Die Verbrennung von Methan und das Handling kennt man aber extrem gut, das wird fast in allen Gastrubinen in der Welt eingesetzt und Methan in nicht ganz reiner Form als Erdgas kennt jeder Heizungsbauer so er Gasfeuerungen anbietet.
Der Vergleich eine große Raketentriebwerks mit einer Gasturbine ist schon extrem, mit einer Gasfeuerung noch viel extremer. Da fehlt ja nur noch der heimische Gasherd, der auch schön blau brennt.
Im Ernst, die drei haben nicht viel gemeinsam. Gasturbinen und Heizungen verbrennen Erdgas (Methan plus höhere Kohlenwasserstoffe) mit Luft. Das Raketentriebwerks verbrennt quasi reines Methan mit LOX, dabei werden weit höhrere Temperaturen erreicht, ca. 3500 K ggü. max. ca. 1200 K. Das fordert ganz andere Technologien.
Was nicht so klar ist bei Methantriebwerken, z.B.:
- Die Kühlung mit flüssigem Methan funktioniert im Prinzip, aber abhängig vom verwendeten Brennkammermaterial können kleinste Spuren von Schwefel im Methan (wenn unreines Methan oder sogar Erdgas verwendet wird) langfristig Ablagerungen in den Kühlkanälen produzieren, dann verschlechtert sich das Kühlverhalten.
- Zündverhalten unter Schwerelosigkeit, bisher nicht erprobt (meines Wissens)
- Verbrennungsstabilität bei Betriebsbedingungen die weit von der Auslegung abweichen, z.B. weite Drosselung u. ä.
Die Reaktionsbedingungen und vom Reaktionsablauf weiß man auch extrem viel, das ist Wasserstoff in jeder Beziehung seltener verwendet.
Methan macht erst mit der Wiederverwendung richtig Sinn, weil der Aufwand sich kaum von LH2/LOX entscheidet. und die Triebwerke sicher teurer als RP-1/LOX sind.
Man kann aber sicher sein, dass man mit Methan leichter umgehen kann als mit Wasserstoff und sein Schub wegen der viel höheren Dichte von CH4, auch für die Erststufe gut geeignet ist.
Die Reaktionschemie bei Methan ist viel komplizierter als bei H2. Bei Methan hat man drei verschiedene Atome (C, H, O) bei H2/LOX nur zwei (H und O) Daher gibt es bei Methan über Hundert mögliche Moleküle im Verbrennungsgas, bei Wasserstoff ca. 11.
Der Aufwand für H2/LOX ist extrem. Gottseidank ist der bei Methan geringer. Da bei Methan ähnlich wenig Einschränkungen bei der Materialwahl bestzehen, ähnlich zu Kerosin, während H2 die MAterialwahl deutlich einschränkt, ist das mit den Kosten nich so klar. Methan-Triebwerke sollten eigentlich billiger als Wasserstofftriebwerke sein, könnten im Bereich von Kerosin-Triebwerke liegen.
Ich hatte gelesen dass das Raptortriebwerk zu mindestens 40% aus 3D gedruckten Teilen bestehen wird.
Mag sein. Aber ob es dadurch einfacher und billiger wird ist doch heute völlig unklar. Diese Technoloie steckt noch sehr in den Anfängen und die Probleme damit werden gerade erst erkannt. Auch 3D-Druck von Metallen hat seien Tücken. Und nicht jedes Metall lässt sich so drucken.
Ich will nicht sagen das es nicht geht, Aber nur weil Methan verwendet wird ist nicht jedes Problem gelöst. Und erfahrungsgemäß dauert die Entwicklung der Triebwerke länger als die der Stufen und des ganzen Trägers.
