Wiederverwendbarkeit des Fairings

Hallo Leute!
Ich lese schon eine Weile mit, doch hier muss ich einfach was loswerden.

Warum betreibt man so einen Aufwand, die ollen Eierschalen der Rakete zu bergen? Ich kann mir nicht so richtig vorstellen wie Entwicklungsaufwand, Zusatzgewicht und erhöhte Komplexität, Infrastruktur zur Bergung sowie Wiederaufarbeitung jemals wirtschaftlich im Vorteil gegenüber Neuproduktion sein können. 

Gruß Marco

Warum betreibt man so einen Aufwand, die ollen Eierschalen der Rakete zu bergen? Ich kann mir nicht so richtig vorstellen wie Entwicklungsaufwand, Zusatzgewicht und erhöhte Komplexität, Infrastruktur zur Bergung sowie Wiederaufarbeitung jemals wirtschaftlich im Vorteil gegenüber Neuproduktion sein können. 

Eine Nutzlastverkleidung kostet um die 5 Millionen Dollar.  Ich würde mal sagen da lohnt sich der Aufwand schon.

Das traurige ist, dass bei staatlich betriebener (finanzierter) Raumfahrt zahlt eben der Steuerzahler jedes mal die 5 Millionen und deshalb juckt es diese Raumfahrtunternehmen nichts.

Das Fairing ist nicht nur ein Schutz vor der Luft. Es muss auch die Vibrationen und den Schall fern halten. Gerade letzteres ist ein sehr komplexes vorgehen. Das in der Summe treibt die Fairingkosten so hoch. Der Zusätzliche Aufwand ist gering. Ein paar Kaltgasdüsen, einen Fallschirm, das wiegt wenig. Und man kann damit spielen. Das Schiff zu mieten kostet auch nicht die Welt. Eine geborgene und intakte Fairinghälfte spart schon beim ersten mal richtig viel Geld.

>> Aber dann hätte man auf Mr. Steven diesen Aufbau sehen müssen,
>> bei der Abfahrt und Ankunft mit dem eingefangenen Fairing.
Ich denke, daß die 4 Fangarme mit den 4 Seilzügen auf das Deck der gesamte sichtbare Aufbau sind. Auf See wird ein Netz unten in die Seilzüge eingehakt und hoch gezogen. Eingefangen, wird es nach wenigen Minuten wieder auf das Deck hinab gelassen. Im Hafen ist das Fairing nach 30 Minuten auf dem LKW.

Gibt es irgendwo genauere Darstellungen, wie eine solche Verkleidung aufgebaut ist? Laut Wikipeda wird vor dem Start 'gereinigte' Luft zur Klimatisierung eingesetzt... Klar wenn die Nutzlast unter Reinraum-Bedingungen gefertigt wird.
Wie fragil sind die Aufbauten an der Innenseite? Wie schützt man die gegen Umwelteinflüsse während der Fairing-Landung? Also ich weiß nicht. Braucht nur eine Möwe reinkacken...

Kann nicht passieren, da hängen überall Schilder: In der Halle ist Vögeln nicht der Zutritt/Zuflug nicht erlaubt.

Wie schützt man die gegen Umwelteinflüsse während der Fairing-Landung? Also ich weiß nicht. Braucht nur eine Möwe reinkacken...

So eine Fairing-Landung wird ja nicht stunden dauern. Außerdem ist das Fairing da immer noch recht schnell. Die Möwe möchte ich sehen die dem fallenden Fairing hinterher kommt

Außerdem bin ich mir sicher dass das Fairing noch 'wiederaufbearbeitet' wird. Dreck auf der Innenseite sollte da das kleinste Problem sein..

Mr. Steven ist auf dem Weg nach Panama! (Möglicher Versuch bei GovSat?) 

Michael Baylor @nextspaceflight
BREAKING: SpaceX fairing recovery vessel Mr. Steven has left the Port of LA and is headed for the Panama Canal. This signals a potential fairing recovery attempt for the #Falcon9 GovSat launch on January 30th.

https://twitter.com/nextspaceflight/status/955573243305451521

Edit: Der Wunsch war der Vater des Gedanken. Es geht nach San Pedro Belize.

Michael Baylor @nextspaceflight
Michael Baylor hat Michael Baylor retweetet
Ok, well apparently there may be a glitch with http://MarineTraffic.com . It's currently San Pedro Belize as the destination port, but San Pedro CA is the city that the Port of LA is located in.

https://twitter.com/nextspaceflight/status/955589030909022208

Mr. Steven ist gestern aus dem Hafen ausgelaufen und hat etwa 5 Stunden lang Manöver gefahren. Offensichtlich wurde da irgendwas ausprobiert. Sie liegt jetzt wieder am SpaceX-Betriebsgelände.

https://www.marinetraffic.com/en/ais/details/ships/shipid:3439091/mmsi:338358000/vessel:MR.STEVEN

Die Antwort auf die Frage, ob sich die Fairing-Bergung lohnt, ist für mich nicht so klar.

Zunächst mal wird ja wahrscheinlich nur eine Hälfte geborgen, vielleicht kriegen sie es ja später hin, die erste Hälfte so schnell zu verstauen, dass sie auch die 2. Hälfte fangen können. Bis dahin bergen sie nur ein Teil im Wert von ca. 2,5 Mio-$.

Die Dauercharter für die Mr. Steven liegt mit Sicherheit jenseits von 1 Mio-$ pro Jahr, das Schiff kann wegen der Aufbauten nicht mal "zwischendurch" einen anderen Auftrag übernehmen, sondern ist dauerhaft an SpaceX verchartert. Dazu kommen Liegegebühren im Hafen, Kosten für eine Wiederaufarbeitung, das Risiko, dass eine Bergung mal nicht klappt usw.

Ich halte das ganze immer noch für ein Experiment und es hat natürlich auch was mit der SpaceX-Ideologie der Wiederverwendung zu tun (die ich ausdrücklich befürworte).

Robert

Also wenn ich richtig rechne, dann sind 2,5 Millionen x 30 Starts = 75 Millionen Dollar. (30 Starts dieses Jahr geplant)

Bei beiden Hälften sind es sogar 150 Millionen Dollar.

Ich sehe also durchaus Einsparpotential. Natürlich dürfte es noch etwas dauern bis die Bergung & Wiederverwendung reibungslos funktioniert.

Ja, ich vermute auch (und hoffe), dass sich das Fairing-Bergen in ein oder zwei Jahren wirklich rentiert. Dafür brauchen sie ein zweites Schiff an der Ostküste, das sie nach der Auswertung der Versuche mit Mr. Steven wahrscheinlich gebraucht kaufen und entsprechend umrüsten werden.

Ich möchte bezweifeln, dass die Mr. Steven jemals den Panamakanal befahren wird.

1. Die Anreise dauert, je nach dem wo sich der Einsatzort befindet, ca. 1 Woche.
2. Die Passage muss etliche Wochen vorher bei der Kanalverwaltung fest angemeldet und angezahlt werden.
3. Die Kanal-Kosten für h/r liegen in der Größenordnung von 50.000 $.
4. Das Schiff ist ein verdammter Schluckspecht und verbraucht bei Marschfahrt weit über* ca. 1 cbm Treibstoff pro Stunde (bzw. mehr als 30 Liter pro km).

Robert

* korrigiert, weil die Geschwindigkeit der Mr. Steven mit den Aufbauten offensichtlich bei knapp 20 Knoten = ca. 35 km/h liegt, also etwa 60 % der eigenen Maximalgeschwindigkeit.

Die letzten 24h von Mr. Steven.


https://twitter.com/nextspaceflight/status/955883797530251265

Aus der gestrigen Post-Flight FH Pressekonferenz:

Musk: Fairing recovery has proven surprisingly difficult. We'll solve it in about 6 months.

Quelle: https://twitter.com/lorengrush/status/961034855051034624

Die Bergung und Wiederverwendbarkeit der Nutzlastverkleidung erweist sich als schwieriger als erwartet. Man möchte das Problem aber innerhalb der nächsten 6 Monate gelöst haben.

Wenn man eines Tages die zweite Stufe auch landen lässt ... könnte man auch darüber nachdenken, das Fairing "klappbar dran zu lassen". Dann käme es mit der Oberstufe wieder runter.

Das wäre natürlich ein weiterer Nutzlastverlust ... noch mehr tote Masse, die man bewegen muss.

Beim Anblick einer Atlas Rakete kam mir vor einigen Tagen dazu folgender Gedanke: Da Stufen und Fairingtrennung ja bei den meisten Missionen nahe bei einander liegen warum nicht das Fairing an der 1.Stufe befestigen und mit dieser landen? Die Oberstufe kommt dann mit unter das Fairing wie die Centauer bei der Atlas.


MFG S

...oder einfach die BFR Fertigstellung abwarten!


Quelle: https://ourplnt.com/making-life-multiplanetary/spacex-using-bfs-to-put-a-satellite-into-orbit/

Klappbares, wiederverwendbares Fairing an einer wiederverwendbaren Oberstufe. SpaceX hatte die Idee schon. ;-)

Mane

Beim Space Shuttle war das auch schon so (prinzipiell).
[Ich vermisse das Teufelchen-Smiley?]

Gruß
Peter

Beim Space Shuttle war das auch schon so (prinzipiell).

Stimmt. Aber mit ein paar unangenehmen "Nebenwirkungen".


Mane

Beides ist eben nicht vergleichbar da das Fairing mit in den Orbit geschleppt wird. SpaceX wiederhohlt (teilweise) die Fehler der NASA!
Der Witz die Oberstufe mit unter das Fairing zu "stopfen" ist ja das diese möglichst leicht wird. Die Russen handhaben das ja Teilweise auch so...
MFG S

Beides ist eben nicht vergleichbar da das Fairing mit in den Orbit geschleppt wird. SpaceX wiederhohlt (teilweise) die Fehler der NASA!

Aha? SpaceX wirft das Fairing kurz nach Trennung der Oberstufe ab. Da ist noch lange kein Orbit erreicht. Welchen "Fehler" meinst Du?
In diesem Thread geht es übrigens ausschließlich um das F9 Fairing, nicht um irgendwelche BFR/BFS Sachen.

Mit Aussagen wie...

Zitat von: rok am 26. Dezember 2017, 11:59:06

Das kann nicht funktionieren

kann man sich halt schnell aufs dünne Eis begeben. 
Aber du sagtest ja selbst "Spekulatius". Ist also doch gerechtfertigt.

Also mit “Das kann nicht funktionieren” waere ich bei SpaceX wirklich vorsichtig. Allerdings muss auch SpaceX etwas machen, was zumindest physikalisch moeglich ist. Die Drift der Fairings durch die Luftschichten zu berechnen, duerfte schon die erste Herausforderung sein, da die Fluglage nicht definierbar sein duerfte. Also entweder, die Teile brettern mit hoher Geschwindigkeit durch die Atmosphaere, oder haengen schon frueh am (Brems)Schirm. Dann koennte man einigermassen zuverlaessig berechnen, wo die Fairings ungefaehr landen. Nach Moeglichkeit zeitversetzt, um beide mit einem Schiff einfangen zu koennen. Ich denke aber, dass SpaceX das Thema schon laengst zu den Akten gelegt haette, wenn man nicht eine Loesung parat haette. Ich denke, man arbeitet da am Feintuning. Aber so wie in der Animation kann ich mir das auch nicht vorstellen.

Beides ist eben nicht vergleichbar da das Fairing mit in den Orbit geschleppt wird. SpaceX wiederhohlt (teilweise) die Fehler der NASA!
Der Witz die Oberstufe mit unter das Fairing zu "stopfen" ist ja das diese möglichst leicht wird. Die Russen handhaben das ja Teilweise auch so...
MFG S

Sachmal, woher nimmst Du das Wissen zu behaupten, welche Fehler die NASA oder SpaceX macht? Kennst Du die Kosten-Nutzen-Rechnung? Technische Loesungen sind sehr oft Kompromisse, die sich oft nicht mal einem aussenstehendem Fachmann erschliessen koennen. Das, was Du als Fehler bezeichnest, wuerde sich vermutlich bei genauem Hinschauen eben als solch ein Kompromis erweisen.

sagt mal lest ihr eigentlich die Threads bevor ihr drauf los schreibt? In diesem Thread gibt es mehrere Gedankengänge zum Thema Wiederverwendung des Fairings, unter anderem einige Zeiten vorher die Idee das Fairing an eine hypothetische wiederverwendbare Oberstufe zu befestigen. Dies hat den erheblichen Konzeptionellen Nachteil wie von Daniel in obigem von mir verlinkten Post bereits festgestellt das man unnötig "Tote Masse" in den Orbit schleppt. Daran musste ich die Tage denken als ich ein Bild der Atlas mit der Centaur unter der Nutzlastabdeckung gesehen habe. Was zu der Idee führte, dass man das Fairing doch evtl. auch an der ersten Stufe befestigen könnte.
Darauf hin hat man hier aus BFR und das Shuttle verwiesen, was aber eben nicht vergleichbar ist, da hier die Tote Masse mit bis in den Orbit geschleppt wird. Was ich als Konzeptionellen Fehler betrachte den in diesem Fall sowohl die NASA als auch SpaceX in ihrem Konzept haben bzw. hatten....

MFG S

Stefan, du hast hier schlicht das Grundkonzept von SpaceX nicht verstanden: Man opfert etwas Effizienz (in Anteil der Nutzlast) der Raketen um dafür die Wiederverwendbarkeit zu ermöglichen!

Es ist ABSICHT, dass man Einbußen der Effizienz hinnimmt, kein Konzeptioneller Fehler.

Ohne Wiederverwendung kann die F9 20-30% mehr Transportieren und mit abwerfbarer Frachtklappe würde auch das BFS mehr Nutzlast hoch bringen können.. aber dann hätte es auch seinen ganzen Sinn verfehlt

Offensichtlich arbeitet man daran das es klapptm siehe hier,
deswegen wurde der nächste Start auf den 21.2 verschoben.
Ich bin ganz zuverlässig das man es bald schaffen wird die Teile zumindest einzufangen, dann wird vermutlich der nächste Schritt sein das Ding so zu verändern das es komplett heil bleibt (sozusagen ein Fairing Block 5).