Warum ist die erfolgreiche Bergung von Raketen ein wichtiger Fortschritt für die Menschheit?

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Der Moment der Rückeroberung des Super Heavy Boosters. ( 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 erste Stufe der Super Heavy 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 Ort und Stelle hielt.

„ Das ist ein historischer Tag für die Ingenieurskunst “, sagte Kate Tice, Leiterin der Abteilung Engineering Quality Systems bei SpaceX, während des Live-Kommentars, während die SpaceX-Mitarbeiter hinter ihr im Hauptsitz in Hawthorne, Kalifornien, jubelten. „ Das ist verrückt! Beim ersten Versuch haben wir den Super Heavy Booster erfolgreich zurück in den Startturm gebracht .“

Die Szene, in der der Mechazilla-Arm 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 abtrennte, schob sich die Oberstufe der Rakete weiter auf eine Höhe von fast 145 Kilometern und umflog 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 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 die Menschheit unter anderem bei der Besiedlung von Mond und Mars zu unterstützen. Das Fahrzeug ist so konzipiert, dass es vollständig und schnell wiederverwendbar ist (wie die Pläne zeigen, den Super Heavy Booster auf der Startrampe zu landen und so die Zeit zwischen den Flügen zu verkürzen). Dies, kombiniert mit der beispiellosen Leistung von Starship, könnte laut dem Unternehmen und Elon Musk die Raumfahrt revolutionieren.

Auch die NASA vertraut auf das Fahrzeug und hat es als erste bemannte Landefähre im Rahmen des Monderkundungsprogramms Artemis ausgewählt. Läuft alles nach Plan, wird Starship im Rahmen der Mission Artemis 3, deren Start für September 2026 geplant ist, erstmals NASA-Astronauten zum Erdtrabanten bringen.

Warum sind wiederverwendbare Raketen wichtig?

Die Kosten eines Raketenstarts können je nach vielen Faktoren stark variieren, darunter Nutzlast, Zielort und Raketentyp. In jüngster Zeit lagen die durchschnittlichen Kosten eines Starts zwischen mehreren zehn und mehreren hundert Millionen Dollar.

SpaceXs Falcon-9-Raketenstarts werden mit rund 62 Millionen Dollar pro Start angegeben, während größere Raketen wie die Falcon Heavy mehr als 90 Millionen Dollar pro Start kosten können. Am oberen Ende schätzt die NASA, dass das Space Launch System (SLS) pro Start mehr als 2 Milliarden Dollar kosten könnte.

Sobald die Raumsonde eine bestimmte Höhe und Geschwindigkeit erreicht hat, wird sie die Trägerrakete abtrennen, um Gewicht zu sparen und der Erdanziehung zu entkommen. (Abbildung: SpaceX)

Während die Raumfahrttechnologie immer weiter voranschreitet, besteht eine der größten Herausforderungen heute darin, die Kosten für die Raumfahrt zu senken. Der Arbeits- und Materialaufwand für die Entwicklung, den Bau, die Wartung und die Tests einer Rakete für einen erfolgreichen Start ist sehr hoch.

Derzeit werden Raumfahrzeuge mit Raketenantrieben gestartet. Bei Erreichen einer bestimmten Höhe und Geschwindigkeit werden die Antriebe schrittweise abgekoppelt und zur Erde zurückfallen gelassen, sobald Treibstoff und Schub aufgebraucht sind, um Gewicht zu sparen. Diese Antriebe können natürlich nicht wiederverwendet werden, da beim Wiedereintritt in die Atmosphäre viel Reibung entsteht, die Hitze erzeugt und die Raumsonde schwer beschädigt.

Der traditionelle Bau von Raketen für Einwegmissionen erhöht die Kosten, reduziert Starthäufigkeit und -umfang und erzeugt Abfall. Denken Sie an ein Verkehrsflugzeug: Müsste für jeden Flug ein neues Flugzeug gebaut werden, wäre das Fliegen sehr teuer. Wiederverwendbare Raketen würden daher 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 beim Wiedereintritt mit modernen Hitzeschildmaterialien geschützt werden.

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

Die wirtschaftlichen Vorteile wiederverwendbarer Trägerraketen sind erheblich. Der Einsatz wiederverwendbarer Raketen kann im Vergleich zu herkömmlichen Raketen bis zu 65 % günstiger sein. Dieses Modell verspricht eine Kostensenkung bei Missionen wie dem Einsatz von Satelliten, Versorgungsmissionen zur Internationalen Raumstation (ISS) sowie Missionen zum Mond oder Mars.

Wiederverwendbare Trägerraketen sparen nicht nur Geld, sondern tragen auch zu einer nachhaltigeren Weltraumforschung bei. Durch die Reduzierung der Anzahl weggeworfener Raketenkomponenten wird der Weltraummüll, ein wachsendes Umweltproblem, reduziert.

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

Quarz (Quelle: Guardian, NSTXL)

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