SpaceXs Superschwerlastrakete

Ich denke, es wird Zeit, dass die noch unbenannte Rakete, die als Hauptnutzlast MCT (Mars Colonial Transporter) Richtung Mars schicken soll, einen eigenen Thread bekommt.

Der neue Superträger von SpaceX setzt auf die Raptor Triebwerke, die derzeit in der Entwicklung sind, und damit auf den Treibstoff Methan. Methan deshalb, weil die Leistung fast der von Wasserstoff entspricht, der Treibstoff aber große Vorteile bei der angestrebten Wiederverwendung bietet. Methan kann auch relativ einfach auf dem Mars erzeugt werden, ein sehr angenehmer Nebeneffekt.

Ich vergleiche den Schub im nächsten Abschnitt mit der Mondrakete Saturn V, um die immense Leistung der neuen Superschwerlastrakete zu verdeutlichen.

Ein Raptor Triebwerk liefert voraussichtlich am Boden 6910 kN Schub bei einem ISP von 320, im Vakuum 8.240 kN Schub bei einem ISP von 380. Dies ist etwas mehr Leistung als die 6770 kN eines F1-Triebwerks der Saturn V.

Aufgebaut wie eine überdimensionale Falcon 9 treiben jeweils 9 Raptor Triebwerke einen zehn Meter durchmessenden Core an. Dies ergibt pro Core einen Startschub von knapp 62.200 kN, fast das Doppelte der 33.850 kN der Saturn V.

Drei Cores zusammen bilden analog zur Falcon Heavy die Startstufe der Marsversion. Der Startschub beträgt damit fast 186.600 kN, gut das fünfeinhalbfache(!) der Saturn V. Ein Start dieses Kolosses dürfte unüberhörbar sein.

Darüber sitzt wieder analog zur Falcon 9/Heavy eine noch nicht näher bekannte Oberstufe, vermutlich mit einem einzelnen Raptor Triebwerk in der Vakuumvariante.

Das Fairing dürfte gewaltig sein, bis zu 15m Durchmesser bei etwa 50m Höhe sind vorstellbar. Dies ist auch nötig, bei einer geschätzten Nutzlast von 500t in den LEO wird diese Rakete der mit Abstand stärkste Träger der Welt.

Das folgende Bild zeigt die Superschwerlastrakete in verschiedenen Konfigurationen im Größenvergleich, normale und Heavy Variante mit kurzer und langer Nutzlastverkleidung. Nur Spekulation, aber laut Berechnungen bei NSF dürfte das wohl so in etwa aussehen.

Kann man das Thema nicht hierin mit abfackeln ?
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11322.0;topicseen

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Nein MCT ist wohl die (eine) Nutzlast nicht die Rakete. Last uns das mal lieber trennen

Methan deshalb, weil die Leistung fast der von Wasserstoff entspricht, der Treibstoff aber große Vorteile bei der angestrebten Wiederverwendung bietet.

Nein!

1) Methan als Treibstoff für Trägerraketen vereinfacht die Konstruktion und senkt die Kosten.

2) Für Flüge zum Mars ungeeignet, ISP zu schwach bei nur 380s, bei H2 haben wir 470s, erfordert sehr schwere Komplexe.

3) NASA erwägt Wasserstoff bei 950s, senkt drastisch das Marskomplex.

4) Roskosmos plant auch Wasserstoff für alle Raumschlepper, z.B der MOB-2 mit 55 Tonnen Startmasse für Mondflüge. Mit Methan wäre eine 85 Tonnen Trägerrakete zu klein. Für solche Missionen ist Methan zu schwach, steigert  recht erheblich die Kosten.

Zitat Majo2096

Nein MCT ist wohl die (eine) Nutzlast nicht die Rakete. Last uns das mal lieber trennen

Naja ich hatte an das Posting #17 von tobi in MCT gedacht :
Zitat Tom Mueller "...Mars Colonial Transport...."
Also ein System, was den Träger einschließt.

Zitat von: McFire am 08. Juli 2014, 16:49:35

Kann man das Thema nicht hierin mit abfackeln ?
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Nein MCT ist wohl die (eine) Nutzlast nicht die Rakete. Last uns das mal lieber trennen

Sehe ich ähnlich. Triebwerk, MCT und Träger als drei Threads. Oder alle drei zusammen. Das hätte den Vorteil, daß man in der Diskussion nicht so schnell OT wird. Man sieht ja, wie schnell es vom Triebwerk zum Träger geht. Andererseits wird es schnell unübersichtlich. Drei Themen sind gut.

Im Augenblick ist mir ziemlich unklar, in welche Richtung es gehen wird. Mit substantieller Finanzierung wäre eine Heavy sicher gut. Besonders, wenn man eine innovative Lösung für die Wiederverwendung des zentralen Cores findet. Ein Start und ab zum Mars. Da es die substantielle externe Finanzierung nicht gibt (jedenfalls sehe ich sie noch nicht) muß man etwas finanzierbares anstreben. Das wären eher mehrere Starts eines  Trägers mit nur einem Core. Mit den letzten Daten für Raptor könnten insgesamt drei, vielleicht sogar nur zwei Starts für einen Marsflug reichen.

Nun, die Singlecore dürfte bei den aktuellen Daten rund 200t in den LEO befördern. Dies wird wohl für so ziemlich alles ausreichen, inklusive den Riesenmodulen von Bigelow, aber für MCT? Das bezweifle ich doch stark. Wieso sollte SpaceX die Rakete denn derart leistungsfähig auslegen, wenn man es gar nicht benötigt/nutzen will?

Nun, die Singlecore dürfte bei den aktuellen Daten rund 200t in den LEO befördern. Dies wird wohl für so ziemlich alles ausreichen, inklusive den Riesenmodulen von Bigelow, aber für MCT? Das bezweifle ich doch stark. Wieso sollte SpaceX die Rakete denn derart leistungsfähig auslegen, wenn man es gar nicht benötigt/nutzen will?

Es reicht locker für MCT, selbst mit der Nutzlastreduktion durch Wiederverwendung. Nur eben ohne Treibstoff, der müßte extra transportiert werden.

Die Schwerlastrakete soll vollständig wiederverwendbar sein, ein paar hundert Tonnen Methan/LOX in die Umlaufbahn zu wuchten, sollte - relativ zu anderen Kostenfaktoren eines bemannten Marsfluges gesehen - kein großes Problem sein.

N'abend,

Oh man, was ihr alles wißt.

Bisher kennen wir lediglich einige Angaben von Tom Mueller zum Raptor, dessen Schub in kurzer Zeit um 100% gestiegen sein soll. Also glaubt ihr, daß deshalb auch der Schub von MCT um 100% steigt. Dann kommen Monster-Raketen von 6000 bis 9000 t Startschub heraus. Und ihr kennt sogar schon den Durchmesser solcher Stufen. Wow!

SpX hat bislang keinerlei Angaben zu MCT veröffentlicht. Ist alles eure Spekulation. Könnte es nicht genauso gut sein, daß man weniger Triebwerke in der 1.Stufe verwenden will?? Ist ja auch viel billiger.

Heute nur ein kleiner Aspekt zum Nachdenken: wo sollen solche Monster-Raketen starten?

Am Cape? Nö, der Abstand von LC-39 A/B zum VAB und den anderen Gebäuden wurde auf die maximale Auswirkung einer Saturn-V im Falle einer Explosion auf der Startrampe ausgelegt. Müßte im Fall einer solchen Monster-Rakete also mehr als doppelt so groß sein. Geht also nicht. Weder NASA noch die Air Force würden erlauben, daß ihre Rampen (LC-39B, LC-41) durch einen MCT-Fehlstart gefährdet würden.

Das ist nur ein Punkt. Es gibt viele weitere. Mißversteht mich nicht: ich wäre mehr als viele andere erfreut, endlich eine größere Rakete als die Saturn-V starten zu sehen, darauf warte ich seit 1973, aber eure Monster-Raketen sind wirklich pure Phantasie.

Gruß
roger50

 

Bisher kennen wir lediglich einige Angaben von Tom Mueller zum Raptor, dessen Schub in kurzer Zeit um 100% gestiegen sein soll. Also glaubt ihr, daß deshalb auch der Schub von MCT um 100% steigt. Dann kommen Monster-Raketen von 6000 bis 9000 t Startschub heraus. Und ihr kennt sogar schon den Durchmesser solcher Stufen. Wow!

SpX hat bislang keinerlei Angaben zu MCT veröffentlicht. Ist alles eure Spekulation. Könnte es nicht genauso gut sein, daß man weniger Triebwerke in der 1.Stufe verwenden will?? Ist ja auch viel billiger.

Nein, es gibt die Aussage, es werden 9 Triebwerke. Im Sinne der geplanten Wiederverwendung macht das auch Sinn. Wie groß der Schub nun genau wird, werden wir erst sehen, Sie bauen das größte Triebwerk, das sie kostenmäßig und technisch in den Griff kriegen können, keine bestimmte Größe. Das sieht man ja an den wechselnden Angaben.

Heute nur ein kleiner Aspekt zum Nachdenken: wo sollen solche Monster-Raketen starten?

Am Cape? Nö, der Abstand von LC-39 A/B zum VAB und den anderen Gebäuden wurde auf die maximale Auswirkung einer Saturn-V im Falle einer Explosion auf der Startrampe ausgelegt. Müßte im Fall einer solchen Monster-Rakete also mehr als doppelt so groß sein. Geht also nicht. Weder NASA noch die Air Force würden erlauben, daß ihre Rampen (LC-39B, LC-41) durch einen MCT-Fehlstart gefährdet würden.

Die Version mit nur einem Core kann in LC-39 gestartet werden. Die Pads wurden für die Nova ausgelegt, nicht nur die Saturn V. An eine Heavy glaube ich erst, wenn ich sie sehe. Dazu gibt es tatsächlich keine eindeutigen Aussagen, soweit ich weiß. Eine Heavy kommt vielleicht, wenn es eine gesicherte Finanzierung für sehr viele Starts pro Startfenster gibt.

Allerdings glaube ich (persönliche Meinung), daß sie da nur ihre Testflüge absolvieren werden. Ihre Missionen werden woanders starten. Nur NASA Starts vom Cape.

Dann übernehmen sie vielleicht noch LC-39 B.

N'abend,

Oh man, was ihr alles wißt.

Bisher kennen wir lediglich einige Angaben von Tom Mueller zum Raptor, dessen Schub in kurzer Zeit um 100% gestiegen sein soll. Also glaubt ihr, daß deshalb auch der Schub von MCT um 100% steigt. Dann kommen Monster-Raketen von 6000 bis 9000 t Startschub heraus. Und ihr kennt sogar schon den Durchmesser solcher Stufen. Wow!

SpX hat bislang keinerlei Angaben zu MCT veröffentlicht. Ist alles eure Spekulation. Könnte es nicht genauso gut sein, daß man weniger Triebwerke in der 1.Stufe verwenden will?? Ist ja auch viel billiger.

Es kann natürlich sein, daß die Triebwerksleistung noch steigt, wäre nicht das erste mal. Abgesehen davon wissen wir die Leistung des Triebwerks, die Anzahl der Triebwerke pro Core und auch den Durchmesser der Rakete, weil diese Daten eben doch bereits an verschiedenen Stellen veröffentlicht wurden. 

Heute nur ein kleiner Aspekt zum Nachdenken: wo sollen solche Monster-Raketen starten?

Von 39B oder dem neuen SpaceX Weltraumbahnhof.

Das ist nur ein Punkt. Es gibt viele weitere. Mißversteht mich nicht: ich wäre mehr als viele andere erfreut, endlich eine größere Rakete als die Saturn-V starten zu sehen, darauf warte ich seit 1973, aber eure Monster-Raketen sind wirklich pure Phantasie.

Wir werden sehen. 

Ob das was wird mit dem SpaceX Weltraumbahnhof ? Die Frau Benavides hat ihn noch nicht in ihrem Plan für zukünftige Projekte....

Davon gehe ich aus, immerhin bemüht sich SpaceX intensiv um Grundstücke. Dafür haben wir aber einen anderen Thread.

Der Thread braucht dringend ein Update.

Die Raptor Triebwerke werden mit 2300kN deutlich schubschwächer, um ein optimales T/W Verhältnis zu erreichen. Dies hat massive Auswirkungen auf den Schwerlastträger, denn es werden nun wesentlich mehr Einheiten als ursprünglich geplant benötigt, eher Richtung 30 statt 9 Stück. Ferner sieht es danach aus, dass es kein Triple Core sondern ein fetter einzelner mit einem Durchmesser im Bereich von 12-15m sein dürfte.

Die Reduktion auf 2300kN hat weitere wichtige Vorteile:
1) Eine gezielte weiche Landung (Brake oder an Land) wird einfacher, weil mehr Triebwerke zum Bremsen brauchen wird (2-4?) und man deswegen in der Lage ist den Schub bis unter 2300kN zu senken.
2) Wenn ein Triebwerk ausfällt, kann man das viel leichter mit den verbleibenden Kompensieren.
3) Die zweite Stufe wird die optimale Anzahl von Triebwerken erhalten und die ist sicher mindestens zwei Stück.
4) Das macht den Ausfall eines Triebwerks nicht unbedingt zu einem Totalausfall (Stichwort: Redundanz).
5) Bei der Landung auf dem Mars wäre ziemlich schwer mit einem Schub von 6900kN zu landen bei der geringen Schwerkraft.
6) Die Redundanz ergibt auch auf dem Mars mehr Sicherheit.
7) Das Expansionsverhältnis, z.B. 1 zu 17 für ein Triebwerk zum Start vom Boden führt unweigerlich zu Expansionsdüsen die von der Brennkammergröße abhängen, also wirken sich mehr Triebwerke auch dahingegend aus das die Düsen kürzer werden. Das reduziert nicht nur die Stufenlänge, sondern lässt auch ein viel leichtere Triebwerkskonstruktion zu. Da gibt es natürlich ein Optimum was bei SpaceX offensichtlich bei einem Triebwerk mit 2300kN liegt.

Also liegt der Gesamtschub der 9 Triebwerke bei ca 20.000 kN. also im Prinzip genau auf dem FH Niveau. Entweder ist diese Methanrakete nur ein PR Gag oder die FH ist überflüssig und wird wie die F5 erst gar nicht gebaut werden.
Gibt es daten wie viele Mitarbeiter an FH und wie viele an der Raptor/Rakete arbeiten, an dem Verhältniss lässt sich wohl am ehesten ableiten welche der beiden Raketen eine Luftnummer ist.

FH wird mit 110%-Sicherheit kommen. Ich bin auch schwer davon überzeugt das sie 2016 fliegen wird. Raptor wird noch einige Jahre brauchen. Solange und auch darüber hinaus wird die FH sehr wichtig für SpaceX sein. Sie wird alle schweren Satelliten befördern können, sowie künftige schwere Module für Raumstationen oder Marsbasis. Wie viel Leute an der FH arbeiten weiß hier bestimmt keiner. Aber ich sehe die FH nach dem RTF, die Wiederverwendung, sowie die Dragon v2 als einer der höchsten Prioitäten von SpaceX.
Deswegen bleiben wir lieber bei der Diskussion um BFR.

Also liegt der Gesamtschub der 9 Triebwerke bei ca 20.000 kN. also im Prinzip genau auf dem FH Niveau. Entweder ist diese Methanrakete nur ein PR Gag oder die FH ist überflüssig und wird wie die F5 erst gar nicht gebaut werden.
Gibt es daten wie viele Mitarbeiter an FH und wie viele an der Raptor/Rakete arbeiten, an dem Verhältniss lässt sich wohl am ehesten ableiten welche der beiden Raketen eine Luftnummer ist.

BFR benutzt 17 oder 27 Triebwerke und keine 9, also:

2300kN * 17 = 39.100kN
2300kN * 27 = 62.100kN

Da liegst du wohl etwas daneben mit deiner Rechnung.
Selbst wenn sie 9 verwenden haben die Triebwerke einen höheren ISP und viel wichtiger es wäre ein Core anstatt 3.

@holleser: Wieso kommst du auf die Idee mit 9x Raptor? Von SpaceX kam vor längerer Zeit nur die Info von "sehr vielen Triebwerken" und G.Shotwell hatte was von einer Nutzlast von 3-4x der FH gesagt. Das bedeutet im Umkehrschluss zumindest 19x Raptor, vermutlich aber eher um die 30!
Da es ein Single-Core Träger sein soll, bedeutet die einen Coredurchmesser von mindestens 12m.

Die 9-Merlintriebwerke haben damit zu tun, dass deren Core nur mit 3,7m festgelegt wurde, weil man dickere Dinger nicht kollisionsfrei unter Brücken usw. durch bekommt.
Eine BFR Stufe wird sicher NICHT per LKW durch die halbe USA transportiert werden, in dem Fall geht das nur per Schiff und da gibt es nur die maximale Breite vom Panamakanal, ich denke nicht das es hier in den nächsten 100 Jahren deswegen zu Einschränkungen kommen wird  .

@NotTheAndroidYouSearching:
Sicher keine 17, dias ist schlecht wegen der Anordnung.
19 wäre sinnvoll, mit
- Zentrum    1
- Innenring  6
- Außenring 12

Also liegt der Gesamtschub der 9 Triebwerke bei ca 20.000 kN. also im Prinzip genau auf dem FH Niveau. Entweder ist diese Methanrakete nur ein PR Gag oder die FH ist überflüssig und wird wie die F5 erst gar nicht gebaut werden.

Nein, diese Anordnung der Triebwerke war nur eine Überlegung, als der Schub von Raptor noch wesentlich höher geplant war. Als Triplecore konnte damit recht exakt die von SpaceX genannte Nutzlast erreicht werden. Jetzt werden es natürlich mehr Raptoren werden.

Dazu kommt noch die Frage, ob MCT im Erdorbit nachgetankt wird oder nicht. Wenn ja ist deutlich weniger Nutzlast nötig, dafür aber dann mehrere Starts. Bei voller Wiederverwendbarkeit stellt das kein sonderliches Problem dar.

An zwei Stellen ist das schon problematisch:
- Jeder Start braucht Personal, das ist zumindest zum Teil unabhängig von der Trägergröße. Das ist wie bei Flugzeugen, ob Pilot und Copilot eine kleine Turboprop mit fünf Passagieren oder ne A380 Fliegen, ist ziemlich egal.

- Kleinere Träger führen zu leichteren und kleineren Nutzlasten, beim Tanken ist nur der Mehraufwand der Kontrollmannschaften zu berücksichtigen, aber da große Nutzlasten, z.B. das Raumschiff für 100 Personen, dann im All gebaut werden müssen, explodieren deswegen die Kosten.

Ich weiß nicht ob das mit den 100 Passagieren so funktionieren wird. Ich glaub da müssen sie erstmal tiefer stapeln. 25 halte ich für realistisch.

An zwei Stellen ist das schon problematisch:
- Jeder Start braucht Personal, das ist zumindest zum Teil unabhängig von der Trägergröße. Das ist wie bei Flugzeugen, ob Pilot und Copilot eine kleine Turboprop mit fünf Passagieren oder ne A380 Fliegen, ist ziemlich egal.

- Kleinere Träger führen zu leichteren und kleineren Nutzlasten, beim Tanken ist nur der Mehraufwand der Kontrollmannschaften zu berücksichtigen, aber da große Nutzlasten, z.B. das Raumschiff für 100 Personen, dann im All gebaut werden müssen, explodieren deswegen die Kosten.

So klein wird die Rakete auf keinen Fall, gestartet wird MCT mit Sicherheit als komplette Einheit. Die Frage ist nur, ob die Tanks nach dem Start genug Treibstoff für Flug und Marslandung enthalten oder nicht.

Wenn die Rakete nur für das Marsprogramm geplant wird, wäre ein einzelner Start mit Riesenträger logistisch sinnvoller. Will man die Rakete aber auch für andere Nutzlasten einsetzen, dürften Mehrfachstarts mit etwas kleinerem Kaliber wirtschaftlicher wesentlich besser sein. Selbst da reden wir immer noch von über 150t in den LEO, also mehr als SLS.

Bei einer Triplecore Rakete kann man die Booster einfach weglassen, um für andere Nutzlasten abzuspecken, bei Singlecore geht das nicht. Sicher kann man auch mit einem Giganten kleine Nutzlasten starten, aber Gewinn abwerfen sollte es auch.