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| Raumschiffrakete |
Starship ist eine Super-Schwerlastrakete von SpaceX. Sie besteht aus einer Super-Heavy-Raketenstufe und einem Starship-Raumschiff und zielt auf hohe Nutzlast und niedrige Betriebskosten ab. Beide Raketenstufen können landen und 100 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen. Nach der Betankung mit flüssigem Sauerstoff und flüssigem Methan im Orbit kann das Raumschiff zum Mond, Mars und anderen Zielen im Sonnensystem fliegen.
Wie groß und leistungsstark ist Starship?
Starship ist ein 50 m hohes Raumschiff mit einer Trockenmasse von weniger als 100 Tonnen. Es ist der obere Teil der gleichnamigen Starship-Rakete. Das Raumschiff kann etwa 1.200 Tonnen flüssigen Sauerstoff oder flüssiges Methan aufnehmen, wobei sich jeder Treibstoff in einem Primär- bzw. Sekundärtank befindet.
Zusätzlich zum Haupttank dient der Sekundärtank zur Versorgung des Fahrwerks des Raumfahrzeugs. Nach der Betankung durch das Raumschiff Starship kann das Raumfahrzeug bis zum Mond, zum Mars und zu vielen weiteren Orten im Sonnensystem aufgerüstet werden. Am Heck des Raumfahrzeugs befinden sich sechs Raptor-Triebwerke, darunter drei für den Betrieb in der Atmosphäre und drei für den Betrieb im Weltraum vorgesehene Raptor-Vakuumtriebwerke.
Das Raumschiff Starship verfügt über sechseckige Kacheln, die verhindern, dass beim Eintritt in die Atmosphäre entstehendes Plasma das Raumschiff beschädigt. Dadurch hält es Temperaturen von bis zu 1400 °C stand. Das Nutzlastvolumen des Starship beträgt rund 1000 m³ und ist damit deutlich größer als bei jedem anderen Raumschiff.
Die 33 Triebwerke an der Unterseite des Super Heavy können einen Schub von etwa 74 Meganewton erzeugen, fast 700-mal stärker als der Schub, den ein Passagierflugzeug vom Typ Airbus A320neo erzeugen kann.
Die Starship-Rakete ist jetzt 120 m länger, eine Zunahme von 1 m im Vergleich zu ihrer Länge beim zweiten Teststart im Juni 2023. Die zusätzliche Länge ist darauf zurückzuführen, dass die Super Heavy 1 m länger ist.
Die Starship-Rakete verfügt zudem über die doppelte Schubkraft der Saturn-V-Rakete, die erstmals Menschen zum Mond brachte. Laut SpaceX kann dieser Schub eine Nutzlast von mindestens 150 Tonnen von der Startrampe in eine niedrige Erdumlaufbahn befördern.
Sowohl die Starship- als auch die Super Heavy-Raketen werden mit einer Mischung aus ultrakaltem flüssigem Methan und flüssigem Sauerstoff namens Methalox angetrieben.
Derzeit ist der Start der Starship-Rakete von der SpaceX Starbase, dem Kennedy Space Center und den beiden Offshore-Startrampen des Unternehmens geplant. Nach dem Zünden der 33 Raptor-Triebwerke trennt sich die Super Heavy-Stufe in der Luft vom Starship. Die Raketenstufe fliegt anschließend durch die Atmosphäre und landet auf zwei Stahlträgern im Startturm. Währenddessen zündet das Starship seine drei Raptor-Vakuum-Triebwerke und bringt sich in die Umlaufbahn. Am Ende der Mission tritt das Raumschiff in die Atmosphäre ein und wird durch einen Hitzeschild geschützt. Anschließend gleitet das Raumschiff mithilfe seiner beiden Landeklappen zum Landeplatz zurück und zündet seine drei Raptor-Triebwerke für eine senkrechte Landung.
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Rakete nach vielen Upgrades und Anpassungen. |
SpaceX schlug 2005 erstmals eine Schwerlastrakete vor. Design und Name der Rakete änderten sich zwischen damals und 2019 häufig. Im Juli 2019 startete Starhopper und landete in 150 Metern Höhe. Damit war sie die erste Rakete mit dem Raptor-Triebwerk. Im Mai 2021 erreichte Starship (Codename SN15) eine Höhe von 10 Kilometern, ging in den freien Fall über und landete nach vier Fehlversuchen erfolgreich.
Wie landet Starship?
Wer in der Nähe zuschaut, wird einen donnernden Knall hören, wenn Super Heavy von der Überschallgeschwindigkeit abbremst.
Beim jüngsten Teststart konnte SpaceX die Super Heavy-Rakete auf ihrer Startrampe einfangen. Da es auf dem Mars und dem Mond keine Startrampen dafür gibt, muss die Starship-Rakete mithilfe ihres Fahrwerks selbstständig landen können. Dazu wird sich Starship beim Sinkflug allmählich in eine horizontale Position drehen – Musk nennt das einen „Belly Flip“.
Dies erhöht die Widerstandsfläche von Starship und trägt zu seiner Verlangsamung bei. Sobald Starship nahe genug an der Oberfläche ist, wird es so weit abgebremst, dass die Triebwerke gezündet werden und Starship wieder in die Vertikale zurückkehrt. Anschließend richtet sich Starship mithilfe seiner eigenen Raketen auf und landet mit seinem Fahrwerk auf einer harten Oberfläche.
Starship hat bei früheren Teststarts alle oben genannten Punkte erfolgreich absolviert – mit Ausnahme der Landung auf einer harten Oberfläche. Bisher ist es nur im Meer gelandet.
SpaceX versuchte etwas, was es noch nie zuvor getan hatte. Nach der Trennung verlangsamte sich der untere Teil der Trägerrakete und sank langsam in Richtung Startrampe, während ihn zwei riesige mechanische Arme packten – eine Bewegung, die als „Greifen“ bezeichnet wird.
Nach mehreren simulierten Landungen auf See war beim fünften Teststart die Landung des unteren Teils von Starship, des Super Heavy Boosters, erfolgreich.
Ein Teststart dient unter anderem dazu, eventuell noch bestehende Probleme zu klären. Schon ein einziger Fehler könnte dazu führen, dass die gesamte innere Struktur der Rakete durch die austretenden Abgase des Triebwerks schmilzt.
Starship hat Ambitionen, zum Mond und zum Mars zu fliegen
Starship hatte noch nie eine Besatzung, aber der Milliardär Elon Musk und sein Unternehmen haben ehrgeizige Pläne mit dem Ziel, eines Tages Menschen zum Mars zu schicken.
Kurzfristig soll das Starship Satelliten starten, Weltraumtouristen befördern und Astronauten im Rahmen des Artemis-Programms auf dem Mond landen lassen. In fernerer Zukunft soll die Rakete die Marsbesiedlungsambitionen des Unternehmens verwirklichen und Flüge über die Kontinente der Erde ermöglichen.
Es gab bereits vier Teststarts der Starship-Rakete. Beim ersten explodierte die Rakete vorzeitig, bevor sich der Booster abtrennen konnte. SpaceX beschleunigte den Entwicklungsprozess, indem es die Rakete trotz des Wissens um die Unvollkommenheit des Systems testete, um aus den Fehlern zu lernen.
Tatsächlich hat SpaceX mit jedem Teststart Fortschritte gemacht – zuerst mit einem störungsfreien Start, dann mit einem erfolgreichen Wiedereintritt, bei dem sowohl die Starship- als auch die Super Heavy-Rakete kontrolliert abstiegen und über dem Indischen Ozean bzw. dem Golf von Mexiko schwebten, bevor sie im Meer wasserten.
Wofür wird Starship sonst noch verwendet?
In naher Zukunft könnte die Starship-Rakete für verschiedene Zwecke eingesetzt werden.
Bisher hat der Milliardär Elon Musk seine Raketen, beispielsweise die Falcon 9-Serie, zum Start kommerzieller Starlink-Satelliten eingesetzt.
Diese Satelliten haben eine kurze Lebensdauer von etwa fünf Jahren und SpaceX muss kontinuierlich Satelliten starten, nur um die gleiche Anzahl im Weltraum zu halten.
Die NASA möchte Starship im Rahmen ihres Artemis-Programms einsetzen, das darauf abzielt, die menschliche Präsenz auf dem Mond langfristig zu sichern. Die NASA plant, Starship 2026 für eine Mondmission einzusetzen.
In fernerer Zukunft möchte Elon Musk mit der Starship-Rakete lange Flüge zum Mars und zurück durchführen können – jede Strecke dauert etwa neun Monate.
Die Idee ist, die Starship-Rakete in eine niedrige Erdumlaufbahn zu bringen und dort zu belassen. Anschließend würde sie von einem SpaceX-Tankschiff betankt und ihre Reise zum Mars fortsetzen.
Man könnte sich auch vorstellen, die Starship-Rakete zum Start eines Weltraumteleskops zu nutzen. Um schnell Tausende von Satelliten oder ein größeres Weltraumteleskop ins All zu bringen, wäre eine große Rakete erforderlich.
Starship ist außerdem dafür ausgelegt, die schweren Nutzlasten zu transportieren, die zum Bau von Raumstationen und möglicherweise auch der Infrastruktur für die menschliche Besiedlung des Mondes erforderlich sind.
Das Raumschiff Starship könnte Passagiere zum Mond, zum Mars und zu anderen Zielen im Sonnensystem befördern. Auch Interkontinentalflüge wären möglich. Es könnte bis zu 100 Passagiere befördern und über private Schlafräume, Gemeinschaftsräume, Lagerräume, Strahlenschutzräume und Glasräume verfügen. Die Lebenserhaltungssysteme an Bord wären versiegelt, d. h. die darin enthaltenen Materialien könnten kontinuierlich wiederverwendet und recycelt werden.
Das Raumschiff Starship soll die Reichweite anderer Raumfahrzeuge erweitern. Laut Elon Musk müssten bis zu sieben Treibstofftanker gestartet werden, um ein Starship zum Mond zu schicken. Diese Idee stellte Elon Musk im September 2019 vor, indem er die Hecks zweier Raumschiffe miteinander verband. Anschließend beschleunigten beide Raumschiffe mit Hilfstriebwerken leicht auf den Treibstofftanker zu und trieben sich gegenseitig Treibstoff zu. Im Oktober 2020 vergab die NASA 53,2 Millionen US-Dollar an SpaceX, um den Transfer von zehn Tonnen Treibstoff zwischen zwei Starships im Weltraum zu testen.
Starship HLS ist eine Variante des Raumschiffs Starship, das im Rahmen des Artemis-Programms, dem Nachfolger des Apollo-Programms, auf dem Mond landen soll. An der Spitze des Starship HLS befinden sich Fenster und Luftschleusen sowie Aufzüge und ein Lenkantriebssystem für die Mondlandung. Das wichtigste Merkmal des Raumschiffs ist seine enorme Nutzlast beim Hin- und Rückflug zwischen Erde und Mond. Während eines Fluges im Rahmen des Artemis-Programms fliegt das Raumschiff Starship HLS bis zu hundert Tage vor der Besatzung und betankt das Raumschiff anschließend mit Treibstoff.
Die 122 Meter hohe Starship-Rakete startete SpaceX am 13. Oktober (gegen 20:25 Uhr Hanoi- Zeit) erfolgreich in ihrem fünften Testflug von Starbase in Texas. Bei diesem Testflug vollbrachte das Kombinationssystem aus Starship und Super Heavy ein Wunder: Der Greifmechanismus funktionierte beim ersten Versuch. Nach dem erfolgreichen Start vom Mechazilla-Startturm landete Starship im Indischen Ozean, während die Super Heavy-Rakete zurückkehrte, genau in der Nähe des Startturms landete und vom Roboterarm des Turms festgehalten wurde.
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