Warum ist die erfolgreiche Bergung einer Rakete ein wichtiger Fortschritt für die Menschheit?

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Der Moment, in dem der Super Heavy Booster zurückerobert wurde. (Video: SpaceX)

SpaceX startete seine 400 Fuß hohe Starship-Rakete am 13. Oktober um 8:25 Uhr ET zum fünften Mal von der Starbase in Südtexas und fing nach der erfolgreichen Landung die Super Heavy-Erststufe ein.

Etwa sieben Minuten nach dem Start landete die Super Heavy-Boosterstufe von SpaceX präzise und schwebte in der Nähe des Mechazilla-Startturms, während der Turm sie mit seinen Metallarmen an ihrem Platz hielt.

„ Das ist ein Tag in der Geschichte der Ingenieurskunst “, sagte Kate Tice, Managerin für Engineering Quality Systems bei SpaceX, während des Live-Kommentars, während die Mitarbeiter von SpaceX im Hauptquartier in Hawthorne, Kalifornien, hinter ihr jubelten und jubelten. „ Das ist verrückt! Gleich beim ersten Versuch ist es uns gelungen, die Super Heavy-Booster-Stufe zurück in den Startturm zu bringen .“

Die Szene, in der Mechazillas Roboterarm den Super Heavy Booster erfolgreich einfängt. (Foto: SpaceX)

Als sich der 71 Meter hohe Super Heavy-Booster in einer Höhe von 65 Kilometern über der Erde ablöste, schoss die Oberstufe der Rakete weiter auf eine Höhe von fast 145 Kilometern und umrundete den Planeten mit einer Geschwindigkeit von 27.000 Kilometern pro Stunde, bevor sie wie geplant im Indischen Ozean landete.

Vor der Landung zündet die Booster-Stufe drei ihrer Raptor-Triebwerke erneut, verlangsamt dadurch ihren Sinkflug und rotiert in Richtung des Mechazilla-Startturms, wo sie durch mechanische Arme, die den Spitznamen „Essstäbchen“ tragen, gesichert wird.

Der erfolgreiche Test von SpaceX ist Teil des Ziels, eine vollständig wiederverwendbare Rakete zu entwickeln, um Menschen, wissenschaftliche Ausrüstung und Fracht zum Mond und weiter zum Mars zu transportieren.

SpaceX entwickelt Starship, um der Menschheit neben anderen Erkundungsleistungen die Kolonisierung des Mondes und des Mars zu ermöglichen. Das Fahrzeug ist so konzipiert, dass es vollständig und schnell wiederverwendbar ist (wie die geplante Landung des Super Heavy Boosters auf der Startrampe zeigt, um die Zeit zwischen den Flügen zu verkürzen). Laut dem Unternehmen und Elon Musk könnte diese Funktion in Kombination mit der beispiellosen Leistung von Starship die Luft- und Raumfahrtindustrie revolutionieren.

Auch die NASA glaubt an das Fahrzeug und hat es als erste bemannte Landesonde im Rahmen ihres Artemis-Programms zur Erkundung des Mondes ausgewählt. Wenn alles nach Plan läuft, wird Starship im Rahmen der Artemis-3-Mission, deren Start für September 2026 geplant ist, erstmals NASA-Astronauten zu einer Landung auf dem natürlichen Satelliten der Erde befördern.

Warum sind wiederverwendbare Raketen wichtig?

Die Kosten eines Raketenstarts können je nach vielen Faktoren variieren, einschließlich der beförderten Nutzlast, des Ziels und des verwendeten Raketentyps. In letzter Zeit können die durchschnittlichen Kosten eines Starts zwischen mehreren zehn und mehreren hundert Millionen Dollar liegen.

Die Raketenstarts der Falcon 9 von SpaceX werden mit rund 62 Millionen US-Dollar pro Start angegeben, während größere Raketen wie die Falcon Heavy mehr als 90 Millionen US-Dollar pro Start kosten können. Am oberen Ende schätzt die NASA, dass die Kosten pro Start des Space Launch System (SLS) mehr als 2 Milliarden Dollar betragen könnten.

Wenn das Raumschiff eine bestimmte Höhe und Geschwindigkeit erreicht, trennt es die Trägerrakete, um Gewicht zu reduzieren und der Schwerkraft der Erde zu entkommen. (Abbildung: SpaceX)

Obwohl sich die Technologie zur Weltraumforschung ständig weiterentwickelt, besteht eine der größten Herausforderungen auch heute noch darin, die Kosten für Raumflüge zu senken. Der Arbeits- und Materialaufwand für die Konstruktion, den Bau, die Wartung und das Testen einer Rakete für einen erfolgreichen Start ist sehr kostspielig.

Derzeit werden Raumfahrzeuge mit Trägerraketen gestartet. Um Gewicht zu sparen, wird das System bei Erreichen einer bestimmten Höhe und Geschwindigkeit die Booster-Stufen schrittweise abkoppeln und sie zur Erde fallen lassen, wenn ihnen Treibstoff und Schub ausgehen. Diese Boosterstufen können natürlich nicht wiederverwendet werden, da beim Wiedereintritt eine sehr hohe Reibungswärme entsteht, die zu schweren Zerstörungen führt.

Die Verwendung der herkömmlichen Methode zum Bau von Raketen für Einmalmissionen erhöht diese Kosten, verringert die Starthäufigkeit und -größe und erzeugt Abfall. Stellen Sie sich ein Verkehrsflugzeug vor: Wenn für jeden Flug ein neues Flugzeug gebaut werden müsste, wären Flugreisen sehr teuer. Daher würde die Verfügbarkeit wiederverwendbarer Raketen die Wirtschaft und Produktivität revolutionieren.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Einwegraketen sind wiederverwendbare Raketen wie Starship so konzipiert, dass sie mehrfach geborgen und gestartet werden können.

Diese Raketen verfügen über folgende Funktionen:

Landung mit Treibstoff: Die erste Stufe der Rakete kehrt aus eigener Kraft zur Erde zurück und landet senkrecht, wobei sie ihre Triebwerke nutzt, um ihren Sinkflug zu verlangsamen.

Modulares Design: Raketenkomponenten sind so konzipiert, dass sie zwischen den Flügen leicht zerlegt und überholt werden können.

Hitzeschildtechnologie: Wiederverwendbare Raketen können moderne Hitzeschildmaterialien verwenden, um sie beim Wiedereintritt zu schützen.

Fortschrittliche Fertigung: Bei wiederverwendbaren Raketen kommen häufig fortschrittliche Fertigungsmaterialien zum Einsatz, um die Haltbarkeit über mehrere Starts hinweg zu gewährleisten.

Die wirtschaftlichen Vorteile wiederverwendbarer Trägerraketen sind beträchtlich. Die Verwendung wiederverwendbarer Raketen kann im Vergleich zu herkömmlichen Raketen bis zu 65 % günstiger sein. Das Modell verspricht eine Kostensenkung bei Missionen wie der Stationierung von Satelliten, Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS) und Missionen zum Mond oder Mars.

Wiederverwendbare Trägerraketen sparen nicht nur Kosten, sondern tragen auch zu einem nachhaltigeren Ansatz bei der Weltraumforschung bei. Eine Verringerung der Zahl weggeworfener Raketenkomponenten würde den Weltraumschrott verringern, der aufgrund seiner Umweltauswirkungen ein wachsendes Problem darstellt.

Darüber hinaus verbrauchen wiederverwendbare Raketen weniger Treibstoff als Einwegraketen und sind daher umweltfreundlicher.

Quarz (Quelle: Guardian, NSTXL)

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