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Geschichte
 Start der zweiten Falcon 9. An Bord die erste voll funktionsfähige Dragon-Kapsel.
(Bild: NASA)
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Die Geschichte der Falcon 9 begann, als SpaceX 2005 verkündete, eine neue Rakete auf Basis der bisherigen Falcon 1 zu bauen. Diese sollte in ihrer Nutzlast mit den "traditionellen" US-Trägern, der Delta IV und der Atlas V, konkurrieren können, dabei aber nur ein Bruchteil an Startkosten im Gegensatz zu den beiden Trägern aufweisen.
Für den Bau der neuen Rakete nutzte man zum Teil Komponenten der kleineren Falcon 1, nutzte sie aber in größeren Stückzahlen oder vergrößerte sie, um möglichst günstig arbeiten zu können. Der Name Falcon 9 leitet sich von ihren neun Erststufentriebwerken ab, die eine gesteigerte Leistung haben. Andere Komponente, wie das Zweitstufentriebwerk, wurden aus anderen Komponenten (hier aus dem Erststufentriebwerk) heraus entwickelt.
Wie bei ihrem Vorgänger, der Falcon 1, ist eine Besonderheit, dass die erste Stufe konzipiert ist, nach dem Ausbrennen an Fallschirmen (ähnlich den SRBs des Space Shuttles) im Meer landet und dann gewartet und für einen neuen Start vorbereitet wird.
Nachdem SpaceX den COTS-Wettbewerb gemeinsam mit Orbital Space Company zur kommerziellen Versorgung der ISS gewonnen haben, brauchte man eine Trägerrakete für die Dragon-Kapsel. Diese fand man schnell in der sich schon in Entwicklung befindlichen Falcon 9, die die Kapsel zur ISS bringen soll.
Technik
Die Falcon 9 besteht aus zwei Stufen:
- Die erste Stufe ist eigentlich eine vergrößere Erststufe der Falcon 1. Sie ist 31,4 m lang und hat einen Durchmesser von 3,7 m. Die neun Merlin 1C-Triebwerke der Stufe, eine Eigenentwicklung von SpaceX, insgesamt einen Schub von 3.798 kN, wobei jedes Triebwerk einen Schub von 422 kN beiträgt. Als Treibstoff nutzt man den altbewährten Treibstoffmix aus LOX(flüssiger Sauerstoff) als Oxidator sowie RP-1 (Kerosin) als Treibstoff. Eine Besonderheit ist das Landesystem an der Spitze der Stufe. Dieses besteht aus drei Fallschirmen, die die Stufe abbremsen, bevor sie im Meerwasser landen, bremsen. Danach kann sie geborgen, in Stand gesetzt und für den nächsten Start vorbereitet werden.
- Die zweite Stufe ist eine verkürzte Version der Erststufe, wodurch beide Stufen auf den gleichen Anlagen hergestellt werden können. Sie ist nur 12 m lang, hat einen Durchmesser von 3,7 m und wiegt voll betankt 42 t. Das einzelne an den Vakuumbetrieb angepasste Merlin-Triebwerk hat einen Schub von 556 kN. Die Anpassungen bertreffen vor allem eine verlängerte Düse für das Triebwerk, um im All effizienter zu arbeiten. Wie bei der Erststufe nutzt man als Treibstoffe LOX und RP-1.
- Es gibt darüber hinaus Pläne für eine Zweitstufe, die Raptor, die nach dem Einsatz auch wieder auf die Erde zurückkehren kann. Diese Stufe soll auf Basis der Falcon 9-Zweitstufe entstehen, wobei man die Stufe aber auch mit einer Treibstoffreserve für das Bremsmanöver sowie einem Hitzeschild versehen muss, um den Wiedereintritt in die Atmosphäre zu überstehen sowie ein Fallschirm-System zur sicheren Landung.
Starts
Die Hauptnutzlastz der Falcon 9: die Dragon-Kapsel. (Bild: SpaceX)
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Bisher (Stand: Juli 2011) gab es zwei Starts der Falcon 9: der Jungfernflug der Rakete fand am 4. Juni 2010 mit einem Modell der Dragon- Kapsel, der Dragon Qualification Unit (Dragon Qualifikationseinheit) statt. Der Start schien zunächst ein Erfolg zu sein, doch war die erreichte Umlaufbahn niedriger als erwartet. Dies lag an einer Minderleistung der Zweitstufe.
Der Zweitstart fand am 8. Dezember 2011 statt. Diesmal war es die erste Mission mit einer (zum Teil) funktionsfähigen Dragon-Kapsel sowie der erste Start für das COTS-Programm. Die Dragon C1 umkreiste nach dem Start fünf Stunden die Erde und landete schließlich westlich von Mexiko im Pazifik. Die Landung der Dragon-Kapsel war sowohl die erste Wasserung seit dem Ende des Apollo-Programms bzw. die Wasserung der ASTP-Kapsel 1975 (Das Space Shuttle landete ausschließlich in Cape Canaveral, Edwards und White Sands) sowie die erste Mission einer kommerziellen Raumkapsel.
Der Drittflug ist für September bzw. Oktober geplant. Zunächst wollte man zwei Missionen starten, bei der ersten sollte die Kapsel fünf Tage autonom im Orbit bleiben, ohne an die ISS anzukoppeln. Bei der nächsten Mission sollte die Kapsel an der ISS ankoppeln, ohne Fracht zu transportieren. Nach drei Tagen Missionsdauer soll die Kapsel wieder im Pazifik wassern. Nachdem der Erstflug der Dragon-Kapsel so erfolgreich verlief, will man diese beiden Missionen zusammenlegen. Diese Mission soll ein Testflug für den nächsten Flug sein, der der erste reguläre Versorgungsflug sein wird.
Später ist es auch geplant, kommerzielle Satelliten zu starten. Bekannte geplante Nutzlasten sind sowohl die Raumstationsmodule vom Typ Sundancer sowie BA 330 des Luft- und Raumfahrtunternehmens Bigelow Aerospace für die geplante kommerzielle Raumstation CSS, Lander für den Google Lunar X-Price, das Dragon-Lab, eine Dragon-Kapsel, dass als Plattform für Experimente im Weltraum genutzt wird, ähnlich den russischen auf Wostok-Technik basierenden Foton-Satelliten, sowie auch die Satelliten der neuen Iridium-Kommunikationssatellitenkonstellation, Iridium-NEXT.
Die Falcon 9 startet von Cape Canaveral aus, genauer gesagt von der Startplattform LC-40 nur unweit des Kennedy Space Center, dem Startplatz der Saturn und des Space Shuttles. Zunächst wurde sie, wie ihr Schwesterstartplatz LC-41, als Startplatz für die Titan 3 / 4 gebaut. Nachdem die Titan außer Dienst gestellt wurde, wurden die zwei Startrampen umgebaut. LC-41 wurde für die Atlas V umgebaut, während LC-40 für die Falcon 9 umfunktioniert wurde. Die Rampe ist so einfach wie möglich gehalten, die Integration erfolgt in einem Vehicle Assembly Building horizontal zusammengebaut. Dies ist für US-Raketen, die normalerweise vertikal zusammengebaut werden, sehr ungewöhnlich, wohl aber nicht für russische Raketen.
Ausblick
Die Falcon 9 soll laut SpaceX noch eine große Zukunft haben. So soll die Erststufe verlängert sowie die Merlin-Triebwerke verbessert werden. Auch denkt man nach, die Dragon-Kapsel auch bemannt einzusetzen. Dafür muss die Rakete in Sachen Sicherheit verbessert werden, z.B. redundante Flugkontrollsysteme etc. Zudem soll die Kapsel ein Lauch Abort System, also ein Startabbruchsystem in Form einer Rettungsrakete auf der Kapsel, um die Crew bei einem Unfall schnell von der Rakete wegzukommen.
Darüber hinaus soll die Falcon 9 als Basis für eine Großrakete von SpaceX dienen soll, die so genannte Falcon Heavy. Die soll, ähnlich der Delta IV Heavy, der Atlas V Heavy oder der Angara 3 / 5, zwei Erststufen als Booster sowie eine Erststufe als Zentralstufe verwenden. Die Booster brennen zuerst aus und werden abgetrennt, während die Zentralstufe weiterbrennt. Sie soll so bis zu 25 t. in den LEO (erdnahen Orbit) bringen.
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Sie ist das Glanzstück von SpaceX und eine künftige Stütze für die Versorgung der ISS: Die Falcon 9 soll nicht nur das Raumschiff Dragon starten, sondern auch Satelliten ins All bringen.
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