Elon Musk und die SpaceX-Odyssee: Der Weg von Falcon 9 zum Mars Colonization Transporter

In Kubricks und Clarks Space Odyssey von 2001 gab es keine Frage von "Boots or Bots" [Ref]. Also gingen wir zu Jupiter und Dave Bowman überwand eine empfindungsfähige Maschine, schaltete sie kalt aus und ging hinaus, um die größte Geschichte zu entdecken, die noch zu erzählen war.

Jetzt erreicht Elon Musk, der drei Jahre nach dem großen Science-Fiction-Film und ein Jahr vor der letzten Apollo-Mission zum Mond geboren wurde, Meilensteine, um Menschen über die erdnahe Umlaufbahn hinaus, über die Bande der Erdgravitation hinaus zu heben und uns zu führen bis zur ersten Station an der letzten Grenze – dem Mars – dem Ziel der SpaceX-Odyssee.

Fragen Sie ihn, was als nächstes kommt, und nirgendwo auf seiner Bucket List hat er Disneyland oder Disney World. Sie finden Falcon 9R, Falcon Heavy, Dragon Crew, Raptor Engine und Mars Colonization Transporter (MCT).

Ganz oben auf seiner Arbeitsliste steht der fortgesetzte Clean Launch-Rekord des Falcon 9 und daneben haben müssen ist der Meilenstein einer sanften Landung eines Falcon 9-Kerns. Um diesen Meilenstein zu erreichen, hat Elon Musk eine beeindruckende Reihe von Erfolgen und auch Misserfolgen – notwendig, zu erwarten und effektiv von gleichem Wert. Seine Pläne für morgen halten uns am Rande unserer Sitze.

CRS-5, die Cargo Resupply Mission Nummer 5, war ein unverfälschter Erfolg. Um sie noch besser zu machen, machte Elons Crew einen weiteren Schritt in Richtung der ersten sanften Landung eines Falcon-Kerns, obwohl dies nicht ganz erfolgreich war. Elon erklärte, dass ihnen die Hydraulikflüssigkeit ausgegangen sei. Darüber hinaus gibt es eine Reihe von Telemetrien, die seine Ingenieure analysieren, um die Steuerungssoftware zu optimieren. Könnte es nur ein Mangel an Flüssigkeit gewesen sein? Ja, es ist möglich, dass sie die unterbrochene Leistung extrapolieren und die Landung erkennen, von der Moschus und Crew geträumt haben.

Das Hinzufügen der neuen Gitterrippen zur Verbesserung der Kontrolle sicherte sowohl den beobachteten Erfolg als auch den Misserfolg. Jedes Mal, wenn einem Testfahrzeug etwas Unbewiesenes hinzugefügt wird, steigt das Ausfallrisiko. Dies war ein fantastischer Fehler, der einen Schatz an neuer Telemetrie und die Möglichkeiten zur Optimierung von Software bot. Mehr Hydraulikflüssigkeit ist ein Muss, aber Verbesserungen an der SpaceX-Software bringen eine wiederholbare Reihe von weichen Landungen mit Falcon-Kern.

"Misserfolg ist keine Option", lauten die berühmten Worte von Eugene Kranz, wie er im Film Apollo 13 dargestellt wird. Misserfolg für Elon Musk und für uns alle ist ein wesentlicher Bestandteil des Lebens. Von Newton über Einstein bis Hawking können die Gleichungen zur Beschreibung und Definition der Funktionsweise des Universums jedoch keinen Fehler anzeigen, da sie sonst nicht perfekt sind und ersetzt werden müssen. Jeder Moment eines menschlichen Lebens ist eine Verflechtung von Erfolg und Misserfolg. Wenn man sich nur auf die letzte Grenze bezieht, geraten die Teams im schlimmsten Fall aus dem Gleichgewicht und die Schiffe fallen vom Himmel. Nur eine Person kann den Erfolg ihres oder eines Teams beeinflussen. Misserfolg, Versuch und Irrtum sind ein Teil des Erfolgs von Elon und SpaceX.

Er zitiert oder bezieht sich nicht auf Steve Jobs, aber Elon Musk ist sein amerikanischer Nachfolger. Von Hyperloops bis zur nächsten Generation von Tesla-Elektrofahrzeugen verschwendet Musk keine Zeit damit, Ideen zu entladen und seine Träume zu verwirklichen. Das Erreichen seiner Ziele und das Erreichen von Meilensteinen hängen auch vom Endergebnis ab – Preis und Leistung in Gewinn. Die Falcon-Raketen unterbieten ULA-EELVs (Atlas & Delta) um mehr als die Hälfte des Preises pro Pfund Nutzlast und bei künftiger Wiederverwendung sogar noch mehr. Mit Falcon Heavy wird er auch Anspruch auf die stärkste in Amerika hergestellte Rakete erheben.

Der Erfolg von Musk hängt von der Nachfrage nach seinem Produkt ab. Die Nachrichten in der letzten Woche über seine Investitionen in weltweite weltraumgestützte Internetdienste zeigen auch seine Absicht, Produkte zu bewerben, die seine kostengünstigen Startlösungen nutzen. Die nächste Generation der Raumfahrtindustrie könnte ohne Investoren und Unternehmen wie Musk ins Stocken geraten und erneut investieren, um die Nachfrage nach Unternehmensgründungen zu steigern und junge Unternehmen in ihren Startphasen zu unterstützen. Bauen Sie es und sie werden kommen, aber für selbstverständlich halten, die Fragilität der Branche nicht erkennen, ist auf eigene Gefahr.

Was kommt als nächstes in der SpaceX Odyssey? Elons Blick bleibt fest auf den Falcon 9R (Wiederverwendung) und den Falcon Heavy gerichtet. Der Falcon Heavy ist auf den ersten Blick nichts Revolutionäres und sieht aus wie ein Delta IV Heavy auf Steroiden. Preis und Leistung bestimmen den Erfolg – es gibt keinen Vergleich. Es ist unklar, was aus dem Delta IV Heavy werden wird, wenn der Falcon Heavy betriebsbereit ist. Möglicherweise gibt es Konfigurationen des Delta IV mit einer oberen Stufe, mit der SpaceX eine Zeit lang nicht mithalten kann, aber in beiden Fällen wird die US-Regierung wahrscheinlich effektiv für das Delta und sogar für Atlas-Fahrzeuge sorgen, bis ULA (Lockheed Martin und Boeings entwickeltes Unternehmen) dies kann eine wettbewerbsfähige Lösung entwickeln. Der einzige verbleibende Vorteil für ULA ist, dass Falcon Heavy noch nicht gestartet wurde. Falcon Heavy, basierend auf Falcon 9, hat eine Erfolgswahrscheinlichkeit basierend auf den 13 von 13 erfolgreichen Starts von Falcon 9 in den letzten 5 Jahren. Delta IV Heavy hatte über einen Zeitraum von 11 Jahren 7 von 8 erfolgreichen Starts.

Die Konvergenz von Weltraumwissenschaft und -technologie und Science-Fiction in Form von Musks Visionen für SpaceX ist mit dem Erbe der NASA verbunden, das 1958 mit der NASA begann, 1962 von JFK beschleunigt wurde und 1969 auf dem Mond landete. Das Erbe erstreckt sich in der Zeit zurück bis Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard, Werner Von Braun und unzählige Ingenieure und vorwärts durch die Ära des Space Shuttles und der Raumstation.

Das Erbe von Shuttle ist, dass die NASA während einer Zeit, in der Elon Musk in Südafrika und Kanada aufwuchs und schließlich seine Visionen in die USA brachte, über 30 Jahre lang an die Erde gebunden blieb. Mit einem gewagteren Weg der NASA wäre die Geschichte, die heute zu erzählen wäre, Mondbasen oder Marsmissionen gewesen, die in den 1990er Jahren abgeschlossen wurden, und die Entwicklung des kommerziellen Raums, die im Vergleich zu heute möglicherweise schneller oder blasser geworden wäre. Ob Musk unter dieser alternativen Realität im kommerziellen Raum präsent sein würde, ist sehr ungewiss. Der Rücktritt von Shuttle, der die Nachfolge seines Nachfolgers Ares I & V und Orion unterfinanzierte, das gesamte Constellation-Programm stornierte und dann das Commercial Crew-Programm erstellte, führte dazu, dass SpaceX einen Vertrag gewann und die Entwicklung von Falcon 9 und der Dragon-Kapsel beschleunigte.

SpaceX soll nicht nur Widgets machen und profitieren. Mars ist das Ziel und ob mit SpaceX oder auf andere Weise, es ist die erste Station auf dem Weg der Menschheit in die letzte Grenze. Mars ist der Grund, warum Musk SpaceX entwickelt hat. Zu diesem Zweck war der erste Schwerpunkt von SpaceX die Entwicklung der Merlin-Engine.

Jetzt konzentrieren sich die Pläne von SpaceX für den Mars auf einen neuen Motor – Raptor und nicht einen Merlin 2 -, der mit verflüssigtem Methan und flüssigem Sauerstoff betrieben wird. Der Vorteil von Methan ist seine sauberere Verbrennung, die weniger Abgasablagerungen in den wiederverwendbaren Motoren hinterlässt. Darüber hinaus wird der Raptor die Entwicklung eines Motors anführen, der am März landen und mit Methan aus natürlichen Ressourcen des Mars betankt werden soll.

Der Raptor bleibt einige Jahre frei und das Design ändert sich. Im Stennis Space Center der NASA wurde ein Prüfstand zum Testen von Raptor-Triebwerkskomponenten entwickelt. In einer Reddit-Chat-Sitzung im Januar [ref] mit Enthusiasten antwortete Elon, dass seine Ingenieure nicht nur ein Saturn-F-1-Motor sind, dh einen Schub von etwa 1,5 Millionen lbf (Fuß-Pfund-Kraft), sondern die Größe auf wählen Leistung und Zuverlässigkeit optimieren. Musk gab an, dass Raptor-Motoren nach eigenen Angaben 2,2 Millionen Newton Schub erzeugen sollen. Dies ist zwar kleiner, stellt jedoch einen zukünftigen Motor dar, der dreimal so leistungsstark ist wie der derzeitige Merlin-Motor (700.000 Newton / 157 klbf). Es ist 1/3 der Leistung eines F-1. Musk und Company werden weiterhin Triebwerke gruppieren, um große Raketen herzustellen.

Um ihr endgültiges Ziel zu erreichen – die Mars-Kolonisierung – benötigt SpaceX eine große Rakete. Elon Musk hat wiederholt erklärt, dass eine Lieferung von 100 Kolonisten pro Reise die gegenwärtige Vision ist. Die Vision fordert den Mars Colonization Transporter (MCT). Dieses Raumschiff hat noch keine öffentlich geteilten SpaceX-Konzeptillustrationen, aber weitere Informationen sind in Kürze geplant. Einige Enthusiasten im Internet haben ihre Visionen von MCT geteilt. Was wir uns vorstellen können ist, dass MCT eine interplanetare Fähre wird.

Das große Fahrzeug wird wahrscheinlich in einer erdnahen Umlaufbahn gebaut und bleibt im Weltraum, wodurch Kolonisten zwischen der Erdumlaufbahn und der Marsumlaufbahn befördert werden. Raptor Methan / LOX-Motoren werden es zum Mars und zurück fahren. Möglicherweise wird an beiden Enden Aerobraking eingesetzt, um die Kosten zu senken. Raptor-Motoren werden verwendet, um eine Vielzahl von Passagieren gleichzeitig anzuheben und die Wohnräume des wartenden MCT-Fahrzeugs zu füllen. Wie liefert man 100 Kolonisten an die Oberfläche, wenn man den Mars umkreist? Mit einem atmosphärischen Druck an seiner Oberfläche, der dem der Erde auf 100.000 Fuß entspricht, bietet der Mars keine erdähnliche Aerodynamik, um ein großes Fahrzeug zu landen.

1952 stellte sich Werner Von Braun in seinem Buch „Mars Projekt“ eine Armada von Schiffen vor, die jeweils von Trägerraketen abhängen, die viel größer sind als der Saturn V, den er ein Jahrzehnt später entwarf. Wie die einfallenden Marsmenschen des Krieges der Welten würde die Armada lieber auf dem Mars zusammenlaufen und Dutzende von geflügelten Landefahrzeugen einsetzen, die ausgewählte flache Mars-Ebenen verwenden würden, um mit Passagieren zu einer sicheren Landung zu rutschen. Im Moment veranschaulichen Elon und SpaceX die Landung von Drachenkapseln auf dem Mars, aber es wird eindeutig einen viel größeren Lander erfordern. Vielleicht wird es zukünftige Raptoren verwenden, um sanft zu landen, oder möglicherweise geflügelte Lander wie Von Brauns einsetzen, nachdem Roboter-Erdbewegungsmaschinen auf dem Mars zehn oder zwanzig Meilen lange Landebahnen gebaut haben.

Wir warten ab, was als nächstes für Elon Musks SpaceX-Vision, seine SpaceX-Odyssee, kommt. Für Elon Musk und seine Crew gibt es keine „Frauen“ – Penelope und Familien warten auf ihre Ankunft auf dem Mars. Ihre Mission ist mehr als eine fünfjährige Reise wie Star Trek. Die Reise zum Mars wird die üblichen 7 Monate einer Hohmann-Transferbahn dauern, aber die Mission wird wirklich in Jahrzehnten gemessen. Kurzfristig ist Falcon 9 bereit, Anfang Februar erneut zu starten, und wird erneut versuchen, sanft auf einem Lastkahn auf See zu landen. Und später, hoffentlich im Jahr 2015, wird der Falcon Heavy seinen Jungfernflug von Cape Canaverals umgebauter Startrampe 39A machen, wo der Saturn V Apollo 11 zum Mond hob und die ersten, letzten und vielen Space Shuttles gestartet wurden.

Verweise:

Herzlichen Glückwunsch an meine Schwester Sylvia, die während der Apollo-Ära Plakate, Literatur und Interesse von North American-Rockwell in Downey mit nach Hause gebracht und mein Interesse geweckt hat.

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