Starship IFT-4 (B11/S29) von Starbase

Was mich aber schon überrascht. SpaceX ist ja kein Startup welches versucht mal kurz Blechtonnen um den Erdball fliegen zu lassen die haben doch genug knowhow und Daten vom bemannten Drachensteigen und wieder landen.   

Das Knowhow dafür hätte SpaceX sicherlich. Aber das ist nicht das Ziel von denen. Herr Musk hat vor Jahren mal gesagt, dass nicht ein Starship in Texas gebaut und entwickelt wird, sondern eine Serienproduktion für ein Starship. Hintergrund ist, dass es nicht möglich ist, einen Prototyp "per Hand" zu bauen und diesen dann baugleich in Serie zu produzieren. Denn die Serienproduktion ist etwas komplett anderes als die Prototypenproduktion. Somit ist jeder Booster und jedes Schiff, welches wir sehen, ganz streng genommen kein eigener Prototyp, sondern "lediglich" das Ergebnis, welches entsteht, während man die Serienmaschinenproduktion entwickelt. Herr Musk hatte damals auch noch gesagt, er hat aus der Entwicklung bei seinen anderen Firmen gelernt, wie schwierig das Gegenteil ist. Sprich: Man hat dann zwar einen fertigen und guten Prototypen, bei Autos oder Solardächern vielleicht 100 Stück, aber man schafft es nicht, diese jetzt schnell in gleicher Qualität in Serie zu produzieren, weil man gar keine Maschine dafür hat.

@Hugo
"Das Knowhow dafür hätte SpaceX sicherlich"

Da muß ich dir leider widersprechen.
Wenn SX das Wissen dafür (wofür eigentlich?) bereits hätte, bräuchten sie nicht so viel ausprobieren und rumentwickeln. Sie sind da sowohl bei der Konstruktion von Booster und Schiff, mit all ihren Einzelkomponenten (Triebwerken, Hitzeschild....), wie bei den Test- und Startanlagen, dem Flugprofil, der (Serien-)Produktion usw. usw. tatsächlich noch immer in der Lern- und Testphase, was die ständigen Um- und Weiterentwicklungen allüberall ja auch recht deutlich zeigen.

Sie haben sicher eine recht klare Vorstellung davon, wie das mal alles am Ende aussehen soll und evtl. auch davon, wie sie da hin kommen könnten und sicher ein sehr großes Wissen und sehr viel Erfahrung und einen eisernen Durchhaltewillen, aber sicher auch noch sehr sehr viel zu lernen!

Kacheln waren auch schon beim Spaceshuttle und bei Buran schwierig, was ja an grundlegender Physik liegt. Ob das Ende von IFT-3 an den Kacheln lag?
Ist eine Boosterlandung einfacher, weil weniger Geschwindigkeit und Höhe?

Kacheln waren auch schon beim Spaceshuttle und bei Buran schwierig, was ja an grundlegender Physik liegt. Ob das Ende von IFT-3 an den Kacheln lag?
Ist eine Boosterlandung einfacher, weil weniger Geschwindigkeit und Höhe?

Die Booster sind nur etwa 8.000km/h schnell. Die Oberstufe ist beim Eintritt 25.000 km/h schnell. Die thermische Belastung betraegt ein Vielfaches.

Booster- und Schiffslandungen sind eigentlich gar nicht vergleichbar, das ist wie Äpfel und Birnen.
Ging ja schon mit der zweiten Stufe von der F9 nicht.
Deshalb sind auch die Landungen von BO New Shepard Rakete und Kapsel zwar eine schöne Leistung, aber in keinster Weise vergleichbar mit z.B. Dragon.

So wollen sie ja evtl. auch schon nach einer geglückten simulierten Boosterlandung (bei IFT-4) ein Auffangen probieren (frühestens IFT-5), wohingegen es beim Schiff erst nach mindestens zwei geglückten simulieren Versuchen soweit sein soll, also wohl erst nächstes Jahr (wenn sie bis dahin eine zweite Start-/Landeanlage zur Verfügung haben  )

Kacheln waren auch schon beim Spaceshuttle und bei Buran schwierig, was ja an grundlegender Physik liegt. Ob das Ende von IFT-3 an den Kacheln lag?
Ist eine Boosterlandung einfacher, weil weniger Geschwindigkeit und Höhe?

Wollen wir hoffen, daß das mit den Kacheln überhaupt jemals wie gewünscht funktioniert! (Mehrere Flüge am selben Tag mit dem selben Schiff!)

Bei IFT-3 hätten wohl auch die besten Kacheln nichts genützt! Das Schiff war da im letzten, unangetriebenem, Flugabschnitt nicht mehr unter Kontrolle, überschlug sich u.a. und gab so phasenweise die ungeschützte Seite der starken Reibungshitze preis.

Geschwindigkeit, Höhe, Entfernung vom Startplatz, Flugprofil, verstrichene Zeit seit dem Start, Fracht (beim Booster werden wohl nie Menschen an Bord sein  ) ..... Da spielen sicher mehrere Dinge eine Rolle.

Bei IFT-3 flogen die Kacheln gleich clusterweise durchs Kamera-Bild.

Und beim ersten Flug haben nacheinander jede Menge Raptoren versagt.

Und das Thema Raptoren haben sie doch in den Griff bekommen.

Bei den abfallenden Kacheln ist die Vibration wohl das Problem. Meine Idee dazu:
Die Stahl Befestigungspins sollten ziemlich fest mit den Fliesen verbunden sein und vor der Montage ans Schiff mit den kacheln verbunden werden.
Die Kacheln mit den Pins werden dann in kleine Buchsen gesteckt die am Schiff angeschweißt sind. In diesen Buchsen (jetzt Stahl auf Stahl) haben die Pins spiel damit sich die vibrationen nicht direkt auf die Kacheln überträgt. Die Pins sitzen über einen Federmechanismus (den man ggf einstellen kann) in den Büchsen fest.

mM. das ist ein ingenieurtechnisches Problem, schätze das lösen sie früher oder später.

Und das Thema Raptoren haben sie doch in den Griff bekommen.

Die Raptoren sind aber auch nicht mit vollem Schub gelaufen, ansonsten hätte der Brennschluss früher sein müssen.
Ich sehe als bedenklich an, das man Triebwerke die aktuell mit reduziertem Schub laufen, in der nächsten Generation mit noch höherem Kammerdruck laufen lassen will.

Ich frage mich, ob es wirklich sinnvoll ist, nur eine Seite vom Schiff zu verkacheln. Das bietet später viel mehr Gefahr für einen Totalverlust. Wenn die Kacheln mal halten und wiederverwendet wird, kostet das nicht die Welt mehr. Außer Gewicht. Weiss man, was die wiegen?

Bei IFT-3 flogen die Kacheln gleich clusterweise durchs Kamera-Bild.

Gibs dazu (das die davontrudelnden mMn Eisbrocken in Echt Hitzeschutzkacheln waren) eigentlich was offizielles oder reicht zur Einschätzung des Sachverhaltes das geschulte Forumsuserauge?

Ich frage mich, ob es wirklich sinnvoll ist, nur eine Seite vom Schiff zu verkacheln. Das bietet später viel mehr Gefahr für einen Totalverlust. Wenn die Kacheln mal halten und wiederverwendet wird, kostet das nicht die Welt mehr. Außer Gewicht. Weiss man, was die wiegen?

Angeblich 381 g pro Kachel (sind aber offensichtlich unterschiedlich groß und dick!)
18.000 insgesamt. So weniger als 7 t. Beim kleineren SpaceShuttle waren es angeblich noch 8 t

Quelle: zahlreiche Quellen wie z.B. NSF-Forum, reddit....

Zitat von: tw am 12. Mai 2024, 10:10:07

Bei IFT-3 flogen die Kacheln gleich clusterweise durchs Kamera-Bild.

Gibs dazu (das die davontrudelnden mMn Eisbrocken in Echt Hitzeschutzkacheln waren) eigentlich was offizielles oder reicht zur Einschätzung des Sachverhaltes das geschulte Forumsuserauge?

Das habe ich mich auch gefragt, ich habe davon auch nichts bemerkt.

Gleichzeitig wäre das aber durchaus möglich, weil die Übergänge zwischen dem "bekachelten" Bereich und dem Rest beim Trudeln von der Strömung sicher auch "gegen den Strich gebürstet" worden sind. Es gibt dort je m.W. eine scharfe Abrißkante, die bei falscher Anströmung eine "Einladung zum Abschälen" größerer Flächen darstellt.

Diese 7 Tonnen, wird man halt auch nicht gerne herschenken, wenn man nicht unbedingt die Notwendigkeit dafür sieht, und ich vermute, die wird man nicht sehen.

Zitat von: tw am 12. Mai 2024, 10:10:07

Bei IFT-3 flogen die Kacheln gleich clusterweise durchs Kamera-Bild.

Und beim ersten Flug haben nacheinander jede Menge Raptoren versagt.

Stimmt eh alles.
Das sind im Endeffekt halt alles Probleme die noch gelöst werden müssen (wenn man kann).
Bei den Raptoren sind die Fortschritte ja offensichtlich (war ja von Prodatron als Vergleich so gemeint) und bei den Kacheln sieht man das halt leider nicht in der Form.
Vielleicht haben viele Foristen (ich würde zumindest dazu gehören) noch den ikonischen geflügelten Raumpendler vor Augen, bei dem ja auch viele Probleme zu lösen waren.
Die Triebwerke gehörten da ja auch dazu. Die waren in der Entwicklungsphase ja anscheinend auch alles andere als standfest. Hat man in den Griff bekommen, und auch bei den Raptoren man kann m.M.n. auf Grund der Fortschritte guter Dinge sein, das sie die erwünschten Vorgaben erreichen. Wer will kann natürlich auch Besorgnis oder Zweifel äußern.
Auch wenn das direkte Abfallen von Thermalschutzkacheln beim Shuttle nicht mehr das Problem war, hat man halt den nicht ganz von der Hand zu weisenden Eindruck, das die Thermalschutzkacheln bis zu Letzt ein großes Problem, wenn nicht einer der Sargnägel, des Shuttles geblieben sind. Und jetzt hat man hier wieder diese vermaledeiten Kacheln.
Da habe ich ja schon den Eindruck, das man noch nicht mal den Stand des Shuttles erreicht hat.
Das man da besorgt ist, das der Weg mit den Kacheln wieder in eine Sackgasse führt, ist verständlich. Nicht alles ist technsch lösbar, auch wenn es Manche ignorieren.
_{Als Einschub ein kleines Zitat aus der Wikipedia zur Lockheed SR-71:}

Man erkannte bereits bei der Entwicklung, dass man bis dato nicht gekannte Maßnahmen zur Kompensierung der erwärmungsbedingten Ausdehnung treffen musste. Viele Bauteile mussten ohne funktionale Einschränkungen Temperaturdifferenzen von 500 K und mehr ertragen. Beim Treibstoffsystem, insbesondere den Tanks, wurde keine für diese Anforderung zufriedenstellende Lösung gefunden. So war es eine Besonderheit dieses Flugzeugs, dass technisch unvermeidbare Undichtigkeiten der Treibstoffleitungen und Tanks am Boden toleriert wurden.

_{Darüber diskutieren wir hier aber nicht, sollte nur ein Beispiel sein, das man im technischen Grenzbereich nicht immer in der Lage ist, alle Probleme zu lösen.}

Das heißt für mich: auch unser geschichtlicher Rückblick läßt uns diese Problematik als sehr ernsthaftes Problem erscheinen.
Und das kann es auch sein, oder man man überwindet diese nicht kleine Hürde, das wissen wir noch nicht abschliessend.
Aber die Besorgnis diesbezüglich ist für mich sehr verständlich (hab ich auch).

P.S.: sehr schöne Postreihe die mit dem IFT-4 nicht sehr viel zu tun hat 

Ich frage mich, ob es wirklich sinnvoll ist, nur eine Seite vom Schiff zu verkacheln. Das bietet später viel mehr Gefahr für einen Totalverlust. Wenn die Kacheln mal halten und wiederverwendet wird, kostet das nicht die Welt mehr. Außer Gewicht. Weiss man, was die wiegen?

Andererseits aber - die Stabilisierung beim Wiedereintritt MUSS irgendwann narrensicher gelöst werden, sonst macht alles keinen Sinn. Das dürfte auch kein unüberwindliches Problem darstellen. Dann entfällt dieses Problem und es bleiben nur die Nachteile der Lösung.

Der nicht bekachelte "Rücken" wird ja auch für allerlei Einrichtungen genutzt, die sich mit den Kacheln nicht so gut vertragen bzw. weitere Sonderformen erfordern würden. Und die Temperierung wäre vielleicht auch schwieriger, wenn man nicht auch die gut reflektierende "Rückseite" nutzen könnte. (Wobei mir nicht klar ist, was eigentlich bezüglich Wärmeeintrag in die Tanks günstiger ist. (Ob eher reflektierend + nicht isoliert oder eher absorbierend + isoliert) 

Zitat von: Ganymed am 12. Mai 2024, 23:25:24

Und das Thema Raptoren haben sie doch in den Griff bekommen.

Die Raptoren sind aber auch nicht mit vollem Schub gelaufen, ansonsten hätte der Brennschluss früher sein müssen.
Ich sehe als bedenklich an, das man Triebwerke die aktuell mit reduziertem Schub laufen, in der nächsten Generation mit noch höherem Kammerdruck laufen lassen will.

Auf dem Teststand laufen die Raptoren auch in der höchsten Leistungsstufe sehr zuverlässig. Wenn man ein neues Auto kauft, gibt man auch nicht Vollgas bei der Ausfahrt aus dem showroom. Ich hatte mal vor einiger Zeit ein Video verlinkt, wo dargestellt wird, wie extrem SpaceX testet. Die Anzahl der Tests pro Jahr war vierstellig. Fehler treten meist nur auf, wenn man testet, bei welchem Kammerdruck die Triebwerke RUDieren.

Was die Kacheln anbelangt, ich weiss nicht. Das ist noch Lichtjahre von perfekt. Das hat man beim Shuttle nie zufriedenstellend gelöst und und auch SpaceX wird dabei noch gewaltige Kopfschmerzen haben. Imho wird das Problem irgendwann eine Superlegierung lösen, die extrem hitzebeständig ist. Vielleicht sind die Raumschiffe der Zukunft aus Keramik gebaut. Das bleibt jedenfalls spannend.

Edit: James war schneller. Bin ganz Deiner Meinung

... sollte nur ein Beispiel sein, das man im technischen Grenzbereich nicht immer in der Lage ist, alle Probleme zu lösen.

Ja, wobei man in der Regel nach dem x-ten Fehlschlag entnervt oder finanziell ausgeblutet aufgeben muß. 
So bleibt dann die Frage der grundsätzlichen technischen Lösbarkeit eigentlich für immer ungeklärt

Das heißt für mich: auch unser geschichtlicher Rückblick läßt uns diese Problematik als sehr ernsthaftes Problem erscheinen.
Und das kann es auch sein, oder man man überwindet diese nicht kleine Hürde, das wissen wir noch nicht abschliessend.
Aber die Besorgnis diesbezüglich ist für mich sehr verständlich (hab ich auch).

Ich auch.

Vielleicht sollte man über ein Rettungssystem nachdenken, welches die Problemstellen im Hitzeschild aktiv kühlt. Ich denke da an Thermosensoren in den Tanks, die bei Landungen die Wandtemperatur scannen. Kombiniert mit einer kleinen Umwälzpumpe und einer automatisch steuerbaren "Wasserpistole", welche auftretende Stellen mit dem Tankinhalt automatisch kühlen kann. Das wäre sicher nicht schwer und könnte das Risiko verringern.

7 Tonnen, das ist schon was. Danke.

kommt noch diese weiße Decke dazu

wenn man sich anschaut wie die Kacheln ans Schiff montiert werden, scheinen diese Kacheln aber mech. stabiler zu sein wie die vom Shuttle (die waren scheinbar so fragil, dass auser kleben keine option für die Befestigung bestanden hat). Aufgefallen ist mir auch das die Kacheln meist als ganzes abfallen, also nicht brechen - es ist also ein Problem der Verbindung Stift-Kachel. Der Stift muss mM. fest mit der Kachel verbunden werden und natürlich die mech-therm Belastungen abkönnen. Dem Ing. fällt dann sicher noch was passendes ein wie der Stift (+ Kachel) mit der Rakete formschlüssig (vielleicht sogar vibrationsgedänpft) verbunden werden kann - dann klappts (auch ohne Kleben)

kommt noch diese weiße Decke dazu

Wie beim Shuttle? Nein, die sollte man hier Aufgrund der Material-Beschaffenheit eigentlich nicht brauchen.

, scheinen diese Kacheln aber mech. stabiler zu sein wie die vom Shuttle (die waren scheinbar so fragil, dass auser kleben keine option für die Befestigung bestanden hat).

Die Shuttle-Kacheln waren m.M.n. im Verhältnis zur Fläche deutlich höher.  Und weil sie auch viel "individueller" waren, schied eine eine Befestigung auf einer regelmäßigen Bolzenstruktur sowieso aus. Die Zylinderform kommt der "Einheitskachel" schon mehr entgegen, aber es gibt auch da genug Sonderfälle.
Man kann an dem Beispiel gut sehen, wie SpaceX immer versucht eine günstige / preiswerte Lösung zu finden. Mehr gleiche Teile und geringere Vielfalt ist immer die Hauptvoraussetzung für günstige Kosten.   

Aufgefallen ist mir auch das die Kacheln meist als ganzes abfallen, also nicht brechen - es ist also ein Problem der Verbindung Stift-Kachel. Der Stift muss mM. fest mit der Kachel verbunden werden und natürlich die mech-therm Belastungen abkönnen.

Eines der Probleme liegt wohl in der totalen Verschiedenartigkeit von "gebackener, grober und zerbrechlicher Keramik" und Stahl. Die Keramik möchte möglicht große Radien haben, weil kleine Radien eine Kerbe darstellen und das verringert weiter die schon geringe Festigkeit. Und die metallischen Bolzen sollten ja aus Gewichts- und Preisgründen einen möglicht kleinen Durchmesser haben, also auch relativ kleine "Rasten". Kleine Rasten und große Radien am Gegenstück ist ja irgendwie suboptimal.

Außerdem sollen die Kacheln zwar nicht abfallen, sie sollten aber auch etwas Spiel haben, damit sich die Kacheln bei Verformungen der Unterlage nicht gegenseitig wegsprengen.   

Dem Ing. fällt dann sicher noch was passendes ein wie der Stift (+ Kachel) mit der Rakete formschlüssig (vielleicht sogar vibrationsgedänpft) verbunden werden kann..

Formschlüssig wäre schön, die Bedingunen dafür sind aber vie oben beschrieben nicht gut. Optimal wäre dafür wohl ein Bolzen mit einem mechanischen mehrteiligen Klappmechanismus, damit die Verbindung wirklich formschlüssig und  spannungsfrei wird. Ist aber teuerer und schwerer. Ein günstiger geschlitzter Federbolzen mit einem "Rastkopf" wird aber immer ein Kompromis zwischen der "Montagekraft" und "Haltekraft" finden müssen. Wenn bei der Montage jede zweite Kachel bricht oder (schlimmer) angeknackst wird, weil die Vorspannung zu hoch ist, ist es auch nicht optimal. 

Wie wurde das bei Buran gemacht? Ich hatte gedacht, eine Quelle gelesen zu haben, dass es da auch Probleme gab. Hab es aber nicht mehr gefunden.

Das Hitzeschutzsystem oder Thermal Protection System (TPS) bestand beim Space Shuttle aus unterschiedlichen Materialen die unterschiedlichen Eigenschaften hatten, die dementsprechend an unterschiedlichen Stellen verbaut worden waren. Im Laufe des Einsatzes des Shuttles konnte man audurch die Erfahrungen die man gesammelt hatte Veränderungen am Hitzeschutzsystem machen.
Wenn man nun das TPS des Shuttle mit was anderes vergleichen will muss man sagen was man genau meint.