SpaceX - Diskussion

@Klakow: Lies bitte die Twitter Nachricht mal richtig. Beim Start sind es nur 1.7 Mlbf, erst im Vakuum sind es 1.9. Das ist die Version 1.3 und keine 1.4.

Das Wort "capable" bedeutet fähig (im Flug oder beim Flug?). Da steht nicht das sich das auf den Vakuum Schub bezieht.
Ich hab also richtig gelesen, aber es anders interpretiert.
Und deinen Satz "Lies mal richtig" ist ganz schön herablassend empfinde ich.

Mit diesen neuen Werten für F9 Expendable und den GTO Werte der FH Reuse, bin ich nun nicht mehr so verwirrt.
Auch brauchte es, bis es in meinem Kopf ankam, dass sie für eine Falcon 9 Expandable durchaus mehr verlangen können, da sie für das Unternehmen verlohren geht. Dachte die müssten etwa gleich viel Wert sein, was aber nur die Fertigungskosten, nicht aber den Lebensdauernutzen betrifft. Wirtschaftlichkeit beachten. 

Die einzige Verwirrung, die blieb war, warum die FH Expendable nur etwa 2,5 mal so viel LEO Nutzlast hat wie die F9 Expendable.
Das hat sich mitlerweile aber wohl geklärt. Musste feststellen, dass ich etwas falsche Annahmen getroffen hatte.
Dachte immer, da die Falcon Heavy mit ihren 3 Cores startet und durch Weniger Oberstuffen sogar noch besser vom Pad wegkommt, das sie mehr als das 3 Fache tragen kann.
Scheint aber nicht so zu sein, weil jetzt die einzelne Oberstufe der Flaschenhals ist. Schlieslich hat die Oberstufe bei gleicher Nutzlast das selbe dV wie bei der Falcon 9 Oberstufe (sind ja schließlich die gleichen) und dank schwerer Nutzlast sogar weniger dV.
Der dV Gewinn der Falcon Heavy ist bei gleicher Nutzlast also nur der dV Gewinn, der bei Stufentrennung steht. Eigentlich logisch.
Eine entsprechend verlängerte Oberstufe (mehr Tanken) könnte hier das Verhälltnis wohl verbessern.

Oder hab ich noch etwas übersehen? Und bitte jetzt nicht mit der Statik anfangen.

Grüße aus dem Schnee

@Schneefüchsin:
Da liegst du falsch, die Daten interpretiere ich anders.
Die 8t GTO ist mit Sicherheit für alle Startstufen kommen zurück, also RTLS.
Die 22,2t wenn alle auf Schiffen landen, das Zwischenstück mit Hauptstufe auf dem Schiff und Booster RTLS taucht hier nicht mehr auf.
Das extrem das alle Startstufen bis zum letzten tropfen brennen auch nicht, weil SpaceX sowas vermutlich als Verschwendung ansieht.
Es ist ganz klar das eine Landung und Rücktransport per Schiff teurer ist.
Ein Preis für eine F9 mit RTLS fehlt ja auch.

Technisch könnte die FH dann sicher mehr Nutzlast ins All bringen, aber warum sollten sie wenn es günstiger ist notfalls mit der FH zweimal zu Starten.
Ganz große Nutzlasten werden erst dann kommen nachdem die FH wirklich verfügbar ist, weil dann ein Kunde erst sicher sein kann das seine Nutzlast überhaupt ins All kommen kann,

Eine FH startet sehr viel schneller als eine F9 das jemals könnte, weil die Startmasse nicht den Faktor 3 hat. Im weiteren Flug wird man den Schub der Zentralstufe immer weiter reduzieren, weil das Verhältnis Schub_aller_drei_Booster zur Momentanen_Gesamtmasse immer größer wird.
Durch den neueren Upgrade steigt die Startbeschleunigung abzüglich Erdbeschleunigung auf 6m/s², das ist fast Faktor 3 gegenüber der letzten F9, deswegen werden die Booster schneller leer und die Zentralstufe langsamer weil man deren Schub vor Brennschluss der Booster immer weiter beseitigen muss.
Beim Cross feed geht es ja nur darum die Leermasse der Booster möglichst bald loszuwerden, ein Rakete mit derart guten Triebwerken wie die Merlins braucht das nicht.

@Klakow:
Der positive Effect der erhöhten Startbeschleunigung ist mir klar, hatte ich auch erwähnt. Das die zwischenzeitliche Drosselung der Zentrallstuffe ist mir auch klar. Dies sind mit auch die Punkte, weswegen ich von einem höheren Faktor ausging.
Da auf der Performanceseite von SpaceX die unteren Angaben (22,2t GTO und 54,4t LEO) mit dem Vermerk "Expendable" angegeben sind, hatte ich nochmal alles überdacht und die oben genannten Rückschlüsse gezogen.

Also gut, setze ich mich jetzt mal für ein genaues Gespräch mit Ziolkowski zusammen. 

Grüße aus dem Schnee

Ich bin gerade dabei eine Exceltabelle zu erstellen die mir sowas macht im 1sek Raster und einer Näherung der Schubsteigerung durch den abnehmenden Luftdruck und G(h)

Beim Cross feed geht es ja nur darum die Leermasse der Booster möglichst bald loszuwerden, ein Rakete mit derart guten Triebwerken wie die Merlins braucht das nicht.

Das kannst du halt auch gerne noch öfter, behaupten, das Problem ist halt nur: Es stimmt einfach nicht. Wenn es stimmen würde, dann bräuchte die F9 auch keine 2. Stufe, denn das Stufenprinzip ist ja nur dazu da, Leermasse los zu werden und bei derart guten Triebwerken wie die Merlins brauchts das nicht.
Wenn man einfach mal beide Varianten in die Raktengleichung einsetzt merkt man, dass es Sinn macht, CF zu benutzen weil es knapp 200m/s mehr dV bringt.

Was dann halt noch betrachtet werden muss, sind wie sich Gravitationsverluste etc. auswirken, da kann es dann durchaus sein, dass es sich nicht mehr lohnt, aber dafür braucht man Kenntnisse über das Flugprofil, die keiner von uns hat! Mit der Qualität des Triebwerks hat das aber alles nur sehr bedingt zu tun!

Ich glaube, hier reden zwei aneinander vorbei. Ist das möglich?

"Klakow" meint eher mit "braucht das nicht", (glaube ich), daß die FH auch ohne schon so viel Leistung hat, daß sie bei 100% der Flüge für die nächsten 10 Jahre groß genug ist.

"stillesWasser" meint eher, daß es mathematische Vorteile hat, wenn man es nutzt, weil es mehr dV bringt und somit mehr Masse ins All bringen kann.

Meine Meinung: Es ist eine reine Geld-Frage: Man braucht es NOCH nicht, weil kein Kunde es bezahlen würde derzeit. Aber wenn man es hätte, würde man es sicher irgendwann auch mal brauchen. Die Frage ist nur wann, und ob sich die Entwicklung dafür lohnt.

Denn es gibt auch einen Nachteil von CF: Die Mittlere Stufe fliegt länger und die Landung wird komplizierter. Aber auch das ist nur eine Frage von Geld. Wenn der Kunde dafür zahlen würde, würde es mehr Masse ins All bringen.

@stilles Wasser:
Dein Vergleich hinkt, wenn auch nur auf einem Bein. Der Punkt ist das man eine Stufe nie so leicht machen könnte damit es sich nicht lohnt.
Man wirft die Erststufe ab um tote Masse abzuwerfen, nur ergibt sich beim Merlin Triebwerk durch das super Verhältnis Schub/Leermasse aber andere Verhältnisse.
Stell dir nur mal eines vor, eine FH v1.3 Startet mit Triebwerken die fast beliebig viel Schub liefern könnten, so könnte man die Zentralstufe abgeschaltet lassen und sie wäre quasi eine zweite Stufe.
Da man die Zentralstufe wegen dem hohen Schub aber schon nach ca. 40s recht schnell runterregeln muss damit der Luftwiederstand und anschliessend die Strukturbelastung durch den hohen Schub zu groß wird, bleibt ein großer Teil des Treibstoffs in der ersten Stufe. Das wäre kaum anders als bei Crossfeed.

Um mal auch meinen Senf dazu abzugeben:
Derzeit benötigt keiner die volle Leistung einer FH wenn es um LEO und GTO geht. Solange aber die FH in der Gewichtsklasse trotzdem die günstigste Rakete ist stört das ja niemanden. Irgendwann wird schon die volle Leistung benötigt.

Zum Crossfeed: Crossfeed macht bei der FH keinen Sinn. Crossfeet benötigt man wenn alle 3 Cores voll arbeiten sollen und die Zentralstufe aber nach der Trennung der Booster noch voll sein soll. Da aber der mittlere Core sowieso runtergeregelt werden muss weil die FH sonst zu früh zu schnell wird lohnt sich Crossfeed nicht so sehr wie bei anderen Raketen.

http://www.heise.de/tr/artikel/Raketen-Recycling-Eine-Frage-des-Preises-3177550.html

Ein Artikel über die wirtschaftliche Seite der Wiederverwendung...

@tobi & others:

Basically current, but higher throttle setting. Good performance of recent launches allows us to reduce 3 sigma reserve margin.

was bedeutet 3 sigma reserve margin?

Zitat

Basically current, but higher throttle setting. Good performance of recent launches allows us to reduce 3 sigma reserve margin.

was bedeutet 3 sigma reserve margin?

3 Sigma margin ist Statistikerspache, für zu 99,7% sicher.

Meine Interpretation ist, dass sie mit 3 Sigma Margin fliegen. Sprich bei einem All-Out Flug hällt man genug Treibstoffreserven zurück, damit ihren Statistiken nach, diese in 99,7% der Fälle ausreichen.
Reduce 3 Sigma margin heist demnach, dass die bisherigen Flüge Erfahrungswerte geliefert haben, mit dennen sie sich sicherer über die Performance sind und sie weniger Reserven halten müssen, um die 99,7% Sicherheit der Treibstoffreserven zu gewährleisten. Sprich es ist weniger nötig um 3 Sigma margin zu gewährleisten.

Übriegens: 3 Sigma margin ist in der Wirtschaft ein üblicher Wert. Wenn es leicht möglich ist, nimmt man einen höheren. Drunter geht man aber nur sehr ungerne, da es für viel Ausschussproduktion sorgt.
https://en.wikipedia.org/wiki/68%E2%80%9395%E2%80%9399.7_rule

Grüße aus dem Schnee.

In der Statistik geht man davon aus, daß zufällige Messwerte wirklich zufällig sind.

Und dann kann man anhand von relativ wenigen Messungen eine "Standardabweichung" ermitteln. Danach kann man anhand dieser Standardabweichung sagen, wie viele Messwerte gut und wie viele Schlecht sind. Man kann auch sagen, wie viele Messwerte in welchen Bereich fallen werden. Natürlich nur, wenn alles Zufällig ist.

Bei einer Rakete könnte man z.B. den "Schub pro Triebwerk" nehmen. Jedes Triebwerk ist ja unterschiedlich stark. Aber man kann sagen, man hat ganz sicher noch nie das stärkste und auch noch nie das schwächste Triebwerk gemessen. SpaceX hat mittlerweile neue Daten über den Schub der Triebwerke mit Unterkühlung. Somit kann man die Standardabweichung neu berechnen. Und mit dieser neu berechneten Standardabweichung kann man wiederum genau sagen, wie viel Prozent der Triebwerke welchen Schub liefern werden. Die "Dreifache Standardabweichung", ergibt dann eine Trefferquote von 99,7 Prozent. Stellt man jetzt fest, daß man besser ist, kann man die Nutzlast steigern.

Ein ganz einfaches Beispiel wäre, Du wirfst 20 Münzen auf einen Tisch vor Dir. Alle 20 treffen den Tisch, liegen aber unterschiedlich weit vom Rand entfernt. Statistisch kannst Du jetzt ausrechnen, jede wievielte Münze den Tisch nicht treffen würde ohne es ausprobieren zu müssen.

Danke für die Erklärung, wieder was dazu gelernt.

Wies jemand wie sich der tiefgekühlte Treibstoff auf die Triebwerke ausgewirkt hat?

Ein Danke-Button wäre hilfreich. Und eigentlich "alternativlos"

Wies jemand wie sich der tiefgekühlte Treibstoff auf die Triebwerke ausgewirkt hat?

Nur grob, aber es gibt einige Punkte, die sich mit Aussagen von SpaceX und co, sowie Grundlagen der Physik identifizieren lassen.

Besser ist mit + markiert.
Schlechter ist mit - markiert.

- Durch die Höhere Dichte kann beim selben Volumenstrom mehr Treibstoff in das Treibwerk gepumpt werden, wodurch die Turbopumpe keine wesentlich höheren Drücke aufbauen muss um mehr in das Triebwerk zu pumpen. (etwas mehr Druck wegen der Massenträgheit vielleicht). Hierdurch kriegt man schon mehr geförderten Treibstoff, mit gleichbleibender Verschwendung in der Turbopumpe. ---> Triebwerkseffiziens +
- Der Treibstoff hat durch seine geringere Temperatur eine niedriegere Vorenergie, wodurch bei gleicher Brennstoffmenge die Flamme kälter und der Druck niedrieger wären, aber auch die Leistung. --->Energiegehalt des Treibstoffs kleines- ; Triebwerksbelastung + Leistung kleines-
- Da ohne ernsten Mehraufwand deutlich mehr Treibstoff in das Triebwerk gefördert wird, wird in der selben Brennkammer deutlich mehr Treibstoff verbrannt, wodurch sowohl Temperatur als auch Druck, aber auch die Leistung steigen. ---> Leistung + ; Triebwerksbelastung -
- Der Treibstoff (Ich glaube der Sauerstoff im speziellen) wird für die Triebwerkskühlung verwendet. Da er kälter ist kann er das Triebwerk auch besser kühlen, bzw kalt halten. ---> Triebwerksstabilität kleines +

Es gibt also Punkte, die das Triebwerk zwar entlasten. werden aber von den Belastungsfaktoren deutlich übertroffen.
Das Triebwerk hat höchst wahrscheinlich eine höheren Brennkammerdruck und dadurch auch eine höhere Brennkammertemperatur, als ohne die Kühlung.
Etwailige Spannungen durch die Temperaturdifferenz zwischen heißer Brennkammer und kalten Kühlleitungen dürfte auch etwas deutlicher sein als früher, wohl aber nicht so hoch, wie bei manch anderen Triebwerken mit noch höherem Druck.

Eine Theorie noch von mir: Wenn SpaceX es jetzt schaft regelmäßig Stufen zu landen und wieder zu fliegen, würde es sich irgendwann für sie anbieten, doch Techniken mit zu verwenden, die bisher als unwirtschaftlich galten, da sie zu teuer für einen kleinen Leistungsboost waren. zb gewundene Leitungen für einen besseren Durchfluss, Vinci ähnliche Düsen, oder leichtere aber deutlich teurere Materialien, die das gleiche können.

Grüße aus dem Schnee

Dieses Bild hat mich ein wenig zum Nachdenken angeregt.
Die Nutzlastverkleidung der Falcon 9 ist 13,1 Meter lang und hat einen Durchmesser von 5,2 Meter.
Der JCSat-14 füllt sie jetzt schon weitgehend aus.
Was nützt die hohe Nutzlast der Falcon 9 Heavy, wenn die Nutzlastverkleidung nicht entsprechend groß dimensioniert ist ?

Dieses Bild hat mich ein wenig zum Nachdenken angeregt.
Die Nutzlastverkleidung der Falcon 9 ist 13,1 Meter lang und hat einen Durchmesser von 5,2 Meter.
Der JCSat-14 füllt sie jetzt schon weitgehend aus.
Was nützt die hohe Nutzlast der Falcon 9 Heavy, wenn die Nutzlastverkleidung nicht entsprechend groß dimensioniert ist ?

Und genau das ist der grundlegende Fehler den viele machen. Niemand will 54 Tonnen in den LEO bringen. Dafür ist die Rakete auch nicht gedacht.

Die FH ist vorallem für Interplanetare Missionen gedacht (hauptsächlich Mars), sowie für GTO Missionen bei denen die F9 nicht mehr ausreicht. Deshalb nimmt man eine FH wo man dann alle Erststufen wieder bergen kann.

So ganz stimmt das sicher nicht, wer sagt den das damit nicht mal neue Raumschiffmodule für eine neue Raumstation in All geschossen werden?
Es ist sogar durchaus denkbar das so ein Teil keine Schutzhülle benötigt, die Dragon braucht ja auch keine.
Gerade Raumstationen haben eine relativ stabile Außenhaut, das was ein Fairing an Masse hat ist da besser in einer stabileren Außenhaut verbaut.
In der Öffentlichkeit ist doch eh nicht bekannt wie stabile die FH gebaut ist, es ist nur bekannt das bestimmte Dinge derzeit noch nicht möglich wären,
aber das kann sich ändern.

Eine FH könnte den Satelliten in eine noch bessere Umaufbahn bringen und sicher am Land landen. Also sie hätte auch hier schon deutliche Vorteile.

Wenn man das Foto genau anschaut, da ist schon noch Platz. Würde man den nutzen, kommt man locker auf 6 oder 7 Tonnen Gewicht.

Und danach Bau SpaceX ja auch eine neue Oberstufe. Wer sagt, daß dann nicht auch eine neue Nutzlastverkleidung kommt?

Ich wette, SpaceX hat ein Masterplan, welchen sie erreichen möchten. Das ist z.B. "FH mit Wiederverwendung, Methanzweitstufe mit Wiederverwendung, Nutzlastverkleidung mit Wiederverwendung. Landung in 90% der Fälle". Und da tasten sie sich jetzt Stück für Stück ran. Alles auf einmal wäre zu viel. Unmöglich machbar. Zu teuer. Aber Stück für Stück geht es. Auch wenn dann die aktuelle Nutzlastverkleidung für die FH nicht optimal ist, sie haben ein paar Prozent vom Ziel geschafft.

Warum kann die FH weniger Masse zum Pluto als zum Mars befördern? Hat man einmal ein Fluchtbahn erreich sollte es ja schon gemacht sein...
Oder doch nicht?

@electric

Erstmal muss man die Fluchtgeschwindigkeit der Erde überwinden, das ist aber noch keine Fluchtbahn aus dem Sonnensystem. Sagen wir du machst dies ganz genau, dann bist du im Prinzip auf einer Parallelumlaufbahn zur Erde um die Sonne. Dabei ist es recht egal, in welche Richtung du gestartet bist.
Jetzt musst du noch die Umlaufbahn um die Sonne anheben.
Wenn die Erdumlaufbahn sowas wie eine Kreisbahn von 500km über der Erde ist, wäre die des Mars sowas wie 2000km über der Erde. Und Pluto wäre oben bei den Geostationären Sateliten. (Nur ein übertragenes Bild, die Energielevel sind andere)
Weder für Mars, noch für Pluto musst du die Fluchtgeschwindigkeit der Sonne überwinden, sondern nur die Fluchtgeschwindigkeit der Erde. Bis zum Pluto zu kommen kostet nur mehr dV.
New Horizon hat übriegens die Fluchtgeschwindigkeit der Sonne überwunden, nicht weil sie sonst nicht zum Pluto gekommen wöre, sondern weil es sonnst noch viel länger gedauert hätte. Bis zu zig Jahre länger(geschätzter Wert).
Für den Flug zum Mars ist so etwas nicht nötig. Mit dem Energetisch guten Hohmannübergang dauert es zum Mars nur etwas über 8 Monate.

Grüße aus dem Schnee

Man kann sich das auch als einen negativen Kegelberg vorstellen, je dichter an der Sonne, je Steiler der Berg und bei der Erdbahn sind wir eben immer noch ziemlich dicht beim Gipfel, brauchen also noch viel Kraft um höher zu kommen bis zum Pluto.

Die Ironhead Studios, zu deren Beschäfigung normalerweise die Anfertigung von Filmkostümen (z.b. von Superhelden) gehört, ist an der Entwicklung des SpaceX Raumanzugs beteiligt. Es wurde ein reines Designmuster ersellt, das jetzt zu einem flugtauglichen Funktionsexemplar "reengineered" wird.

Die Problemstellung aus einem Design ein Funktionsexemplar zu machen, kennt man ja aus dem Bauwesen. Der Architekt hat irgendwelche Ideen und der Bauingenieur darf das dann so hinbiegen, dass das Gebäude auch hält. Häufig muss das Design dann nochmal geändert werden, weil es nicht baubar ist.

Ich vermute, dass der Konflikt aus Design und Funktion hier besonders ausgeprägt ist und es daher nicht so einfach ist beides zu erfüllen. Gesehen hat man ja bisher auch noch nichts vom Anzug.

N'abend,

nach dem aktuellen Milestone-Plan muß SpaceX spätestens im November die Qualifikations Tests für den Anzug erfolgreich absolviert haben. Ist noch ein halbes Jahr hin, aber viel Zeit ist das ja auch nicht.

Ich bin ja old-school, dehalb bin ich für diesen Anzug :

 
Wikimedia, Jose Jimenez


Gruß
roger50