Falcon 1

SpaceX stellt mit der Falcon 1 die erste vollständig unter privater Regie entwickelte Trägerrakete, die den Orbit erreichen kann.

Autor: Johannes Amann

Entwicklung

Mit der Gründung von SpaceX im Jahre 2002 begann die Entwicklung der Falcon 1 mit 30 Mitarbeitern. Da die meisten Teile von SpaceX selbst entwickelt wurden, vor allem die beiden Triebwerke der ersten und zweiten Stufe, wuchs die Anzahl der Mitarbeiter für diese Aufgaben bis ins Jahr 2005 schnell auf 130 an. Hauptmotivation für die Entwicklung dieses recht kleinen Trägers war weniger der Einsatz desselben, als vielmehr die Technologieerprobung für die größere Falcon 9, welche im Revier etablierter Trägerraketen wie Atlas 5 oder Delta IV wildern könnte.

Technik

Die Falcon 1 setzt sich aus 2 Stufen zusammen, welche beide Raketenkerosin (RP-1) als Treibstoff und flüssigen Sauerstoff (LOX) als Oxidator verwenden. Durch diese Treibstoffkombination verspricht man sich sowohl eine hohe Effizienz, welche in hoher Nutzlast resultiert, als auch eine relativ gute Handhabbarkeit, da man Kerosin im Gegensatz zu anderen Treibstoffen bei Raumtemperatur lagern kann. So erhofft man sich, den Preis für die Rakete niedrig zu halten. Außerdem plant man, die erste Stufe wiederzuverwenden. Dafür ist sie mit Fallschirmen ausgestattet, die eine sanfte Landung im Meer ermöglichen. Nach einer sanften Wasserung könnte man die Stufe mit Hilfe eines GPS-Senders orten, bergen, wiederaufbereiten und anschließend wieder starten. Bei den ersten fünf Flügen konnte allerdings noch keine Stufe erfolgreich geborgen werden. Dennoch will man dieses Konzept seitens SpaceX noch nicht aufgeben. Die zweite Stufe wird wie gewöhnlich nicht wiederverwendet.

Beim Start wiegt die Falcon 1 27,2 Tonnen. Ähnlich wie bei der Sojus wird die Rakete nach Zündung des Triebwerks noch am Boden gehalten. Erst wenn das sogenannte Merlin-1-Triebwerk seinen vollen Schub (345 kN) erreicht hat und ohne Anomalien arbeitet, wird die Rakete freigegeben und hebt ab. Nach ca. 169 s ist die erste Stufe ausgebrannt, ungefähr 5 Sekunden später sind die Stufen getrennt, und die zweite Stufe, welche von einem Kestrel-Triebwerk (31 kN Schub) angetrieben wird, zündet. Ungefähr 30 s nach der Zündung wird die Nutzlastverkleidung abgesprengt. Die zweite Stufe kann bis zu 552 s lang brennen, ist jedoch wiederzündbar, sodass sich diese Brenndauer aufteilen lässt, um eine kreisförmige Erdumlaufbahn zu ermöglichen.

Nach den ersten beiden erfolgreichen Starts 2008 und 2009 verkündete SpaceX, zukünftig nur noch eine stärkere Version, genannt Falcon 1e, anzubieten. Diese Version verwendet in der ersten Stufe das schubstärkere Merlin-1C-Triebwerk, sowie eine verlängerte erste Stufe, um dem höheren Treibstoffverbrauch dieses Triebwerks Rechnung zu tragen. Außerdem wird in der neueren Version eine leichtere und dennoch größere Nutzlastverkleidung (1,7 m statt 1,5 m) aus Verbundwerkstoffen eingesetzt. Mit diesen Maßnahmen will man die Nutzlast von 420 kg auf 1.100 kg in eine nahe Erdumlaufbahn steigern. Kritiker von SpaceX halten diese Nutzlastangaben allerdings für zu hoch. Der Startpreis einer Falcon 1e beträgt laut SpaceX derzeit (März 2011) ca. 10 Mio. Dollar.

Infrastruktur

Alle bisherigen Starts der Falcon 1 erfolgten vom Kwajalein-Atoll mitten im Pazifik, auf der Insel Omelek. Diese Insel wurde bereits früher vom amerikanischen Militär als Testbasis für ballistische Raketen und Abfangraketen verwendet, durch ihre abgelegene Lage besteht im Falle von Fehlstarts keine Gefahr auf Sach- oder Personenschaden. Die vorhandene Infrastruktur sowie die bereits in der Nähe gelegene Radarstation des US-Militärs bot sich natürlich ebenso zur Weiterverwendung durch SpaceX an. Dies und die Nähe zum Äquator, welche den Raketen eine höhere Nutzlast ermöglicht, bewogen SpaceX dazu, seine ersten Raketen von hier aus zu starten. Da in keiner Richtung bewohnte Gebiete nahe der Insel liegen, können Orbits mit jeder Inklination angeflogen werden.

Technischen Daten Falcon 1

Stufen	2
Höhe	21,3 m
Durchmesser	1,7 m
Startschub	347 kN
Startmasse	27.670 kg
Max. Nutzlast	450 kg (LEO)
Erster Start	24. März 2006
Treibstoff	Raketenkerosin/flüssiger Sauerstoff
Triebwerke	1. Stufe: 1 x Merlin 1; 2 Stufe: 1 x Kestrel

Technischen Daten Falcon 1e

Stufen	2
Höhe	24,7 m
Durchmesser	1,7 m
Startschub	512 kN
Startmasse	35.180 kg
Max. Nutzlast	1.050 kg (LEO)
Erster Start	vorraussichtlich 2011
Treibstoff	Raketenkerosin/flüssiger Sauerstoff
Triebwerke	1. Stufe: 1 x Merlin 1C; 2 Stufe: 1 x Kestrel