Orbital Starship - Prototyp in Boca Chica (TX) und Cocoa (FL)

...
Chronologie der Ereignisse:


Tweet auf Twitter von Elon
Zeitpunkt:  4:36 vorm. · 3. Apr. 2020 (MESZ) = Fr 03.04.20 02:37 UTC
Text: "Some valves leaked at cryo temp. Fixing & will retest soon."
Quelle: https://mobile.twitter.com/elonmusk/status/1245902999798419456

Zusammenbruch der Rakete: Video auf Youtube.
Zeitpunkt: 02:07:20 AM (CDT) = Fr 03.04.20 09:07 UTC
Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=iw5bYl8v3nY

Somit war das Problem an den Ventilen lange (6,5 Stunden) vorher.

Falls ich mich her verrechnet habe, nehme ich mein Posting natürlich sofort zurück. Ich Bitte dann um kurze Info dann lösche ich mein Posting (oder korrigiere es, falls es kleine Fehler sind)

Zusätzlich würde ich mich freuen, wenn jemand die Rechnung der Zeiten kurz überprüfen könnte. Zeit-Zonen-Rechnungen sind immer sehr verwirrend.

Edit: Ich bitte wegen der missbräuchlichen Verwendung durch Politiker und Meinungsmacher ausdrücklich um Zurückhaltung hinsichtlich des Wortes Fake. Gruß   Pirx

...

Ich finde zwar keinen Kommentar, in dem behauptet wird, "daß es ein Ventilfeler war, welcher die Rakete zum Einsturz gebracht hat" - aber geschenkt. (Ein Zitat wäre natürlich hilfreich und ist auch üblich.)   

Der Vorfall mit dem Ventil einige Stunden zuvor beweist immerhin, daß es während des Tests bereits Probleme mit dem Equipment gab. Also falls jemand einen Beweis dafür braucht, daß der Umgang mit superkalten Flüssigkeiten immer schwierig ist. Insbesondere in einer nur behelfsmäßig aufgebauten Testumgebung. Nicht nur daß die Elastomere aufhören elastisch zu sein, auch Eis kann leicht Bauteile oder Düsen blockieren. Z.B.

Und der Vorfall beweist natürlich auch nicht, daß es anschließend beim zweiten Versuch kein Problem mit dem Ventil (oder sonst irgend einem anderen Teil) gab, welches für den Druck im unteren Bereich mitverantwortlich war.

...

Edit Pirx

Es ist das passiert, wofür Prototypen da sind. Die Statik hat versagt und es wird ausreichend Messwerte geben, welche den Prozess verstehen helfen, der da abgelaufen ist. Das fertige Starship und noch mehr die Kombination mit dem Booster sollte es aushalten, wenn ein Tank, und sei es der unterste, plötzlich Druck verliert. Ersatzweise muß es ein Verfahren geben, welches bei einem großen (die maximal zulässige Leckrate in so einem Fall müßte auch noch definiert werden) Leck erlaubt, alle darüber liegenden Tanks schnell zu enttanken.

Interessant finde ich die Lochbleche. Würde mal raten die sind dafür da, dass der Treibstoff nicht unnötig hin und her schwappt? Was meint ihr?





https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48895.2200

Weiter gehts mit SN.4 



https://twitter.com/fael097/status/1246574517981450240

Elon Musk tweet zur Fehlerursache.

https://twitter.com/elonmusk/status/1246677676733104130

Pretty much. Good news is that this was a test configuration error, rather than a design or build mistake. Not enough pressure in the LOX tank ullage to maintain stability with a heavy load in the CH4 tank. This was done with N2.

Sie haben anscheinend das Gewicht des Methan-Tanks mit Stickstoff-Füllung falsch kalkuliert und  nur das Gewicht von Methan angesetzt. Stickstoff ist viel schwerer. Der Druck im unteren Tank war für das Gewicht zu niedrig. Dafür hat er aber erstaunlich lange standgehalten. Das gute daran ist, es war weder ein Fabrikationsfehler noch ein Designfehler des Starship.

Meine Theorie, wie das passieren konnte. Sie hatten zuerst einen Fehler mit den Ventilen. Das hat sie eine Menge von dem vorhandenen Flüssigstickstoff gekostet. Dann haben sie mit dem Rest-Stickstoff einen modifizierten Test nur mit dem kleineren oberen Tank gemacht und dabei ist der Kalkulations-Fehler passiert.

Nachtrag, mehr tweets.

https://twitter.com/elonmusk/status/1246700305988943872

Sie wollen das meiste der Schubstruktur für SN4 wiederverwenden. Das ist das komplexeste an dem Prototyp.  Sieht auch ziemlich unbeschädigt aus.

“Hard to hide anything from the Internet! Yeah, we’re going to reuse much of the thrust section“

Sie werden einen Großteil der intakten Antriebs Sektion wiederverwenden

Noch ein Tweet von Elon Musk, mit einem Bild von 3 Raptor-Triebwerken. Offenbar in einem Zelt in Boca Chica. Ich kann ein Bild aus Twitter nicht direkt hier anzeigen. Also nur ein Link zum Tweet.

https://twitter.com/elonmusk/status/1246701851585794048?s=20



Geht doch. 

Meine Theorie, wie das passieren konnte. Sie hatten zuerst einen Fehler mit den Ventilen. Das hat sie eine Menge von dem vorhandenen Flüssigstickstoff gekostet. Dann haben sie mit dem Rest-Stickstoff einen modifizierten Test nur mit dem kleineren oberen Tank gemacht und dabei ist der Kalkulations-Fehler passiert.

Das klingt ziemlich plausibel. Man hat einen Zeitslot wo man testen darf (Straßen Gesperrt, Mitarbeiter verfügbar, usw.).


Problem 1: Jetzt gibt es ein Problem einige Stunden vor dem Test mit den Ventilen. Hierbei verliert ein Teil von dem Stickstoff, welcher am Vortag per LKW geliefert wurde.

Problem 2: Der verbliebene Stickstoff reicht nicht mehr aus für einen vollständigen Test. Wenn man nur wenig Reserven eingeplant hat, reicht bereits ein geringer Stickstoffverlust hierfür aus.

Lösung A: Man bricht den Test ab. Dann lässt man ggf. den Stickstoff in die Atmosphäre frei, da man ihn vor Ort nicht langzeit-lagern kann. Man beantragt neue Straßensperren und beginnt in 1 bis 2 Wochen von vorne neu.

Nachteil von Lösung A: Man baut in Serie. Man Riskiert damit einen "Stau" in der Produktionskette. Noch viel schlimmer: Man wollte die Testergebnisse nutzen um (z.B.) SN05 beim Bau zu verbessern. Das geht dann nicht mehr und SN05 müsste baugleich zu SN03 gebaut werden.

Lösung B: Man rechnet schnell aus, daß man einen keinen Test nur mit dem oberen Tank machen kann. Es liegen vielleicht schon Berechnungen zur Stabilität vor.

Vorteil von Lösung B: Man kann einen Minimaltest durchführen. Man gewinnt Erkenntnisse und kann diese für den Bau in der Serienfertigung von (z.B.) SN05 einfließen lassen.

Schnelle Entscheidung: Man entscheidet sich für Lösung B.

Problem 03: Die vorhandenen Stabilitätsberechnungen sind für Methan. Man rechnet sie um und macht hierbei einen Fehler.

Problem 04: Die Stabilität ist jetzt nicht mehr gegeben. Die Rakete bricht zusammen.

Positiver Nebeneffekt: Man hat einen Grenzwert ermittelt. Diesen Grenzwert in der Praxis kann man jetzt mit dem berechneten Grenzwert der Theorie abgleichen. Man hat wertvolle Daten gewonnen.

Nachteil: Eigentlich keiner. Hätte man Lösung A gewählt wäre man technisch nicht besser da gestanden als jetzt. Psychologisch und Pressetechnisch natürlich schon. Aber in  der Entwicklung zählt die technische Seite am meisten.

Das wichtigste: Wurde niemand verletzt.

Um jetzt mal in die Vergangenheit abzuschweifen und ganz alte Zahlen heraus zu holen: Bei der Falcon 1 gab es bei SpaceX bereits 3 Fehlschläge in Folge. Hier waren das Flug 1, Flug 2 und Flug 3 welche in Folge fehlgeschlagen sind. Es ist somit (noch) nicht die größte Fehlerkette am Stück in der Geschichte von SpaceX.

Fazit: Think positiv, es kann nur besser werden.

Weiter gehts mit SN.4 
....

Wird langsam der Träger, der sich schon vor dem 1. Start am häufigsten zerlegt hat.
Hoffe, das wird nicht zum System...

Positiver Nebeneffekt: Man hat einen Grenzwert ermittelt. Diesen Grenzwert in der Praxis kann man jetzt mit dem berechneten Grenzwert der Theorie abgleichen. Man hat wertvolle Daten gewonnen.

Nein, hat man nicht. Der getestete Wert lag ja eindeutig oberhalb des Grenzwerts. Einen Wert unterhalb des gesuchten Grenzwerts gibt es nicht, dafür müsste man ja den Test erfolgreich durchführen (mit kleineren Lasten), das ist aber icht gelungen.
Gelernt hat man nur daß Lösung B falsch war.

Möglicherweise kann man das Rechenmodell prüfen, falls richtig gerechnet wurde und positive Stabilität errechnet wurde, obwohl in Praxis die Stabilität negativ war. Dann weiß man daß die Modell-Annahmen grob falsch waren. (normalerweise ist es umgekehrt, Modell negativ, im Tests hält es trotzdem)

Nachteil: Eigentlich keiner. Hätte man Lösung A gewählt wäre man technisch nicht besser da gestanden als jetzt. Psychologisch und Pressetechnisch natürlich schon. Aber in  der Entwicklung zählt die technische Seite am meisten.

Bei Lösung A hätte man ein brauchbares Testergebnis erhalten. Jetzt weiß man nur daß der Test unrealistisch durchgeführt wurde. Man hätte beim Ventilproblem abbrechen müssen und untersuchen müssen woran es lag und wie man solch ein Ventilversagen verhindert, da die Konsequenzen nicht akzeptabel sind (siehe Testergebnis). Wenn die Konsequenzen nicht klar waren, dann zurück ins Büro und erstmal eine vernünftige FMEA machen (FMEA = Failure Mode and Effects Analysis = Analyse möglicher Fehlermoden und ihrer Auswirkungen).
Trial and Error kann man machen wenn man viel Zeit und Geld für Fehler und deren Behebung einplant.

Guten Sonntag

Also wirklich viel gewonnen ist nicht, wenn es das Ding andauernd zerlegt.
Auch wenn es immer ein anderer Grund ist.
Es gibt nämlich noch tausende andere Gründe die dann auch auftreten können, und weswegen es dann schon wieder zu einem Verlust kommen kann.
Da muß man letztlich das Design und die Prozeduren schon etwas seriöser auf deren Auswirkungen prüfen.
Ein bißchen besseres "Engineering" bitte.
So kann es nicht wirklich weitergehen.
Da ist jetzt schon ein bißchen Schönrederei dabei wenn man anmerkt das man ja eine Erkenntnis gewonnen hat.
Die Erkenntnis ist zu gering, oder bzw. ist es gar keine neue Erkenntnis.
Und motivierend für die Leute vor Ort ist das auch nicht.
Ich denke schon, daß man sich da mittlerweile bei SpaceX über Vorgehensweisenänderungen Gedanken machen wird.

P.S.: ...und mir wäre es lieber gewesen, sie hätten in 2 Wochen einen durchdachten Test mit wohl definiertem und ebenso ausgeführtem Design durchgeführt, als das man jetzt wieder auf die Fertigstellung des nächsten Prototypen warten muß, was wieder schnell gehen soll....
Ja, da klingt ein bißchen Unmut mit.

Ich kann James nur zustimmen.

Dass es ein "test configuration error" war, macht es mMn nicht wirklich besser. Das wäre wohl mit besserer Vorbereitung und evtl. mehr Geduld (wenn man vom ursprünglichen Plan aufgrund irgendwelcher Probleme abweichen muss) vermeidbar gewesen. Ich halte diesen Vollgasmodus aktuell nicht für zielführend. Das kann man machen, wenn man in einer kritischen Phase zwingend einen Termin halten muss (z.B. Startfenster zum Mars o.Ä. ), aber doch nicht so früh in einer Entwicklung. Der Weg ist noch ewig weit!

Ich denke, man täte gut daran, SN 4 mal in aller Ruhe und mit Bedacht zu fertigen und zu testen.

Kleiner Wermutstropfen ist, dass sie das meiste der Schubstruktur von SN.3 für SN.4 oder welche auch immer wiederverwenden können. Sieht ziemlich Intakt aus. Musk bestätigt das.


https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48895.2200

https://twitter.com/elonmusk/status/1246700305988943872

Könnte einer der noch in der Materie steckt mal berechnen wieviel Tonnen Methangewicht geplant waren und wieviel Gewicht das dann tatsächlich mit Stickstoff waren? Das die Werte Spekulation sind weil wir keine echten Daten haben ist mir klar. Mir geht's um ne grobe Visualisierung um wieviel mehr Gewicht es da vermutlich ging.

Zitat von: PaddyPatrone am 05. April 2020, 01:50:14

Weiter gehts mit SN.4 
....

Wird langsam der Träger, der sich schon vor dem 1. Start am häufigsten zerlegt hat.
Hoffe, das wird nicht zum System...

Da würde ich mal empfehlen anzuschauen wie das mit den Entwicklung der A4 bzw. der V2 lief, ich glaube mich zu erinnern das es da viel mehr Explosionen gab.

Könnte einer der noch in der Materie steckt mal berechnen wieviel Tonnen Methangewicht geplant waren und wieviel Gewicht das dann tatsächlich mit Stickstoff waren? Das die Werte Spekulation sind weil wir keine echten Daten haben ist mir klar. Mir geht's um ne grobe Visualisierung um wieviel mehr Gewicht es da vermutlich ging.

EDIT:
für LCH4 sind das gute 400kg/m³, für LN2 über 800kg/m³ also 1:2

für LCH4 sind das gute 400kg/m³, für LN2 über 1,2t/m³

  3 mal so viel, echt? Wenn das so wäre, dann müsste man diese Art von Versagen mit richtigem Treibstoff ja nicht fürchten. Zumindest nicht wenns nur um die Oberstufe geht.

Zitat von: orion am 05. April 2020, 10:50:28

Zitat von: PaddyPatrone am 05. April 2020, 01:50:14

Weiter gehts mit SN.4 
....

Wird langsam der Träger, der sich schon vor dem 1. Start am häufigsten zerlegt hat.
Hoffe, das wird nicht zum System...

Da würde ich mal empfehlen anzuschauen wie das mit den Entwicklung der A4 bzw. der V2 lief, ich glaube mich zu erinnern das es da viel mehr Explosionen gab.

Hier für Dich "Klakow" zum Nachlesen, wann der erste Flugerfolg einer A4 war. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Versuchsstarts_der_A4-Rakete

Beide Raketen miteinander zu vergleichen? Ich glaube nicht, das das eine gute Idee ist.

für LCH4 sind das gute 400kg/m³, für LN2 über 1,2t/m³

Laut internet sind es eher zwei mal so viel.

LCH4 = 424kg/m³, LN2 = 804kg/m³

Zitat von: Xerron am 05. April 2020, 11:55:11

Könnte einer der noch in der Materie steckt mal berechnen wieviel Tonnen Methangewicht geplant waren und wieviel Gewicht das dann tatsächlich mit Stickstoff waren? Das die Werte Spekulation sind weil wir keine echten Daten haben ist mir klar. Mir geht's um ne grobe Visualisierung um wieviel mehr Gewicht es da vermutlich ging.

für LCH4 sind das gute 400kg/m³, für LN2 über 1,2t/m³

Hoppla doch so ein extremer Unterschied. Bei angedachten 300t Methan reden wir bei der Falschberechnung ja ganz schnell von richtig vielen Tonnen zu viel. Jetzt verstehe ich die Aussage von EM erst, das sie verwundert waren, das sie so lange durchgehalten hat. Ich hoffe wir bekommen Infos wieviel Tonnen da zu viel geladen waren. Ich denke da lassen sich schon Rückschlüsse auf die Konstruktion und deren Stabilität ziehen. Hängt halt davon ab ob es nur 10 Tonnen oder gar 100 oder mehr Tonnen zu viel waren. 

Ich kann James nur zustimmen.

Dass es ein "test configuration error" war, macht es mMn nicht wirklich besser. Das wäre wohl mit besserer Vorbereitung und evtl. mehr Geduld (wenn man vom ursprünglichen Plan aufgrund irgendwelcher Probleme abweichen muss) vermeidbar gewesen. Ich halte diesen Vollgasmodus aktuell nicht für zielführend. Das kann man machen, wenn man in einer kritischen Phase zwingend einen Termin halten muss (z.B. Startfenster zum Mars o.Ä. ), aber doch nicht so früh in einer Entwicklung. Der Weg ist noch ewig weit!

Ich denke, man täte gut daran, SN 4 mal in aller Ruhe und mit Bedacht zu fertigen und zu testen.

Sind wir hier wieder mitten in der Grundsatzdiskussion, welche Arbeitsphilosophie besser ist?
(Ohne Wertung! Man kann berechtigter Weise beide Ansichten vertreten.)

Musk IST aber einfach der große Vertreter für die Agile Projektentwicklung. Das steckt fest in ihm und in SpaceX. Da nur zu kritisieren, dass dabei was kaputt geht, greift viel zu kurz. Denn: ohne diese Philosophie hätte SpaceX mit SICHERHEIT auch nicht 3 Prototypen innerhalb eines Jahres konstruiert.
Wenn ein klassisches Unternehmen einen Testartikel zerstört ist schnell mal 1-2 Jahre verloren. Diese können sich keinen solchen Fehler erlauben. SpaceX verliert durch diesen Fehler jetzt wenige Wochen! Das ist quasi nichts im Vergleich dazu, was man durch schnellere Entwicklung gewinnt.

PS: es ist aber längst noch nicht abgemacht, ob das Motto "Move Fast and Break Things" hier so viel besser ist. Das muss sich erst noch zeigen.
https://images.raumfahrer.net/up071263.png

Zitat von: Klakow am 05. April 2020, 12:03:30

für LCH4 sind das gute 400kg/m³, für LN2 über 1,2t/m³

Laut internet sind es eher zwei mal so viel.

LCH4 = 424kg/m³, LN2 = 804kg/m³

Hallo,

Laut Chemiker auch eher zwei mal so viel. Ein Molekül CH₄ wiegt 16 u (atomare Einheiten) und ein Molekül N₂ 28 u. Da bei Gasen die Dichte mehr oder weniger direkt mit dem Molekülgewicht korreliert, wiegt ein m³ doppelt so schwerer Moleküle auch ungefähr doppelt so viel.

chemische Grüße

Dr. Mario

Je 1m Tankhöhe geht ca. 63m³ Inhalt rein, oder hier bei LCH4/LN2 knapp 24t mehr je Meter Füllhöhe

(bei den 1,2t habe ich an tiefgekühltes LOX gedacht)
So ganz ist beiden eher ein Pi*Daumenwert, den SpaceX wird später unterkühltes LCH4 und LOX verwenden, aber hier zwar LCH4 oder vielleicht auch nur LNG, also Erdgas, aber dann hängt es auch noch davon ab aus welchem Bohrloch es stammt und natürlich wie kalt beide Teile sind mit denen man arbeitet.