Raptor, so heißt das neue Raketentriebwerk von SpaceX das die große Marsrakete antreiben soll. Dabei soll das Triebwerk einen Schub von 1700 kN auf Meereshöhe und 1900 kN im Vakuum liefern. Zum Vergleich, das Merlin Triebwerk, welches in der Falcon 9 eingesetzt wird, kann maximal 756 kN Bodenschub bereitstellen.
Raptor Raketentriebwer beim Test Quelle: Elon Musk, Twitter
Das Raptor Triebwerk wurde bereits mehrfach im Stennis Space Center in Hancock County, Mississippi, getestet. Dabei lief es bereits 100 Sekunden lang. Bereits seit Mai 2014 werden Komponenten für das Triebwerk getestet. Bei der geplanten Marslandung wird es etwa 40 Sekunden zum Einsatz kommen.
Außerdem will SpaceX in der neuen Startstufe nicht, wie bei der Falcon 9 Triebwerke, sondern 31 Raptor Triebwerke einsetzen. Damit hat die geplante Rakete einen Startschub, der knapp 8 mal so groß ist wie bei der Falcon 9. Dies ermöglicht den Transport deutlich größerer Nutzlasten in den Orbit, und zum Mars.
Das neue Raptor Triebwerk kann jedoch noch mehr. Es ist nicht nur stärker als das Merlin, sondern auch effizienter und sauberer. Durch die Nutzung von Methan anstatt Kerosin, verlässt der Treibstoff das Triebwerk mit einer größeren Geschwindigkeit. Dadurch wird dass Raketentriebwerk effizienter.
Außerdem ist die Verbrennung von Methan im modernen Raptor Triebwerk sauberer, da fast kein Ruß entsteht. Ablagerungen von Ruß sind ein großes Problem bei der Wiederverwendung in der Raumfahrt und sorgt dafür, dass die Falcon 9 lediglich 5 mal wiederverwendet werden kann. SpaceX setzt hier darauf das Triebwerk hunderte bis tausende Male einsetzbar ist. Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften wenn SpaceX die Rakete in Zukunft hunderte male, ohne große Wartungsarbeiten, wiederverwenden will.
Ein weiterer Vorteil des Treibstoffes Methan ist, dass dieser auch auf dem Mars gewonnen werden kann. Hierzu wird lediglich Co² aus der Atmosphäre und Wasser gebraucht. Dann könnte SpaceX ihn auf dem Mars durch den Sabatier Prozess herstellen. Dieses Verfahren wird bereits auf der Erde in größeren Maßstab angewandt und ist gut bekannt. Eine Anwendung auf dem Mars benötigt nur entsprechend große Mengen Wasser. Die Wassergewinnung auf dem Mars wäre höchstwahrscheinlich möglich ist jedoch nie getestet worden.
Funktionsprinzip der Methanisierung Quelle: wikimedia
Durch eine lokale Herstellung des Treibstoffs, für das Raptor Triebwerk, brauch für den Rückflug kein Treibstoff mitgebracht werden. Dadurch wird das ganze System, wovon das Raptor Triebwerk nur ein Teil ist deutlich effizienter und kostengünstiger.