2. Testflug Starship (Booster B9, Starship S25)

Zitat von: Ganymed am 19. November 2023, 00:40:47

Das Thema Kacheln müsste man auch noch mal überdenken.
Hauptsächlich in den Bereichen der Ringverbindungen.

Ob die Menge an fehlenden Kacheln bereits für ein Scheitern beim Reentry ausgereicht hätte? Zumal das Schiff an sich ja aus Stahl besteht!

Suborbital geplant, nicht ganz so schnell, ich denke das wegen der Kacheln der Tank nicht gebrochen wäre.

Echt schade, ich hätte die Videos vom Eintritt gern gesehen.
Ich hoff ja noch das wir Onboardvideos bekommen.

Pad:
RGV Aerial Photography

twitter.com/RGVaerialphotos/status/1725949574567600283


https://www.youtube.com/watch?v=ruvCTQqcZzk

Warum machen die eigentlich eine "hot"-stage? was für ein Vorteil hat das?

Zitat von: Duncan Idaho am 20. November 2023, 13:11:24

PS: Ich denke auch, dass der Sprit geschwappt hat und die Turbopumpen Luft gezuzelt haben beim Booster. -> FTS -> RUD

[..]
Jetzt habe ichmal eine Frage:
Es ist doch wohl so dass viele Probleme bei dem booster und dem starship vom herumschwappenden Treibstoff in den Tanks kommen, abhängig von der Fluglage, der Beschleunigung usw.

Ich frage mich schon die ganze Zeit warum sie in den Tanks keine Kolbenabdeckung für den Treibstoff verwenden. Also so ähnlich wie in einer (Arzt) Spritze, mit abnehmender Flüssigkeitssmenge wird der Kolben bewegt, so dass die Flüssigkeit nicht herumschwappen oder auch ausgasen kann.
Ich weiß Gewicht ist ein Riesenthema, aber das sollte doch einigermaßen einfach  umsetzbar sein. Oder verstehe ich da irgendetwas falsch?

Für große Tanks ist das nicht so "einigermaßen einfach umsetzbar".
Die Masse hast Du selbst schon genannt - Der "Kolben" ist schon einmal zusätzliche Masse.
Wie soll der Kolben gehalten, geführt und bewegt werden (Antrieb, Druck?)? Wo willst Du die 50m+ lange Druckstange unterbringen (auch wenn der Tank voll ist)? Oder mit Seilen, seitlicher Führung etc. --> da sehe ich keine sinnvolle Lösung für eine Rakete, wo der Tank relativ flexibel ist (Verformung unter Innendruck, mechanischen Lasten, Temperaturen). Soll der Kolben seitlich dicht am Zylinder anliegen (--> unmöglich bei diesen Dimensionen), was passiert mit daran vorbeiströmendem Treibstoff?

Bei kleineren Satellitentanks gibt es das Prinzip mit einem Diaphragma ("Gummiblase"), die durch Druckgas (z.B. Helium) den Treibstoff blasenfrei herausdrückt. Für eine gesamte Raketenstufe ist das auch nicht praktikabel.

Es gibt für Niederdruck-Gasspeicher flexible Membranen auch für recht große Durchmesser.
Beim SH/Starship ist die Temperaturdifferenz jedoch das große Problem, hier liegt auch der Unterschied zur F9. Diese nutzt Helium  zur Tankbedrückung. Tiefkalt im LOx unter hohem Druck in COPV gelagert und durch Wärmetauscher der Merlins erhitzt stellt es ausreichenden Überdruck in den Tanks sicher. Bei SH/Starship ist das jedoch sehr heißes Methan respektive Sauerstoff (habe 800°F aus einen Video vom Everyday Astronaut in Erinnerung, ca 460°C). Das kondensiert jedoch andauernd am flüssigen Treibstoff. Auf der einen Seite kann gerade bei Vermischung der Druck schlagartig zusammenbrechen, oder, wenn genug Metall warm genug ist, ein Überdruckevent (siehe Wassermangel bei Kesselzerknall).
Da werden sie noch üben müssen 

Zitat von: Duncan Idaho am 20. November 2023, 13:11:24

PS: Ich denke auch, dass der Sprit geschwappt hat und die Turbopumpen Luft gezuzelt haben beim Booster. -> FTS -> RUD

Hallo zusammen,

Ich bin neu hier, lese aber schon ziemlich lange nur mit.

Jetzt habe ichmal eine Frage:
Es ist doch wohl so dass viele Probleme bei dem booster und dem starship vom herumschwappenden Treibstoff in den Tanks kommen, abhängig von der Fluglage, der Beschleunigung usw.

 Ich frage mich schon die ganze Zeit warum sie in den Tanks keine Kolbenabdeckung für den Treibstoff verwenden. Also so ähnlich wie in einer (Arzt) Spritze, mit abnehmender Flüssigkeitssmenge wird der Kolben bewegt, so dass die Flüssigkeit nicht herumschwappen oder auch ausgasen kann.
Ich weiß Gewicht ist ein Riesenthema, aber das sollte doch einigermaßen einfach  umsetzbar sein. Oder verstehe ich da irgendetwas falsch?

Wie R2-D2 schon schrieb, das ist viel zu kompliziert. Unter normalen Bedingungen ist ja gewährleistet, dass die Motoren mit Treibstoff versorgt werden. Es geht nur um diesen einen Moment der Stufentrennung. Dafür so ein komplexes System zu bauen, würde der Philosophie Musks widersprechen.

Würde allerdings auch beim orbitalen Betanken hilfreich sein!

Ich würde aber auch so mit Sicherheit keine Membran bei ~9m Durchmesser ~50m nach unten drücken lassen. Das wird nichts...
Und als freihängenden "Stopfen" würde ich auch keiner Dichtung zutraun, bei diesen Temperaturen die Tankwände für den Sauerstoff absolut dicht zu bekommen.

Eine andere Möglichkeit wären extra-Tanks, wie für das Landemanöver des Starships vorgesehen, die allein für derartige drastische Manöver vorgesehen wären.

Aber das bringt auch gleich wieder einen Rattenschwanz an Problemen mit sich.

Es müßte auf jeden Fall wohl erstmal vermieden werden, daß Starship mit negatver Beschleunigung fliegt und dann müßte die Drehung/der Flip langsamer ablaufen.
Das würde glaube ich schon sehr viel helfen.

Lassen wir den SpaceX-Jungs mal Zeit über die Lösung nachzudenken. Am Besten wäre es, wenn sie eine Lösung finden die ohne zusätzlicher Hardware auskommt. Eventuell reicht es ja, den Schub der Booster-Triebwerke nicht so weit zu drosseln, so dass die Beschleunigung nicht negativ wird. Auch das Drehen des Boosters könnte man langsamer machen oder die zusätzlichen Triebwerke nach dem Flip später starten. Ich denke es gibt hier viele Optionen die ohne Hardwareänderungen auskommen.

Ich denke sie ändern die Hardware nur, wenns entweder gar nicht anders geht oder um zu optimieren.

Edit: alepu war schneller. 

Mane

Wir haben ja schon öfter Innenaufnahmen von den Tanks während des Fluges gesehen.
Auch in diesem Fall haben sie bestimmt ihre Kameras ausgewertet und kennen schon die
Verteilung des Treibstoffes.

Das wird schon....

Genau so seh ich das auch. Das ist ein lösbaren Problem.

Wie soll der Kolben gehalten, geführt und bewegt werden (Antrieb, Druck?)? Wo willst Du die 50m+ lange Druckstange unterbringen (auch wenn der Tank voll ist)? Oder mit Seilen, seitlicher Führung etc. --> da sehe ich keine sinnvolle Lösung für eine Rakete, wo der Tank relativ flexibel ist (Verformung unter Innendruck, mechanischen Lasten, Temperaturen). Soll der Kolben seitlich dicht am Zylinder anliegen (--> unmöglich bei diesen Dimensionen), was passiert mit daran vorbeiströmendem Treibstoff?

Als Techniklaie könnte ich mir vorstellen dass eine eine zentrale Schraubstange längs durch den Tank geht und durch die Mitte des "Kolbens". Der "Kolben" bzw die Abdeckung des Treibstoffs wird geführt am Tankrand und durch die Drehung der Schraubstange nach unten verstellt. Ich könnte mir vorstellen, dass der Kolben gar nicht hermetisch abgedichtet sein muss gegen den leeren Teil des Tanks, es soll ja nur die Flüssigkeit vor großen Lageänderungen bewahren.

Das sind nur Gedankenspiele, ich denke da gibts andere die kompetenter sind...

Und natürlich ist eine Lösung des Problems nur durch geänderte Manöver noch viel eleganter

Cosmic Perspektiv/Everyday Astronaut

00:00 - Pad Cam
00:39 - Pad Cam [Slow Mo]
01:50 - Pad Cam Tight
02:05 - Pad Cam Tight  [Slow Mo]
02:22 - North Remote
02:49 - North Remote [Slow Mo]
03:16 - Jetty Remote Wide
03:50 - Jetty Remote Tight
04:05 - Jetty Remote Tight [Slow Mo]
04:46 - Planetary Society Cam
05:25 - Tim and MaryLiz BTS
06:17 - Rotor Visual BTS
07:04 - Drone Tracker
08:26 - Nick BTS
09:11 - Nick Tracker
11:51 - Nick Tracker [Slow Mo]
13:02 - Ryan Tracker
14:26 - Ryan Tracker [Slow Mo]
16:56 - John Tracker
20:25 - John Tracker [Slow Mo]

https://twitter.com/Erdayastronaut/status/1726683259252212215

Hammer!

Lassen wir den SpaceX-Jungs mal Zeit über die Lösung nachzudenken. Am Besten wäre es, wenn sie eine Lösung finden die ohne zusätzlicher Hardware auskommt.

Wenn es wirklich "Schwappender Treibstoff" war, dann reicht eine Software-Lösung, welche die Triebwerksleistung aufeinander abstimmt.

Ich weiß nicht warum, aber ich bin noch immer nicht davon überzeugt, dass schwappender Treibstoff das Problem war. Natürlich war meine Idee gestern absolut falsch, aber ich frage mich, warum dann immer noch fast alle Triebwerke gezündet haben.

Entweder weil am Anfang noch Treibstoff in den Leitungen war.

Ist, wahrscheinlicher, weil es ein wenig gebraucht hat, bzw. eine gewisse Querbeschleunigung benötigt hat, im einige Triebwerke leerlaufen zu lassen.

…aber ich frage mich, warum dann immer noch fast alle Triebwerke gezündet haben.

Na ja, ist halt keine Schwarz-Weiß-Sache. Die, die nicht gezündet haben, haben zu viel Gas angesaugt. Das bedeutet aber nicht, dass diese Triebwerke ganz trocken waren. Die, die ausgegangen sind, hatten zuerst nur Treibstoff, dann aber auch die eine oder andere Blase erwischt. Als Musk das Raptor 2 mal in einem der Zelte erklärt hat, sagte er, das es extrem schwierig ist, die Fördermenge, die Temperatur, die Drücke usw in Balance zu halten. Es reicht schon ne kleine Störung (Blase) und schon klappt es nichr mehr.

Für mich ist das schlüssig. Aber vielleicht hören wir ja noch was offizielles.

Mane

Für Eric Berger war es jedenfalls ein toller Erfolg!
Er bricht eine dicke Lanze für SX und EM.
Trotzdem (oder gerade deshalb  ) äusserst lesenswert!
Er rückt die Dinge zurecht, geht sehr ausführlich auf den Flug ein und vergleicht auch mit SLS und deren Erstflug.

https://arstechnica.com/space/2023/11/heres-why-this-weekends-starship-launch-was-actually-a-huge-success

Cosmic Perspektiv/Everyday Astronaut

https://twitter.com/Erdayastronaut/status/1726683259252212215

Geiler Start! Um Längen besser als der erste.
Vom Starttisch abgehoben, Starttisch scheint nahezu unbeschädigt, alle Raptoren liefen (zumindest primär), Stufentrennung geklappt, Weiterflug des Starship. Booster gekillt, Starship dann RUD. Na ja, man kann nicht alles haben.
Ist SpaceX-Philosophie, mit einem unfertigen Schiff Probeflüge zu machen, aber das beschleunigt wohl die Weiterentwicklung. Sind noch einige Probleme zu lösen (die mir lösbar erscheinen).
Im Video sieht man doch einige größere Teile herumfliegen (nein - ich meine nicht die Vögel). Besonders bei 1:49 in der Slow-Mo kommt ein glühendes Teil fast direkt auf die Kamera zu. Frage mich woher das stammt.

Besonders bei 1:49 in der Slow-Mo kommt ein glühendes Teil fast direkt auf die Kamera zu. Frage mich woher das stammt.

Da hab ich mich fast weg geduckt bei der Szene 
Muss mMn etwas metallisches sein.

Bzgl. der Probleme beim Restart des Boosters: Könnte es nicht auch ein Problem mit dem Tankdruck sein? Soweit ich mich erinnere verlaufen die Leitungen dafür außen am Booster entlang. Wenn diese beim Hotstaging beschäftigt wurden, dann ist in den Tanks noch genug Druck um die Triebwerke kurz zu zünden. Durch den Treibstoffverbrauch sinkt der Druck, durch die beschädigten Leitungen kann dieser nicht mehr aufgebaut werden, die Triebwerke bekommen zu wenig Treibstoff (bzw mit falschem Druck) und fallen aus.

Lassen wir den SpaceX-Jungs mal Zeit über die Lösung nachzudenken. Am Besten wäre es, wenn sie eine Lösung finden die ohne zusätzlicher Hardware auskommt. Eventuell reicht es ja, den Schub der Booster-Triebwerke nicht so weit zu drosseln, so dass die Beschleunigung nicht negativ wird. Auch das Drehen des Boosters könnte man langsamer machen oder die zusätzlichen Triebwerke nach dem Flip später starten. Ich denke es gibt hier viele Optionen die ohne Hardwareänderungen auskommen.

Ich denke sie ändern die Hardware nur, wenns entweder gar nicht anders geht oder um zu optimieren.

Edit: alepu war schneller. 

Mane

So sehe ich das auch. Wir machen uns zu viele Gedanken um Dinge, für die SpaceX noch gar nicht mit einer finalen Lösung um die Ecke kam. Das führt, in meinen Augen, manchmal zu sehr gewagten Aussagen. Die Triebwerksleistung reicht nicht, der Hitzeschild funktioniert so nicht, uvm. Ich finde, man sollte da mehr Vertrauen in SX haben. Die sehen auch, das Kacheln abfallen, das Benzin schwappt und die Oberstufe ein Problem hatte.

Kurz, ich würde SpaceX einfach mehr Kredit für die Lösung der Probleme geben.

Bzgl. der Probleme beim Restart des Boosters: Könnte es nicht auch ein Problem mit dem Tankdruck sein? Soweit ich mich erinnere verlaufen die Leitungen dafür außen am Booster entlang. Wenn diese beim Hotstaging beschäftigt wurden, dann ist in den Tanks noch genug Druck um die Triebwerke kurz zu zünden. Durch den Treibstoffverbrauch sinkt der Druck, durch die beschädigten Leitungen kann dieser nicht mehr aufgebaut werden, die Triebwerke bekommen zu wenig Treibstoff (bzw mit falschem Druck) und fallen aus.

Bei dem von SX angewendeten verfahren, den Druck mit heißen Gasen aufrecht zu erhalten, besteht eine zusätzliche Gefahr.
Bei normaler Beschleunigung gibt es ein zusammentreffen von heißem Gas zum unterkühlten Treibstoff auf einer Fläche die ungefähr der Fläche des Starships entspricht. Der Wärmeaustausch findet nur an dieser Schicht statt. Bei einer neg. Beschleunigung wird sich der unterkühlte Treibstoff verteilen die Oberfläche des Treibstoffs ist dann hundertfach größer. Das ganze Heißgas wird schlagartig abgekühlt und der Druck bricht zusammen. Auch wenn sich dann der Treibstoff wieder am Boden sammelt, wenn die Bremswirkung der Starshipmotoren auf den Booster kleiner wird und die pos. Beschleunigung wieder beginnt, dürfte es zu einem Druckabfall gekommen sein. Ohne entsprechenden Druck wird es zu kavitation im Treibstofftransportsystem und den Pumpen kommen.

Cosmic Perspektiv/Everyday Astronaut

Auch auf Youtube (mit Marken, einstellbarer Qualität usw.):

https://www.youtube.com/watch?v=Iv5AMNYGql4

Zitat von: jhofmeister am 21. November 2023, 08:24:28

Bzgl. der Probleme beim Restart des Boosters: Könnte es nicht auch ein Problem mit dem Tankdruck sein? Soweit ich mich erinnere verlaufen die Leitungen dafür außen am Booster entlang. Wenn diese beim Hotstaging beschäftigt wurden, dann ist in den Tanks noch genug Druck um die Triebwerke kurz zu zünden. Durch den Treibstoffverbrauch sinkt der Druck, durch die beschädigten Leitungen kann dieser nicht mehr aufgebaut werden, die Triebwerke bekommen zu wenig Treibstoff (bzw mit falschem Druck) und fallen aus.

Bei dem von SX angewendeten verfahren, den Druck mit heißen Gasen aufrecht zu erhalten, besteht eine zusätzliche Gefahr.
Bei normaler Beschleunigung gibt es ein zusammentreffen von heißem Gas zum unterkühlten Treibstoff auf einer Fläche die ungefähr der Fläche des Starships entspricht. Der Wärmeaustausch findet nur an dieser Schicht statt. Bei einer neg. Beschleunigung wird sich der unterkühlte Treibstoff verteilen die Oberfläche des Treibstoffs ist dann hundertfach größer. Das ganze Heißgas wird schlagartig abgekühlt und der Druck bricht zusammen. Auch wenn sich dann der Treibstoff wieder am Boden sammelt, wenn die Bremswirkung der Starshipmotoren auf den Booster kleiner wird und die pos. Beschleunigung wieder beginnt, dürfte es zu einem Druckabfall gekommen sein. Ohne entsprechenden Druck wird es zu kavitation im Treibstofftransportsystem und den Pumpen kommen.

Interessant. Das könnte auch ein (Mit)grund sein. So oder so, der Booster darf nicht negativ beschleunigt werden.

Zitat von: R2-D2 am 20. November 2023, 15:25:24

Wie soll der Kolben gehalten, geführt und bewegt werden (Antrieb, Druck?)? Wo willst Du die 50m+ lange Druckstange unterbringen (auch wenn der Tank voll ist)? Oder mit Seilen, seitlicher Führung etc. --> da sehe ich keine sinnvolle Lösung für eine Rakete, wo der Tank relativ flexibel ist (Verformung unter Innendruck, mechanischen Lasten, Temperaturen). Soll der Kolben seitlich dicht am Zylinder anliegen (--> unmöglich bei diesen Dimensionen), was passiert mit daran vorbeiströmendem Treibstoff?

Als Techniklaie könnte ich mir vorstellen dass eine eine zentrale Schraubstange längs durch den Tank geht und durch die Mitte des "Kolbens". Der "Kolben" bzw die Abdeckung des Treibstoffs wird geführt am Tankrand und durch die Drehung der Schraubstange nach unten verstellt. Ich könnte mir vorstellen, dass der Kolben gar nicht hermetisch abgedichtet sein muss gegen den leeren Teil des Tanks, es soll ja nur die Flüssigkeit vor großen Lageänderungen bewahren.

Das sind nur Gedankenspiele, ich denke da gibts andere die kompetenter sind...

Und natürlich ist eine Lösung des Problems nur durch geänderte Manöver noch viel eleganter

Wie schon von anderen gesagt, das würde viel zu schwer werden.
Unsere Hydrauliktanks (CRJ 900) haben so was, nennt sich "Bootstrap", sind max 20 Liter drin.
Haben aber auch ihre Tücken.

Tausche den Begriff Schraubstange gegen Druckstempel aus.
Sobald Undichtigkeiten entstehen wirds echt spannend, Pumpen zerlegen sich, SystemDruckAccus versagen, usw.

file:///C:/Users/Admin/Downloads/HSD[1].product.spec.sheet_BootstrapReservior.pdf