes runterkommt? Vielleicht mit einer Korrektur im Apogäum nach aussetzen der Nutzlast. Delta-v müßte ja genug vorhanden sein. Mit F9 geht es nicht und FH ist reichlich dimensioniert.

An Raptor Oberstufe glaube ich jetzt nicht. Auch wenns optimistisch ist, die Ansage ist Betrieb Ende nächsten Jahres, das ist deutlich zu früh für Raptor, außer vielleicht erste Testflüge.

Bei dem SES-10 Flug hat SpaceX wohl Verbesserungen an dem Hitzeschild am Boden der Stufe getestet. Es geht um den flexiblen Teil um die Triebwerkshälse

Dies Bild zeigt ja offensichtlich den Zustand nach der Landung. Gibt es auch Bilder vom Zustand vorm Start? Im Video ist es nicht zu sehen, da immer verdeckt.

Interesannt, die nicht eingekreisten Triebwerke sehe an der Stelle aus, als wäre da etwas ausgerissen, ausgefranst.

Ist das sicher, das sie mit Block 5 nichts mehr austauschen wollen?

Ja, sie wollen innerhalb von 24 Stunden starten können. Was aber wohl auch noch nicht am Anfang von Block 5 drin sein sollte.
Dieser schnelle Turnaround heißt aber nicht, das nichts gewechselt wird. Die zu wechselnden Teile müssen nur gut erreichbar sein, damit sowas rasch geht.

Ich denke dabei erstmal an die Interstage mit den Kabeln und Leitungen, die jedes mal flambiert wird.

Ps.: Neben der Hüpfburg gibt es auch die Möglichkeit eines großen Fangnetz. Erst kürzlich ist ja einer aus über 7km Höhe ohne Fallschirm in so eines gesprungen.

Grüße aus dem Schnee

Interesannt, die nicht eingekreisten Triebwerke sehe an der Stelle aus, als wäre da etwas ausgerissen, ausgefranst.

Das sieht für mich so aus, daß da Gewebekompensatoren verwendet wurden - früher hat man die aus Asbestgewebe hergestellt. Ob es dafür inzwischen gleichwertige oder bessere Werkstoffe gibt, ist mir  nicht bekannt. Bei den gut erhaltenen Abdichtungen scheinen da zusätzlich (oder nur) metallische Abdeckungen zu sein. Man könnte es vielleicht so ähnlich machen, wie man im Mittelalter bei Ritterrüstungen die Gelenke ausgeführt hat - mit einer Art Schuppentechnik.

Ich schließe auch nicht aus, daß nicht alle Triebwerke gleich stark beweglich sind und daß man die starren daher besser schützen kann.

http://www.technogewebe.de/dichtungen-gewebekompensatoren.php

Ist das sicher, das sie mit Block 5 nichts mehr austauschen wollen?

Nie und nimmer. Das kann nur ein Fake sein.

Meine Meinung: SpaceX ändert bei jedem Start an der F9 etwas. So eine Änderung einzuleiten dauert lange. Sehr lange. Ich tippe mal auf rund 3 Jahre von der Idee über den ersten Test bis bin zur zweiten verbesserten Version.

Man könnte die Landebeine als Vergleich nehmen. Am 14.07.14 hat man das erste mal eine Stufe gewassert. Am 22.12.15 hat man das erste mal eine Stufe gelandet, aber schon mit den verbesserten Beinen. Mit Block 5 kommen nochmals verbesserte Beine. Wenn das Ende 2017 wird, dann sind das rund über 3,2 Jahre vom ersten Versuch bis hin zur zweiten Verbesserung.

Und genau so wird es mit allen anderen Verbesserungen auch sein. Man hat jetzt den Hitzeschild verbessert. Zum ersten mal. In 1 bis 1,5 Jahren wird man die zweite Verbesserung fahren. Und dann ist dieser Hitzeschild am Triebwerk relativ ausgereift.

Viele anderen Verbesserungen sind genau so davon betroffen. Warum sollte man jetzt  auf einmal in 6 Monaten einen schnitt machen und sagen "Es wird nichts mehr geändert"? Dann würde man doch alle Verbesserungen, die bereits sein 1 oder 2 Jahren laufen, verlieren. Mit dem Start der FH wird man auch wieder von vorne anfangen mit Änderungen.

Meine Vermutung: Hier hat mal wieder jemand etwas falsch verstanden und jetzt geht hier ein Gerücht rum, was jeder als Wahrheit ansieht. Ich vermute, gemeint wurde, daß die F9 "eingefrohren" wird um mit dieser Version dann Astronauten zur ISS zu bringen. Dafür würde man z.B. 10 Stück bauen und einlagern. Jetzt kann man wenn man zur ISS möchte, diese 10 Stück verwenden ohne Wiederverwendung hätte man dann für einige Jahre genügend Stufen. Aber gleichzeitig wird an der Falcon genau so wie jetzt auch weiter gearbeitet. Alles andere wäre unsinnig, und SpaceX machts nichts unsinniges. Sie geben "uns Fans" nur nicht alle Infos.

Ob diejenigen Verkleidungen, die im Bild nach der Landung bei qohl jedem zweiten Triebwerk fehlen, schon vorm Start entfernt waren lässt sich hier leider überhaupt nicht sehen.
Immerhin fehlt die Ecke außen an einer der Düsen, sonst gäbe es ja eine entsprechende Ausnbuchting an einer der blauen Schutzfolien.

Da bleibt wohl die Spekulation, ob die Verkleidungen bei der Landung verloren gingen oder wirklich absichtlich nicht angebracht waren.

Einige Maßnahmen werden "nur" den Schutz beim Wiedereintritt und Landung verbessern, ich glaube nicht, dass hier selbst beim Personentransport ein Stop Eintritt.
Das einzige was kommen wird das die großen Leistungssprünge aufhören werden, auser es kommt doch noch dazu, dass man die komplette Rakette auf Raptor umstellt.
Alle Verbesserungen zur Wiederverwendung werden da eher keine Rolle spielen.

Na das eingefroren wird wenigstens eine Weile alle Flüge umfassen. Allein schon, damit sie die geplanten 7 vor der ersten bemannten Mission schaffen.
Entwicklung wird sicher weitergehen und später werden diese dann wohl als Änderungsansammlung auf einzelnen Flügen getestet. Und wenn sie nach diesen Tests mit einem Paket zufrieden sind werden wohl einige unbemannte Missionen mit der neuen gefrorenen Version gemacht, vermutlich 7, bevor alle Missionen auf diese umgestellt werden. Sofern das mit den Wiederverwendeten Cores geht.

Sollte Unterstufe, Fairing und Oberstufe wiederverwendbar sein, wäre es sogar finanziell gut möglich alle Testflüge durchzuführen, ohne dass Satelliten dadurch einem Risiko ausgesetzt werden.

Grüße aus dem Schnee

Dieser Betrag würde in verschiedene Threads passen, aber ich packe ihn einfach mal hier herein. In dem folgenden Artikel wird noch einmal die Prioritätenliste bei SpaceX beschrieben. An erster Stelle steht die schnelle Wiederverwendung der Erststufe. Erstaunlich ist, dass die doch sehr umfangreiche Sanierung der SES Trägerrakete weniger als die Hälfte der Kosten einer neuen Rakete ausgemacht haben sollen. Bei künftigen Wiederverwendungen sollte das bedeuten, dass die Kosten noch erheblich geringer sein würden. Desweiteren wird jetzt wohl die Bergung und Wiederverwendung der Nutzlastverkleidung im Vordergrund stehen. Mit Kosten von etwa 6 Mill. $ ist diese ja auch nicht gerade ein Schnäppchen und den Aufwand der gezielten Rückführung und Bergung sicherlich wert.

http://spacenews.com/spacex-gaining-substantial-cost-savings-from-reused-falcon-9/

Erstaunlich ist, dass die doch sehr umfangreiche Sanierung der SES Trägerrakete weniger als die Hälfte der Kosten einer neuen Rakete ausgemacht haben sollen.

In so einem Fall hat man sehr große Spielräume, was man nun allgemein dem "Projekt Wiederverwendung" zurechnet, und was dem konkreten Auftrag. Da gibt es keine scharfe Trennlinie, jede Besprechung z.B. betrifft ja auch das Grundsätzliche. Ich mußte auch einmal meine Kreuzchen machen, manchmal hat man sogar noch deutlich mehr als zwei Auswahlmöglichkeiten. "Die wollen ihre Zahlen, also geben wir ihnen etwas" sagt man dann eben ;-)

Scharfe Trennlinie sicher nicht. aber die größten Kostenpunkte sind dabei doch recht gut zuzuordnen.

Im folgenden meine Einschätzung. Dabei weiß ich abgesehen vom letzten Punkt nicht, was noch für nenneswerte Posten anfallen sollten, derren Zuordnung fraglich ist, bzw. vielleicht ausgeklammert werden könnten, obwohl eigentlich für die Wiederverwendung nötig wären.

Voll angerechnet:
- Herstellungskosten und Prüfung aller Ersatzteile.
- Zerlegen, prüfen, dokumentieren und wiederzusammenbauen der Rakete.
- Bergung.
- Transporte die Bergungsspezifisch sind. zb: vom Hafen zur Wartung.

Partiel angerechnet, allerdings mit Berechtigung:
- Anschaffungskosten von Hallen und Equipment, Barke. Diese Kosten werden auf mehrere Raketenstufen umgelegt, da die Geräte mehrmals genutzt werden können.

Posten die möglicherweise ausgeschlossen werden, da betreffenden Schritte gleich mit einer neuen Rakete sind und zum Startservice gezählt werden können.
- Transport nach McGregor und dann zum Startplatz.
- Tests in McGregor.

Grüße aus dem Schnee

N'abend,

einige Punkte, die man nicht vergessen sollte:

Partiell anzurechnen (Anteil pro Flug) sind auch:

1) - Entwicklung-, Integrations- und Fertigungskosten für alle Systeme, die nur für Rückkehr benötigt werden, wie: Landebeine, Grid Fins, Sensoren und vor allem die gesamte Rückkehr-S/W.

Wir haben ja eine S/W-Entwickler hier, die bestätigen können, wie aufwändig gerade die Entwicklungkosten für zuverlässige S/W, sowie deren Upgrades ist. Zig tausende Mannstunden.

2) - Konstruktion und Bau von Grashopper und F9R, sowie die Gesamtkosten (auch Personalkosten) für die gesamte Testreihe in McGregor

3) - Konstruktion, Bau und Unterhalt (u.a. Miete) der Landepads im CCAFB und VAFB

Es gibt sicherlich noch weitere Punkte, die ich jetzt vergessen habe. Wiederverwendung mag sich rechnen, aber erst nach einigen hundert Flügen mit bereits zuvor genutzten Stufen.

Gruß
roger50

Tut mir leid, Roger50, aber so einfach ist das nicht mit den anzurechnenden punkten

Punkt 3: Dies hat nichts mit dem Unterschied Wiederverwendung zu neuer Rakete zu tun, da dies Kosten sind, da diese kosten beides mal anfallen würden. Sind also nicht mal ansatzweise im Bereich dessen, was sie einsparen wollen. Vor allem Aber haben diese Punkte nichts mit dem Bau der Unterstufe oder der Rakete insgesamt zu tun.

Punkt 2:  Ja, diese Kosten müssen durch die Einsparungen der Wiederverwendung rein geholt werden. Dies dürfte ein guter Teil der erwähnten 1 Milliarde sein. Aber auch dies hat keine Auswirkungen darauf, wie viel günstiger die Wiederaufbereitung gegenüber einer neuen Stufe ist. Auf lange Sicht muss man dies natürlich anrechnen, um zu sehen, ob es sich im Endeffekt lohnt. Aber wenn es um die Aufarbeitungskosten gegenüber den Fertigungskosten geht ist dies leider irrelevant.

Punkt 1: Entwicklungskosten sie Punkt 2. Integration und Fertigungskosten aller rückkehrbedingter Systeme sind ein wichtiger Punkt zur Bestimmung, ob sich die wiederverwendete Rakete gegenüber einer Wegwerfrakete rechnet. Ob sich diese Grenze durch die 50% Ersparnis bei diesem Flug schon bewiesen hat ist eine berechtigte Frage. Da die Triebwerke aber der teuerste Teil der Rakete sind gehe ich davon aus.
Allerdings ist dies auch wieder für die hier zu betrachtende Frage irrelevant, denn SpaceX hat die wiederaufbereitete Stufe mit einer neuen Stufe gleicher Konfiguration verglichen, also mit all diesen Systemen und unter diesem Aspekt ist auch ihre Aussage der Ersparnis zu betrachten.

Grüße aus dem Schnee

Selbst wenn bei der Wirtschaftlichkeit am Ende eine dicke Null raus kommen sollte,
finde ich das immer noch besser, als alles, was keinen Gewinn mehr bringt, einfach ins Meer zu schmeißen!

Ist schon bedenklich, dass ausgerechnet eine Privatfirma darauf kommt und staatlich finanzierten Behörden immernoch mauern.

Save the Planet!

Moin,

ganz offensichtlich wollt ihr mich mißverstehen. Ich bin FÜR die Wiederverwendbarkeit von Raketen!

Man darf aber nicht so tun, als ob dies jetzt schon wirtschaftlich ist. SpaceX hat eine große Menge Geld in die Realisierung der Wiederverwendbarkeit reingebuttert. Und jeder gute Kaufmann muß sehen, daß er seine Ausgaben auch wieder reinholt. Und zu den Unkosten (aka: Investitionskosten) zählen auch die Posten, die ich aufgelistet habe. Sie alle wären nicht notwendig, wenn ich mich auf Verlustraketen konzentriere. Deshalb nochmals: Wiederverwendung wird sich lohnen und Profit bringen, aber erst nach sehr vielen Flügen!

Gruß
roger50

Und das bezweifelt jetzt gerade auch niemand!

Aber trotzdem muss man die verschiedenen Berechnungen klar trennen!

Hier ging es rein darum, um wie viel günstiger die einzelne Rakete an sich wird wenn für sie eine alte Stufe wiederaufbereitet wird im vergleich zum Neubau.
DIESE Einsparung muss dann, in einem zweiten Schritt, über viele Flüge hinweg die anteiligen Investitions- und Entwicklungskosten und die erhöhten Produktionskosten wieder einspielen und auch noch die Opportunitätskosten tragen (Verlust an zusätzlicher Nutzlast ect.).

Die kosten des durchschecken und Überholens der alten Stufe, DAS soll im ersten Schritt abgeschätzt werden.

Nahaufnahme vom Roboter.

Quelle: https://www.reddit.com/r/spacex/comments/65gkc4/i_flew_around_cape_canaveral_in_a_helicopter_this/