Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Waco Tribune, NASASpaceFlight. Vertont von Peter Rittinger.

Die Erststufe der Falcon 9 wurde in einigen wesentlichen Punkten verändert. So werden hier schubstärkere Triebwerke des Typs Merlin 1D verwendet und dies obendrein in leicht veränderter Anordnung. Die 9 Triebwerke bilden nun kein 3-mal-3-Quadrat mehr, sondern die 8 äußeren Triebwerke sind am Rand der zylindrischen Stufenhülle in achteckiger Anordnung montiert. Zudem wurden Stufe und Tanks verlängert, so dass die Stufe mehr Treibstoff verbrennt und dies auch über eine längere Zeit, was die Nutzlast erheblich vergrößert.

Tests der Triebwerke fanden seit 2010 statt und konnten im März dieses Jahres abgeschlossen werden. Erprobungen der gesamten ersten Stufe fanden in unterschiedlicher Länge seit dem 31. Mai statt. Bei den ersten 4 Tests schaltete ein Computer allerdings immer die Triebwerke vor Ablauf der gesamten Brenndauer einer Erststufe ab. Über den fünften Test liegen nun kaum Angaben vor, offizielle im Prinzip gar nicht. Bestätigt wurde, dass ein fünfter Test stattgefunden hat und dass mit dessen Abschluss die Testziele erreicht wurden.

Die benutzten Triebwerke werden nun ausgebaut und überprüft. Sie werden zudem durch die für den ersten Einsatz der Rakete vorgesehenen ersetzt und die Stufe zum vorgesehenen Startplatz Vandenberg transportiert. Hier wird die erste Stufe wie auch zuvor die anderen Muster der Falcon 9 kurz getestet und anschließend Zweitstufe und Nutzlast aufgesetzt. Dann soll die Rakete den kanadischen Forschungs- und Kommunikationssatelliten Cassiope 1 sowie eine Gruppe von Cubesats in eine Erdumlaufbahn bringen. Dies könnte frühestens im August geschehen.

Space Exploration Technologies, kurz SpaceX, hat vor allem aufgrund eines niedrigen Startpreises gut gefüllte Auftragsbücher. Bisher konnten bis auf 3 erfolgreiche Flüge von Dragon-Raumschiffen zur Internationalen Raumstation allerdings kaum Nutzlasten in Orbits transportiert werden, da man des Öfteren umdisponierte. Zunächst musste man mit der Falcon 1 einige empfindliche Rückschläge einstecken, danach wurde die Falcon 9 größeren Veränderungen unterzogen. Diese bewirken allerdings eine größere Nutzlastkapazität und die Möglichkeit einer Wiederverwendung der ersten Stufe. Dies würde bei Erfolg die Preise für Weltraumstarts deutlich senken und gilt als innovativ. Kunden warten derweil allerdings darauf, dass endlich ihre Satelliten in die entsprechenden Bahnen transportiert werden.

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• SpaceX-Thema ab Juni 2013
• Falcon-9-Jungfernflug mit Cassiope
• Falcon 9

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceX.

Dabei erreichte er eine Höhe von etwa 40 Metern über dem Boden des Testgeländes in McGregor (USA). Dabei befand sich Grasshopper etwa 10 s im langsamen Steigflug, hielt anschließend die Höhe für etwa 8 Sekunden und setzte weitere 10 s später wieder auf.

Grasshopper besteht aus einer in Größe und Form korrekten Erststufenattrappe der Falcon-9-Trägerrakete, welche mit einer komplexen Steuerung, einem Merlin-1D-Triebwerk und einer entsprechenden Menge Treibstoff ausgestattet ist. Außerdem umgibt die Erststufe ein Stahlgerüst, an dem vier Landebeine mit Stoßdämpfern angebracht sind.

SpaceX verfolgt mit ihren Tests das Ziel, wertvolle Teile von Trägerraketen wieder zu verwenden. Dies könne nach Aussage des Firmengründers Elon Musk die Kosten eines Raumfluges drastisch senken. Erster Schritt wäre die Wiederverwendbarkeit der ersten Stufe. In dieser verbleibt nach dem Abtrennen der zweiten Stufe ein gewisser Treibstoffrest. Die Stufe stürzt gesteuert zurück in Richtung Erdboden, in einer bestimmten Höhe wird dann aber das mittlere Triebwerk erneut gezündet, bremst die Stufe ab und führt sie schließlich zu einer präzisen Landung auf den am Rumpf angebrachten Beinen.

Die gleiche Wiederverwendbarkeit strebt SpaceX auch für Nutzlast und Oberstufe an. Wie auf der Internetseite der Firma zu lesen ist, sollen die Tests auch in den nächsten Monaten fortgesetzt werden. Im September erreichte Grasshopper 1,8 Meter Flughöhe, im November waren es 5,4 Meter.

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• Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie
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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Spaceflight Now, Wikipedia, SpaceX, Raumcon.

Der fünfeinhalbminütige Test erfolgte in einem Teststand auf dem Firmengelände von SpaceX in McGregor und verlief erfolgreich. Die Stufe soll nun in den nächsten Tagen nach Cape Canaveral transportiert werden. Hier befinden sich bereits die anderen Komponenten der Rakete: die Erststufe, deren Triebwerkstests bis Oktober 2009 abgeschlossen waren, und die Nutzlast.

Beim ersten Flug wird diese Nutzlast nur äußerlich der geplanten Dragon-Kapsel entsprechen, aber weder über ein Antriebssystem noch über Steuerungselektronik verfügen. Vorgesehen ist eine Bahn in einer Höhe von etwa 250 Kilometern, aus der heraus die Kapsel relativ schnell wieder in dichtere Schichten der Erdatmosphäre gelangen wird. Zuvor werden allerdings per Funk verschiedene Messwerte zum Boden übermittelt, vor allem über das Vibrationsverhalten beim Start.

Der Erstflug der zweistufigen Falcon 9 ist nun für März oder April zu erwarten. Zwar hat SpaceX eine Reservierung von Bodeneinrichtungen und Empfangsstationen für den 9. Februar, man wird diesen Termin aber nicht halten können und wollen. Alle Bodeneinrichtungen, wie Betankungsanlagen, Schalldämpfungssystem sowie Montage- und Aufrichtungsanlagen waren zuvor bereits getestet worden.

Bleibt zu hoffen, dass der Erststart der Falcon 9 nicht ebenso im mehrfachen Desaster endet wie beim Vorgänger Falcon 1 und die Versprechungen bezüglich Sicherheit, Nutzlast und Preis wenigstens größenordnungsmäßig im Rahmen der Ankündigungen bleiben.

Raumcon:

• Falcon 9 mit Dragon Qualifikationseinheit (ab 5. Januar)
• SpaceX-Thread (seit 2005)

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: FlightGlobal.

Dazu absolvierte das Triebwerk insgesamt 42 Betriebszyklen mit mehr als 4.600 Schub-Impulsen in einer evakuierten Testkammer. Die Gesamtbetriebsdauer des Triebwerkes summierte sich auf insgesamt 50 Minuten. Der Test von Triebwerk und Tank fand in der firmeneigenen Testeinrichtung in McGregor (USA) statt.
Die Draco-Triebwerke sind dafür vorgesehen, ein zunächst unbemanntes Frachtraumschiff nach dem Abtrennen von der Trägerrakete zur ISS zu steuern. Dazu sind mehrfach Korrekturmanöver erforderlich. Das Triebwerk verfügt über eine Schubkraft von etwa 400 N.

Das Dragon-Raumschiff soll bereits in diesem Jahr seinen ersten Testflug absolvieren. Trägerrakete dafür ist die bisher ebenfalls noch nicht eingesetzte Falcon 9, Startort Cape Canaveral. SpaceX hatte sich zuvor am COTS-Wettbewerb der NASA (Commercial Orbital Transportation Services) beteiligt und erhält als einer der beiden Sieger bei Erreichen bestimmter Zielvorgaben vorher vereinbarte Mittel. Ziel ist die Durchführung von 12 Versorgungsflügen für die Internationale Raumstation ISS.

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Quelle: SpaceX.

Der Brennversuch soll über die gesamte Brennzeit einer künftigen zweiten Stufe der Falcon-9-Rakete angedauert haben. Während der sechsminütigen Brenndauer habe das Merlin-Triebwerk rund 45 Tonnen Treibstoffe, Kerosin und Sauerstoff, verbraucht, und dabei für US-amerikanische kohlenwasserstoffverbrennende Triebwerke einen Rekord-ISP erreicht.

Der hinsichtlich des „Vakuums“ im Weltraum auf dem Testgelände von SpaceX in McGregor, Texas, erzielte Äquivalentschub habe etwa 411 Kilonewton betragen, das Triebwerk sei über die gesamte Versuchsdauer stabil zu betreiben gewesen.

Im Vergleich zum zuletzt in der ersten Stufe der Falcon-1-Rakete verwendeten Merlin-1C-Triebwerk bekommt das Merlin-Triebwerk für Vakuumbedingungen eine deutlich verlängerte Ausströmdüse. Die Brennkammer ist regenerativ gekühlt, die Ausströmdüse erfährt im Betrieb Strahlungskühlung.

In der zweiten Stufe einer Falcon-9-Rakete soll der Merlin-Motor für den Einschuss der transportierten Nutzlast in den erforderlichen Orbit sorgen. Dafür ist er mit einem redundanten Zündsystem ausgestattet, das mehrfache Zündungen der Stufe erlauben soll.

Das exakte Ansteuern einer Umlaufbahn werde auch durch die Drosselbarkeit des Triebwerks unterstützt. Im gerade abgeschlossenen Versuch habe man eine Reduzierung auf 75 Prozent des Maximalschubs demonstriert, in kommenden Versuchen wolle man bis auf 60 Prozent des Maximalschubs heruntergehen.

Der Jungfernflug der Falcon-9-Rakete soll nach bisherigen Planungen später im Jahr 2009 stattfinden. Mit Falcon-9-Raketen und Dragon-Kapseln will SpaceX bei der Versorgung der internationalen Raumstation (ISS) helfen, wenn die Flotte der US-amerikanischen Spaceshuttle stillgelegt ist.

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Quelle: SpaceX, kxxv.com .

Der während des Versuches erzeugte Lärm veranlasste eine Anzahl von besorgten Anwohnern des Testgeländes, mit den örtlichen Behörden Kontakt aufzunehmen. Ein Fernsehnetzbetreiber aus Texas sprach auf seiner Website sogar von einer Explosion, und davon, dass der Test sicher nicht so abgelaufen sei wie vorgesehen. Die Öffentlichkeit war zwar über den bevorstehenden Test informiert worden, teilweise wurde man von den Auswirkungen des Versuchs aber dennoch überrascht. Künftige Tests sollen in erweitertem Umkreis angekündigt werden.

SpaceX meldete am 23. November 2008, dass der Triebwerkstest nach 178 Sekunden, also nach knapp drei Minuten, erfolgreich abgeschlossen wurde. Zwei der Triebwerke wurden wie vorgesehen etwas früher, nämlich nach 160 Sekunden, stillgelegt, ohne das Gesamtsystem in seiner Funktion zu beeinträchtigen. Das frühere Abschalten von zwei Triebwerken wird möglicherweise auch bei den Flügen der Falcon 9 vorgenommen werden, um in der betreffenden Flugphase die Beschleunigung gegenüber dem Flug mit neun laufenden Motoren etwas zurückzunehmen. Während des Testlaufes erzeugten die neun Triebwerke zusammen maximal 855.000 Pfund Schub, das sind umgerechnet etwas über 3.800 Kilonewton. Im Verlauf des Versuchs wurden über 226 Tonnen Treibstoff, Kerosin und flüssiger Sauerstoff, verbraucht.

Der Jungfernflug der Falcon 9 soll nach derzeitigem Planungsstand 2009 von Cape Canaveral in Florida aus erfolgen. In den kommenden Monaten will man eine Falcon-9-Rakete auf der Startrampe SLC-40 (Space Launch Complex Nr. 40) für den Flug vorbereiten. Im September 2008 hatte SpaceX mitgeteilt, man habe von der US Airforce eine Betriebsgenehmigung für die kommerzielle Nutzung der Startrampe SLC 40 in Cape Canaveral erhalten. Verträge mit der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA sehen derzeit drei Flüge des Falcon-9-Trägers mit einem Dragon-Raumschiff als Nutzlast vor. Höhepunkt soll dabei der Transport des ebenfalls von SpaceX gebauten Dragon-Raumschiffes mit Rückkehrkapsel zur internationalen Raumstation ISS sein. Das Raumschiff soll an der ISS andocken, später soll die Kapsel nach der Abkopplung von der ISS und der Abtrennung eines nicht unter Druck stehenden Moduls zur Erde zurückkehren.

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