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

Ein Blech einbacken geht zum einen wegen der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten nicht zum anderen wegen den sehr hohen Temperaturen bei der Herstellung der Keramik.

Das Problem mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten könnte man vielleicht so lösen, daß die Bleche zunächst in einem Material eingebettet sind, welches bei der Wärmebehandlung verdampft. Dann hätten die das erforderliche Spiel.

Die Temperaturen - keine Ahnung welche Temperaturen da bei der Herstellung konkret erforderlich sind. Ich würde nicht von vornherein ausschließen, daß es eine passende Werkstoffkombination gibt.

Es gibt allerdings noch eine andere mögliche Variante - das "eingelegte Blechteil" könnte man auch erst bei fertigen Kacheln einlegen / fixieren. Das kann man ja in Ruhe und einzeln in einer dafür ausgelegten Vorrichtung / mit einem Spezialwerkzeug erledigen. Dann kann dann auch eine Fixierung durch bleibende Verformung des "Ankerblechs" erfolgen. (= formschlüssige Verbindung)  Es gilt ja, daß man in die Fertigung der "handlichen Einzelteile" möglichst viel Gehirschmalz investieren sollte, damit die Montage und Wartung am "unhandlichen Großobjekt" möglichst einfach und schnell über die Bühne geht.

Das Feuchtigkeitsproblem - hängt das nicht stark von der Porosität des Materials ab, ob es "explodieren" kann. Wenn der Wasserdampf entweichen kann..?

 

Mich würde mal interessieren ob diese Kacheln aus mehren Schichten aufgebaut sind bzw. aus unterschiedlichen Materialien bestehen?

Da wird wohl noch experimentiert, und ist eh alles Betriebsgeheimnis. 

Beim wiederanfahren der Anlage ist das Wasser verdampft und das Rinnensegment durch den Dampfdruck explodiert.

Wie schnell erwärmt sich bei einem Wiedereintritt der Hitzeschutz eigentlich? Geht das sofort schlagartig z.B. von 0 auf 1000° oder sind es die ersten 1-2 Minuten vielleicht zunächst z.B. 200° oder so, in denen dann quasi erstmal "Dampf abgelassen" werden kann?

*EDIT*

Vermutlich wird ein Teil des Wasssers im Vakuum sublimieren. Aber wenn noch restmengen da sind könnte das ein Problem werden vor allem bei sehr kurzen Missionen (Tankern) die kaum Zeit haben das Wasser los zu werden.

Hier ist die Frage, wie schnell Wasser im Vakuum im Erdorbit sublimiert. Ich dachte eigentlich, das würde sofort verkochen. Da auch ein Tanker mehrere Umkreisungen durchführt, und dabei dann mehrmals mindestens 45min der Sonneneinstrahlung und somit ca. 100° ausgesetzt ist, sollte da doch auch bei einem "kurzen" Tankeraufenthalt die komplette Feuchtigkeit aus den Kacheln verschwinden.

Noch problematischer wird es bei den Punkt zu Punkt Flügen bei denen gar kein Orbit erreicht wird.

Die werden allerdings auch immer mindestens 20-30min dem Vakuum ausgesetzt sein. Wenn das dann allerdings zum großen Teil auf der sonnenabgewandten Nachtseite passiert, könnte das Zeug einfach nur frieren und ein Problem beim Wiedereintritt sein.

Noch was zu den Kacheln.

Poröse Keramiken nehmen Wasser auf, daher müssen solche die sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden trocken sein. Ich habe so was mal in einer Aluminiumhütte gesehen. Dort gibt es Keramikrinnen um das flüssige Alu zu leiten. Eine defekte Rinne wurde getauscht. Das neue Bauteil hat aber durch Luftfeuchtigkeit Wasser aufgenommen. Beim wiederanfahren der Anlage ist das Wasser verdampft und das Rinnensegment durch den Dampfdruck explodiert.

Die Starshipkachel sind der Luftfeuchtigkeit und Regen ausgesetzt. Vermutlich wird ein Teil des Wasssers im Vakuum sublimieren. Aber wenn noch restmengen da sind könnte das ein Problem werden vor allem bei sehr kurzen Missionen (Tankern) die kaum Zeit haben das Wasser los zu werden. Noch problematischer wird es bei den Punkt zu Punkt Flügen bei denen gar kein Orbit erreicht wird.

Häufig. Aber nicht zwangsweise.

Es gibt auch Möglichkeiten poröses Keramik mit hydrophoben Eigenschaften auszustatten.

Siehe u.a. extrem hydophobes Aerogel.

Keramiken sind eine eigene Klasse von Werkstoffen, wie z.B. Stahl (Eisenlegierungen) oder Gläser. Es gibt nicht nur eine Sorte, sondern hunderte mit zum teil seeeeehr unterschiedlichen Eigenschaften. Ich denke nicht, dass SpaceX die gleiche Sorte wie in dem beschriebenen Alu-Werk benutzt. Und wenn ja, wäre das enormer Zufall ;-)

Außerdem müssen Keramiken nicht notwendiger weise porös sein, um die Wärme schlecht zu leiten. Das machen viele Keramiken von sich aus schon nicht so gut. Ein Vorteil wäre das geringere Gewicht. Außerdem könnte ich mir vorstellen, dass die Kacheln beschichtet sind. Kenne keine Keramik, die von Natur aus tiefschwarz ist. Eine Pyrex-Beschichtung würde doch Sinn machen, wenn die Kacheln austauschbar sind.

Raptor RN 59 wurde angeliefert.

Ich habe mal das Halteklammer-System aufgezeichnet, so wie ich mir die Funktion vorstelle. Die Form der Klammern ist stark vereinfacht. Ob das überhaupt das genutzte System ist, weiß ich natürlich nicht.

- 3 Halteklammern mit je 2 Haltenasen sind im Kreis angeordnet an der Rakete fest geschweißt
- Alle Haltenasen zeigen nach innen.
- 6 Halteplatten sind in einer Keramik montiert (Montageart unbekannt)
- Die Keramik habe ich nicht gezeichnet, damit das Halteklammer-System sichtbar ist

Montage: Die Keramik muss passgenau auf die Halteklammern aufgesetzt werden. Jetzt wird sie mit Kraft an die Rakete gedrückt. Die Nasen der Halteklammern biegen nach außen, die Halteplatte rutscht über die Nasenspitze hinweg und die Halteklammern biegen wieder zurück in die gezeichnete Normalposition.

Demontage: Wenn die Keramikplatte mechanisch zerstört wird, fallen die Klammern von alleine ab und es kann eine neue Keramikplatte montiert werden.



Es sind Doppelklammern zur Sicherheit. Wenn eine Nase bricht oder eine Halteplatte in der Keramik sich löst, ist hält die zweite Hälfte der Klammer weiterhin.

So ähnlich stelle ich es mir auch vor, könnte auch noch sein, daß die Haltenasen ineinandergreifen.
Die Keramikplatte müßte aber schon in ganz spezieller artundweise zerstört werden, damit sie komplett von alleine abfällt!

Jep, irgendwie greifen die Klammern auch noch ineinander. Das glaube ich auch. Bzw. es gibt auch noch eine Art "Gegennase" auf der inneren Seite. Aber die Fotos zeigen nicht so wirklich wie genau das laufen könnte. 

Daher habe ich mich dazu entschieden nur das Grundprinzip mit der Haltenase zu zeichnen. Sobald man bessere Fotos bekommt, wird man vielleicht mehr Zeichnen können.

Aber das Hauptprinzip, das beide Nasen in die gleiche Richtung zeigen, sieht man auf den Fotos welche Sensei oben gepostet hat, sehr deutlich.

Ich habe mal das Halteklammer-System aufgezeichnet...

Ich kann an keiner der sichtbaren Klammern zwei Nasen erkennen, die das dargestellte doppelte Einrasten bewirken könnte. Ich sehe immer nur eine Nase und gegenüberliegend eine Vertiefung. (Die Vertiefung bewirkt, daß die Nase Platz hat.)  Es ist auch nachvollziebar, daß die "Rastnase" ein Stütze braucht, die unabhängig von möglichen Verschiebungen der Platte ist.
 

In Beitrag #6562 in der 6. Nase von  oben (ganz rechts am Bildrand) sieht man imho, dass beide Teile der Halteklammer eine Nase jeweils nach innen haben. Aber auch nur sehr schlecht leider.

Ich glaube, es gibt keine "Stütze", sondern die Kräfte von der Keramik werden großflächig auf die Raketenwand übertragen.
Mit einer Stütze würden die Kräfte viel zu punktuell übertragen. Aber auch das ist nur eine reine Vermutung.

Erst bessere Bilder könnten für Auflösung sorgen.

Kran fährt zurück Richtung Rampe. Vielleicht nutzen sie die Straßensperre tatsächlich noch für den Rücktransport.

Cryo-Test wurde für heute angekündigt

Vor dem endgültigen Aufsetzen von SN11 wurden alle Beine einzeln auf ihre Funktionsfähigkeit getestet.

EM hat getwittert:
Die Fehlfunktion vom SN10-Raptor wurde wahrscheinlich durch ungeplante teilweise Helium-Einleitung ins Triebwerk vom Treibstoff-Headertank verursacht. So erfolgte die Landung mit 10m/s und stauchte die Triebwerke und die Hülle. Bei SN11 wurden zahlreiche Verbesserungen durchgeführt.
Die Bedrückung mit Helium wurde extra eingeführt um die Fehlfunktion beim letzten Flug zu vermeiden. Damals schien es eine gute Idee zu sein.

EM hat getwittert:
Die Fehlfunktion vom SN10-Raptor wurde wahrscheinlich durch ungeplante teilweise Helium-Einleitung ins Triebwerk vom Treibstoff-Headertank verursacht. ...

Das kann doch nur passieren, wenn die Ansaugöffnung einer Leitung, die vom (Header)Tank losgeht, mindestens teilweise nicht von Treibstoff bedeckt ist, und Helium zum Bedrücken des Tanks vom Triebwerk angesaugt wird? Bin ich wieder beim Schwappen ... Bin nach wie vor nicht sicher, ob man bei SpaceX die Dynamik bei den durchaus dynamischen Bewegungen ( :-) ) des Starship wirklich schon einigermaßen im Griff hat.

Gruß   Pirx

EM hat getwittert:
Die Fehlfunktion vom SN10-Raptor wurde wahrscheinlich durch ungeplante teilweise Helium-Einleitung ins Triebwerk vom Treibstoff-Headertank verursacht. So erfolgte die Landung mit 10m/s und stauchte die Triebwerke und die Hülle. Bei SN11 wurden zahlreiche Verbesserungen durchgeführt.
Die Bedrückung mit Helium wurde extra eingeführt um die Fehlfunktion beim letzten Flug zu vermeiden. Damals schien es eine gute Idee zu sein.

Austin Barnard hat die Steilvorlage für die Aussage von Elon geliefert.

Just prior to SN11 being placed onto the launch mount, SpaceX employees lowered down each and every landing leg. Testing them, so unlike during the SN10 flight; they will hopefully deploy properly this time.

Kurz bevor SN11 auf die Startrampe gesetzt wurde, haben SpaceX-Mitarbeiter jedes einzelne Landebein heruntergelassen. Im Gegensatz zum SN10-Flug wurden sie getestet und entfalten sich dieses Mal hoffentlich richtig.

https://twitter.com/elonmusk/status/1369379914139451406









Die Beine haben anscheinend nur einen "Frei Fall" Mechanismus.
Wenn der Schwung nicht passt, verriegeln sie nicht.

@Pirx, das ist auch mein Gedanke bei der Aussage von Elon.

Also ist das erneut ein kleines Problem. Das hört sich sehr gut an. Denn man muss bedenken, der Tank ist gar nicht dafür entwickelt worden, mit Helium bedrückt zu werden. Beim Bau von diesem Tank hat man nichts eingebaut, was dieses Problem verhindern würde.

Da man das Problem jetzt kennt wird man eine Lösung erarbeiten und mit dem nächsten Tankbau beheben können. Die Frage ist natürlich, wie viele Tanks sind schon fertig mit dem problematischen Design.

Da man jetzt auch Live-Telemetrie hat, kann man die Simulationen sicher auch damit optimieren.

• Flug SN8: Die Triebstoffversorgung ist misslungen. Man hat den Fehler erkannt. Das bedeutet Verbesserungen.
• Flug SN9: Ein Raptor hat es (spätestens) beim aufrichten zerlegt. Man hat die Software verändert, dieser Ausfall ist kein Problem mehr. Das bedeutet Verbesserungen.
• Flug SN10: Ein Raptor hatte Helium im Treibstoff. Man wird den Tank konstruktiv ändern und zusätzlich die Software verändern und ein Raptor auf Standby halten. Das bedeutet Verbesserungen.
• Jetzt heißt es hoffen, dass SN11 landet während erneut ein Raptor ein Problem bekommen wird. Das würde weitere Analysen ermöglichen und somit zu weiteren Verbesserungen führen.

Manchmal denkt man der bekommt seine Inspiration ausschließlich durch Twitter 

Also, Helium is nix. Aber wie sieht die Lösung aus? Rückschlagventile im Rohr abwärts vom Headertank?

Ich habe mal das Halteklammer-System aufgezeichnet, so wie ich mir die Funktion vorstelle. Die Form der Klammern ist stark vereinfacht. Ob das überhaupt das genutzte System ist, weiß ich natürlich nicht.

- 3 Halteklammern mit je 2 Haltenasen sind im Kreis angeordnet an der Rakete fest geschweißt
- Alle Haltenasen zeigen nach innen.
- 6 Halteplatten sind in einer Keramik montiert (Montageart unbekannt)
- Die Keramik habe ich nicht gezeichnet, damit das Halteklammer-System sichtbar ist

Montage: Die Keramik muss passgenau auf die Halteklammern aufgesetzt werden. Jetzt wird sie mit Kraft an die Rakete gedrückt. Die Nasen der Halteklammern biegen nach außen, die Halteplatte rutscht über die Nasenspitze hinweg und die Halteklammern biegen wieder zurück in die gezeichnete Normalposition.

Demontage: Wenn die Keramikplatte mechanisch zerstört wird, fallen die Klammern von alleine ab und es kann eine neue Keramikplatte montiert werden.



Es sind Doppelklammern zur Sicherheit. Wenn eine Nase bricht oder eine Halteplatte in der Keramik sich löst, ist hält die zweite Hälfte der Klammer weiterhin.

Ich glaube nicht daß, die Befestigung so konstruiert ist. Das sieht auf den Fotos anders aus. Irgendwie scheinen die Klammern jeweils eine Nase und eine Öse zu haben. Quasi Männchen/ Weibchen. Wenn die Kachel aufgesteckt wird, wird die Klammer in ein konisches Loch geführt und Nase und Öse greifen ineinander und verhaken sich ineinander. Wie der Befestigungspunkt an der Kachel aussieht, ist eine gute Frage.  Manche der Klammern haben auch eine Art Ring um sich.
Naja, ob das die endgültige Befestigung ist, werden wir sehen. Das mit den Matten als Unterlage ist bestimmt sinnvoll gegen die Schwingungen usw. Frage mich aber auch wie sich das alles mit Feuchtigkeit verträgt.

Manchmal denkt man der bekommt seine Inspiration ausschließlich durch Twitter 

Also, Helium is nix. Aber wie sieht die Lösung aus? Rückschlagventile im Rohr abwärts vom Headertank?

Schwallwände im Tank?

Helium ist soweit ich weiß nur ein Provisorium, das sollte mit Heissgas erfolgen, aber das hatte nicht geklappt und Helium war nur eine Zwischenlösung.

Helium ist der Versuch einer Lösung für das Problem welches bei einem der letzten Testflüge aufgetaucht ist.
Die Idee stammt von EM persönlich. (Quelle: twitter von ihm selber)

Manchmal denkt man der bekommt seine Inspiration ausschließlich durch Twitter 

Also, Helium is nix. Aber wie sieht die Lösung aus? Rückschlagventile im Rohr abwärts vom Headertank?

Empfehle "Tesla Ventile" -- KEIN Scherz siehe  wiki --

Na sieh an, Starship wird möglicherweise auch von einem Tower eingefangen. Genau wie der Booster.

https://twitter.com/elonmusk/status/1369458403248988160

Might just catch the ship with the launch tower, same as booster

Wäre die ultimative Lösung des Beinproblems. Zumindest für alle Starships die nicht auf fremden Körpern landen.

Schön wenn man mit Vorhersagen auch mal recht behält Oder Elon liest hier mit...

Na sieh an, Starship wird möglicherweise auch von einem Tower eingefangen. Genau wie der Booster.

https://twitter.com/elonmusk/status/1369458403248988160

Zitat

Might just catch the ship with the launch tower, same as booster

Wäre die ultimative Lösung des Beinproblems. Zumindest für alle Starships die nicht auf fremden Körpern landen.

Schön wenn man mit Vorhersagen auch mal recht behält Oder Elon liest hier mit...

Mancher mag jetzt sagen: Du nu´wieder ... Bin jetzt nicht wirklich überrascht. Ich halte das endgültige, hoffentlich sichere Landeverfahren für noch ziemlich offen.

Und wie wollen sie die Marslandung mit dem Starship bewerkstelligen?

Gruß   Pirx