Falcon 9 & Heavy mit Raptor Triebwerken

Die erste Stufe der Falcon 9 1.1 mit 9 Merlin 1-D hat einen Schub von rund 1,25 Mio Pfund.
Laut SpaceX soll das Raptor Triebwerk gut 1,5 Mio Pfund liefern, also 20% mehr.

Ist bei SpaceX angedacht, die Merlins durch ein Raptor zu ersetzen? Ich vermute mal ja, ein Raptor dürfte wohl auch billiger als 9 Merlins sein. Haltet ihr sowas für machbar? Wie hoch wäre etwa die Nutzlast einer modifizierten Falcon 9 1.1 (1.2?) bzw. Falcon Heavy mit diesen Triebwerken und Methan als Treibstoff?

Bisher ist (soweit mir bekannt) nicht geplant, für die Falcon das Raptor-Triebwerk zu benutzten. Es ist eher ein Triebwerk für einen zukünftigen Schwerlastträger in der SLS-Klasse, wovon aber selbst SpaceX mindestens noch ein Jahrzehnt, wenn nicht mehr, entfernt ist.

Wenn man es aber in die Falcon einbaut, so muss man die tankstruktur verändern, da Kerosin und Methan nicht die gleiche Dichte haben und die Triebwerke nciht mit dem selben Mischungsverhältnis arbeiten. Man muss dann die Stufenstruktur überarbeiten, so wären die Tanks für LOX und Methan gleich groß, was aber auch Kosteneinsparungen bringen würde.

MCT steht angeblich für "Mars Colony Transport" und ist kein Triebwerk. Raptor heißt das geplante Triebwerk. In jedem Fall wurde beides nur mal von Musk erwähnt und bisher nichts offizielles.

Eine Falcon 9 auf Methan Basis wird es wohl nicht geben. Was aber mal überlegt worden ist ist eine Methan Oberstufe für die Falcon 9 /Heavy allerdings ist das nur reine Spekulation was bekannt ist das das Triebwerk Raptor heißt und für eine große Rakete SLS Klasse gedacht hierzu gab es Anfang des Jahres einen Tweet von Elon Musk das man nächstes Jahr hierzu mehr sagen will also ist es eher als langfristiges Konzept zu sehen.

Zum MCT haben wir hier schon einen Thread:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11322.0;nowap

MCT steht angeblich für "Mars Colony Transport" und ist kein Triebwerk. Raptor heißt das geplante Triebwerk. In jedem Fall wurde beides nur mal von Musk erwähnt und bisher nichts offizielles.

Stimmt, ich habe das jetzt geändert. Ich bezog mich auf die Information (stand hier vor einiger Zeit im Forum), daß nicht die Rakete sondern das Triebwerk MCT genannt werden soll, aber das ist ja falsch.

Es gibt also keine Pläne in der Richtung einer Falcon Methan. Ich dachte auch daran, weil Methan "kühler" als Kerosin abbrennt und so die Triebwerke schont, was vorteilhaft für die Wiederverwendbarkeit wäre.

MCT steht angeblich für "Mars Colony Transport" und ist kein Triebwerk. Raptor heißt das geplante Triebwerk. In jedem Fall wurde beides nur mal von Musk erwähnt und bisher nichts offizielles.

Quatsch! MCT heißt MicroSoft Certified Trainer  ... die Ausbildung dazu biete ich selbst an.
Aber mein Vertriebler musste selbst auch nachfragen was er denn unter "MCT" da anbietet! (Ich war schon fast versucht zu sagen "Mars Colony Transport"  )

So ist das mit diesem unseligen Abkürzungswahn in three-letter-codes ... da gibt es dann unzählige Varianten, bis man wieder erst nach dem Zusammenhang fragen muss, um den richtigen zu finden und damit wesentlich mehr Kommunikation benötigt, als hätte man es gleich komplett ausgesprochen / ausgeschrieben.

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... da gibt es dann unzählige Varianten, bis man wieder erst nach dem Zusammenhang fragen muss, um den richtigen zu finden und damit wesentlich mehr Kommunikation benötigt, als hätte man es gleich komplett ausgesprochen / ausgeschrieben.

Meine Rede ...

Mir scheint eine Falcon Heavy mit Methan/Sauerstoff-Triebwerk sehr sinnvoll.
SpaceX hat schon sehr sinnvolle Konzepte realisiert, schon die Idee Treibstoff von den Bustertanks dazu zu verwenden das Haupttriebwerk bis zur Trennung von den Bustern einzusetzen ist wirklich Genial. Dadurch wird am Anfang erheblich mehr Schub erzeugt und man verbessert das Nutzlastverhältnis. Will man jetzt die Buster und die mittlere Startstuffe gezielt Landen, macht sich Methan natürlich auch positive bemerkbar, weil man das Teil mit kleinerer restlicher Tankfüllung landen kann.
Weiterhin ergibt sich noch ein Vorteil wenn man diese Technologie für Marslandungen und Starts vom Boden aus betrachtet, Kerosin wäre vermutlich viel schwerer herzustellen.
Falls man eine Schwerlastrakete anstatt mit 2, mit 4 oder 6 Bustern einsetzen will, könnte man nicht nur die Mittelstufe sondern auch Teile der Buster so benutzen. Das könnte dann so aussehen das in Phase eins sechs Buster und die Hauptstufe gemeinsam Feuern dabei aber nicht nur die Hauptstufe sondern auch zwei Buster von den vier weiteren Bustern versorgt würden.
Danach würden vier Buster abgeworfen werden und selbständig Landen. Die beiden verbliebenen  Buster versorgen in Phase 2 mit der Hauptstufe für den Antrieb, danach würde das Haupttriebwerk alleine den Vortrieb übernehmen. Ich könnte mir gut vorstellen das man damit schon mit hoher Nutzlast in den Orbit kommt.
Die Verfahren hätte auch als bemannte Version Vorteile, da der Maximalschub nicht nur eine Spitze beim Abtrennen aller Buster hätte, sondern bei beiden Abtrennvorgängen, was die maximale Belastung für die Mannschaft vermutlich reduzieren würde.
Ich vermute ein Haupttriebwerk das mittels LH2/LOX läuft, in dem Fall schlechter wäre, weil das Nutzlastverhältnis schlechter wäre, weil ja von den Bustern kein Treibstoff kommen kann.

Hi Klakow,

...SpaceX hat schon sehr sinnvolle Konzepte realisiert, schon die Idee Treibstoff von den Bustertanks dazu zu verwenden das Haupttriebwerk bis zur Trennung von den Bustern einzusetzen ist wirklich Genial...

naja, die Idee mit dem Crossfeed stammt ja nicht von SpaceX, dass das Sinn macht wusste man schon schon viel früher, nur hat sich bisher keiner rangetraut das auch zu verwircklichen da es technisch nicht so ganz einfach und risikolos umzusetzen ist.

Achja, es heisst übrigens "Booster" und nicht "Buster"

Gruß, Gerry

Hallo,

also eine Art des Cross-Feeds gab es schon mal, quasi umgekehrt: die alten Atlas I-II. Die hatten zwar nur eine Stufe mit Tanks, dafür aber zwei schubstarke Booster-Triebwerke und ein Marschtriebwerk, alle versorgt aus der ersten Stufe. Mitten im Flug wurden die Booster-Triebwerke abgeschaltet und abgeworfen, weiter ging es allein mit dem Marschtriebwerk.

Hi Klakow,

Zitat von: Klakow am 31. März 2013, 01:23:50

...SpaceX hat schon sehr sinnvolle Konzepte realisiert, schon die Idee Treibstoff von den Bustertanks dazu zu verwenden das Haupttriebwerk bis zur Trennung von den Bustern einzusetzen ist wirklich Genial...

naja, die Idee mit dem Crossfeed stammt ja nicht von SpaceX, dass das Sinn macht wusste man schon schon viel früher, nur hat sich bisher keiner rangetraut das auch zu verwircklichen da es technisch nicht so ganz einfach und risikolos umzusetzen ist.

Gruß, Gerry

Ich finde es schon erstaunlich, daß man sich bisher nicht an Crossfeed rangetraut hat, auch wenn es technisch nicht trivial ist. Es wird viel teurer Aufwand getrieben, um da und dort ein paar zehntel Prozent Leistung rauszukitzeln und beim Crossfeed läßt man so 15-20% Leistungssteigerung einfach liegen.

Ganz einfach kann es tatsächlich nicht sein, auch SpaceX will Crossfeed nur benutzen, wenn die Leistung tatsächlich benötigt wird.

Mit mehr als 2 Boostern rechnen viele gerne mal und kommen auf Raketen mit 500t Nutzlast.  Aber es gibt Probleme bei der Integration, der Steuerung und vor allem beim aufrichten. Man könnte sowas nur auf dem Pad zusammenbauen und müßte alles wieder demontieren, wenn die Rakete zurück in die Montagehalle geht. Oder man benutzt extrem teure Monstrositäten wie die Crawler und das berühmte Saturn-VAB. Unpraktisch, wenn es schnell und kostengünstig sein soll. Bei kleinen Starthilfeboostern geht es gerade noch. Siehe z.B. Sojus.

Crossfeed mit Wasserstoff? Ja, das stelle ich mir auch schwieriger vor. Allerdings ist Wasserstoff sowieso ein ziemlich schlechter Erststufentreibstoff. Hoher ISP, aber viel zu wenig Schub. Deshalb die Feststoffbooster, die fast den ganzen Schub für den Start liefern. Seine Vorteile spielt Wasserstoff erst bei der Oberstufe aus, wo Merlin mit Kerosin viel schlechter aussieht.

Deshalb soll die nächste Generation mit Methan/LNG fliegen. Genug Schub für den Start, aber besserer ISP für die Oberstufe. Und keine Ablagerungen wie von Kerosin, deshalb viele Wiederverwendungen. Und Herstellung auf dem Mars.

Nachtrag: Für Boostback und Wiederverwendung der Booster ist Heavy ohne Crossfeed natürlich ein Traum. Man hat fast unbegrenzt extra Treibstoff in den Boostern ohne daß es Leistungsverlust über den Verzicht auf Crossfeed hinaus gibt.

Ganz einfach kann es tatsächlich nicht sein, auch SpaceX will Crossfeed nur benutzen, wenn die Leistung tatsächlich benötigt wird.

Wenn man so ein Monster bauen will, dann braucht man das wohl... Und 15-20% einsparen heißt bei 100 kg 15 kg, bei 100000 kg schon 15000kg.

Ich denke mit so einem Konzept aus Crossfeed und LCH4/LOX Triebwerken macht eine Oberstoffe mit LH2/LOX wohl nur noch Sinn wenn man die zusätzliche Geschwindigkeit braucht um damit z.B. zum Mars zu fliegen. Besser währe es natürlich wenn z.B. die Russen ihr thermisches Nukleartriebwerk stabil zum Laufen bringen würden. Damit würde man das miserabelle Nutzlastverhältnis sicher erheblich verbessern. Das einzige was dann noch fehlt, ist eine Wasserquelle die nicht so tief im Schwerkrafttrichter drin liegt wie von der Erdoberfläche.
Dann noch zwei Verarbeitungsstationen um daraus LH2 herstellen und man bekommt schöne Schlepper um Nutzlasten relativ billig zum Mars zu bringen. Allerdings weis ich nicht ob die Marsatmosphäre dick genug ist um das Teil abzubremsen.

Aber gut, ich sehe schon das da noch viel Wasser den Rhein runterfließen wird bis man dazu in der Lage sein wird.

@AlleSpeziallistenHier
Weis jemand wie klein man so einen Nuklearantrieb bauen kann? Führ einen Transferschlepper, währe es ja wohl ziemlich egal ob das Ding 5 Tage braucht um einen sehr großen Tankinhalt durchzujagen oder nur 20min. Wenn sowas sehr klein geht und der nukleare Brennstoff macht nicht so schnell schlapp, bekommt man natürlich ein viel höhere Nutzlast. Ideal währe es natürlich wenn das Ding die halbe Strecke beschleunigen würde.