SpaceX: Der steinige Weg zur wiederverwendbaren Rakete

von | 24. April 2022 | SpaceX, Elon Musk

SpaceX: Der steinige Weg zur wiederverwendbaren Rakete

Schon bei der Gründung von SpaceX hatte Elon Musk neben der Reise zum Mars vor allem ein Ziel vor Augen: Raumfahrt zu deutlich günstigeren Preisen anzubieten als damals üblich. Möglich machen sollte das die Wiederverwendung von Raketen – ein kühnes, weil extrem schwieriges Vorhaben. Heute, 20 Jahre später, hat SpaceX diese Herausforderung gemeistert.

Doch der Weg dahin war lang. Was also waren die Schritte hin zum Raketen-Recycling und wie hat sich die Methode tatsächlich auf die Kosten ausgewirkt? Finden wir es heraus!

SpaceX Falcon 1: Geburtsstunde der Technologie

Damit man eine Rakete wiederverwenden kann, muss man sie nach ihrem Flug natürlich irgendwie sanft wieder auf der Erde landen und bergen. Bereits die erste SpaceX-Rakete Falcon 1 sollte dieses Manöver nach ursprünglichem Plan beherrschen, auch wenn hier noch von einer Landung der Erststufe mittels Fallschirmen die Rede war. Allerdings wurde bei keiner Rakete tatsächlich ein Bergungsversuch unternommen, nach drei fehlgeschlagenen Missionen war wohl jeder froh, dass es die Falcon 1 überhaupt nach oben geschafft und SpaceX überlebt hatte.

SpaceX Falcon 9: Die erste Landung einer Rakete 

Dennoch wurde der Gedanke natürlich nicht verworfen. Sowohl in den Plänen für die (nie geflogene) Falcon 5 als auch den Nachfolger Falcon 9 war wieder von wiederverwertbaren Raketen die Rede. Der Plan diesmal: Die Erststufe sollte nach der Trennung von der Zweitstufe zunächst eine Drehung vollführen, sodass die Triebwerke in Flugrichtung zeigen. Anschließend soll vor dem Wiedereintritt unter Verwendung der Antriebe abgebremst werden, um nicht zu verglühen. Am Ende der Prozedur steht eine senkrechte Landung an Land oder auf schwimmenden Plattformen im Meer – ein schwieriges Vorhaben, dessen Umsetzung lange dauerte.

2010 hatte die Falcon 9 ihren Erstflug, und trotz vieler an sich erfolgreicher Flüge bereitete die Rückkehr der Rakete Kopfschmerzen. Landungsversuch um Landungsversuch schlug fehl, erst 2015 konnte zum ersten Mal eine Erststufe unter Verwendung des erwähnten Manövers erfolgreich am Cape Canaveral landen:

Seitdem scheint man die Technik allerdings drauf zu haben, die meisten Landungsversuche sind in den Folgejahren geglückt. Bis heute hat man laut SpaceX 97 erfolgreiche Landungen durchgeführt und 78 Erststufen erneut geflogen, – manche davon sogar 5 Mal. Entgegen mancher Befürchtungen schadet das den Raketen aber keinesfalls. Seit September 2016, als eine Falcon 9 beim Testen der Triebwerke auf der Startrampe explodierte, gab es keine fatalen Zwischenfälle mehr.

Das Arbeitstier von SpaceX gehört somit nicht nur zu den am häufigsten geflogenen Raketen, sondern auch zu den sichersten – über 60 unfallfreie Flüge am Stück sprechen für sich.

SpaceX Falcon Heavy: Spektakuläre Bilder 

Die Technologie der landenden Raketen auf die Spitze getrieben haben die Amerikaner mit der Falcon Heavy, die ihren Erstflug 2018 hatte. Drei zusammengeschraubte Falcon-9-Erststufen bedeuten auch drei landefähige Raketenteile, und genau so eine Dreifachlandung strebte man an. Dabei gelang es bei allen der bisher drei Falcon-Heavy-Flüge, die beiden Seitenbooster nahezu parallel in zwei Landezonen zu landen – ein beeindruckendes Bild.

Zusätzlich auch noch die zentrale Erststufe auf einer Plattform im Meer zu landen, gelang aber nur beim zweiten Flug, die anderen Male wurde eine Bruchlandung verzeichnet. Dennoch sind sieben wiederverwertbare Teile aus drei Flügen ein beachtliches Ergebnis und kommen der Umwelt sowie den Kosten spürbar zugute.

Dass man trotz all dieser fortschrittlichen Technik aber nicht vor den einfachen Dingen des Lebens gefeit ist, zeigt die Tatsache, dass die zunächst erfolgreich gelandete Erststufe des zweiten Fluges später wegen starken Seegangs auf ihrer Plattform umkippte und zerbrach.

SpaceX Starship: Volle Wiederverwertbarkeit

Seine Reise zu wiederverwertbaren Raketen hin will SpaceX mit dem Starship abschließen. Die aktuell noch in der Testphase befindliche Rakete wäre das erste SpaceX-Schiff, bei dem auch die Zweitstufe und somit die komplette Rakete recycelt werden können. Beide Stufen sollen dabei getreu der bewährten Falcon-9-Technik senkrecht an Land landen, durch eine einfachere, widerstandfähigere Konstruktion aber nochmals deutlich öfter verwendet werden können – die Raptor-Triebwerke angeblich bis zu 1000 Mal.

Kosten damals vs. heute: Wie viel besser als die Saturn-V-Rakete?

Sein Ziel der Wiederverwendung von Raketen hat SpaceX erreicht. Doch sind dabei auch die Kosten gesunken? Klare Antwort: Ja. Wer als Auftraggeber einer Rückkehr der Erststufe(n) zustimmt und dabei Einbußen bei der maximalen Nutzlast in Kauf nimmt, der zahlt für einen Flug mit der Falcon 9 aktuell 62 Millionen US-Dollar, für die Falcon Heavy 90 Millionen. Für den Normalbürger immer noch unvorstellbare Summen, doch im Vergleich mit anderen Raketen wie der Delta IV Heavy (mindestens 350 Millionen) oder der europäischen Ariane 5 (160 Millionen) fast schon ein Schnäppchen.

Besonders deutlich wird der Unterschied aber, wenn man die Anfänge der Raumfahrt zum Vergleich heranzieht. Die berühmte Mondrakete Saturn V, stärker als die Falcon Heavy, wurde für 6,5 Milliarden USD entwickelt. Je nach Quelle kostete ein Start, also Baukosten und Startkosten, um die 300 Millionen USD, – was extrem viel ist, wenn man den nötigen Inflationsausgleich von 1969 bis heute beachtet.

Zwar sind die landefähigen Raketen sicher nicht der einzige Grund für SpaceX’ geringe Kosten. Das Unternehmen ist unter anderem auch sehr effizient in der Entwicklung und gibt hier nur Bruchteile dessen aus, was die oft staatlich organisierte Konkurrenz aufwendet. Doch im alltäglichen Geschäft sind recycelbare Teile einfach unschlagbar – und sie tragen natürlich wesentlich zum guten Image der Firma bei. Bisher kann SpaceX beim Landen von Raketen niemand das Wasser reichen, derart spektakuläre Bilder kommen exklusiv vom Unternehmen von Elon Musk.

Fazit 

Um seine Raketen möglichst günstig anbieten zu können, arbeitet SpaceX von Anfang an daran, sie nach dem Flug wieder zu landen und so viele Teile wie möglich wiederzuverwerten. Als erstem und bisher einzigem Anbieter gelang ihnen das erstmals 2015 und seitdem viele weitere Male.

Die volle Wiederverwendbarkeit wird mit dem vermutlich bald einsatzbereiten Starship erreicht werden. Genau wie geplant führten diese Erfolge gemeinsam mit extrem effizienter Arbeit zu deutlich geringeren Operationskosten als bei der Konkurrenz. SpaceX verlangt für seine Raketen höchstens halb so viel wie Boeing und Co. – ein Gewinn nicht nur für das Unternehmen, sondern für die Raumfahrt auf der ganzen Welt.

Quelle Beitragsbild: National Geographic via YouTube

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