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Electron Rakete erstmals erfolgreich gestartet

Die Electron Rakete ist im zweiten Versuch zum ersten Mal erfolgreich gestartet. Dabei brachte sie 3 kleine Satelliten von 2 Kunden in eine niedrige Erdumlaufbahn.

Der Start der Electron Rakete in Neuseeland

Der Start der Electron Rakete in Neuseeland            Quelle: Twitter/RocketLab

Der Erfolg jetzt ist der zweite Testflug der Electron Rakete. Beim ersten Mal erreichte die Rakete eine Höhe von 224 Km aber keinen Orbit. Dabei fiel die Komunikation nach der Stufentrennung aus und die Rakete schaltete sich ab. Dieses Problem wurde behoben und so klappte jetzt alles beim Zweiten Versuch.

Rocket Lab baut die Electron Rakete in den USA und startet sie dann in Neuseeland. Dabei soll die Rakete in hoher Stückzahl gebaut werden um wöchentliche Starts zu ermöglichen. Beim der Herstellung der Rutherford Triebwerke werden große Teile des Triebwerks im Metall 3D Drucker gefertigt. Das soll Kosten senken und die Herstellungszeit Verkürzen.

Rutherford Triebwerke

Rutherford Triebwerke für den 4. Flug sind bereits Fertig Quelle: Twitter/RocketLab

Die Triebwerke für den 4. Flug sind bereits fertig. Diese sollen einn Mondrover von Moon Express zum Mond bringen. Damit will Moon Express den Google Lunar X Preis Gewinnen.

Davor soll der 3. Flug eine Reihe von Cubesats starten. Für solche Missionen wird die Electron Rakete vermutlich am häufigsten eingesetzt werden.

 

NASA testet Triebwerk mit 3D gedruckter Komponente

Die NASA hat in zusammenarbeite mit Aerojet Rocketdyne ein RS-25 Raketentriebwerk getestet. Das RS-25 Raketentriebwerk hat bereits die Space Shuttles in den Weltraum befördert und soll jetzt auch den neuen Großträger SLS antreiben. Da es heutzutage neue und fortschrittlichere Fertigungsmethoden, als in den 80zigern Jahren gibt, hat die NASA ein Programm gestartet um die Kosten zu senken.  Dabei wurde jetzt erstmals eine größere 3 D gedruckte Komponente eingesetzt, der Pogo Accumulator. Diese Hardwarekomponente, der sogenannte Pogo Accumulator, sorgt während des Fluges dafür, dass keine größeren Schwingungen aufbauen. Vereinfacht gesagt wirkt es wie ein Stoßdämpfer.

Das RS-25 ist ein großes Triebwerk für das SLS

Das RS-25 ist ein großes Triebwerk welches bereits beim Space Shuttle eingesetzt wurde Quelle: NASA

Bei der Herstellung im 3D Druckverfahren konnten 35 % der Kosten und 80 % der Produktionszeit eingespart werden. Zusätzlich fallen jetzt über 100 Schweißnähte weg welche in der Vergangenheit oftmals zu Verzögerungen und Nachbesserungen geführt haben.

In Zukunft sollen noch weitere Komponenten aus dem 3D Drucker in dieses Triebwerk integriert werden und so über 700 Schweißnähte überflüssig werden. So will die NASA die Kosten des Triebwerks, die einen großen Teil der kompletten Trägerrakete SLS ausmachen weiter senken und gleichzeitig Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit mindestens auf dem aktuellen Niveau halten oder sogar erhöhen.

Andere private Raumfahrtfirmen wie Rocket Lab, bei ihrer Electron Rakete, stellen bereits alle Hauptkomponenten ihrer Triebwerke im 3 D Druckverfahren her. Sie verwenden jedoch deutlich kleinere Triebwerke. Dabei konnten sie schon zeigen das 3D gedruckte Triebwerke funktionieren und das sie Geld und Produktionszeit einsparen. Daher ist es schön zu sehen, dass diese Technologie jetzt auch bei größeren Triebwerken eingesetzt werden kann.

Rocket Lab bereitet zweiten Electron Raketenstart vor

Nachdem der erste Startversuch der Electron Rakete im Mai 2017 noch scheiterte, weil damals die Funkverbindung abbrach, will das Team von Rocket Lab es jetzt, ein halbes Jahr später, noch einmal Versuchen. Damals erreichte die Rakete eine Flughöhe von 224 km. Der Grund für den Ausfall wird bei einem falsch programmierten Steuergerät Vermutet.

Der Startplatz von Rocket Lab liegt auf Neuseeland

Der Startplatz von Rocket Lab liegt auf Neuseeland Quelle: Rocket Lab Twitter

Für den nächsten Start, der im Dezember geplant ist, ist die Rakete bereits am Startgelände auf der Mahia Halbinsel, in Neuseeland eingetroffen. Dieses mal schätzt Rocket Lab die Erfolgswahrscheinlichkeit höher ein. Deshalb werden hier auch erstmals Satellit auf der Electron Rakete gestartet.

Cubesat im Erdorbit

Ein Cubesat im Erdorbit Quelle: Cubesat.org

Nutzlast werden 2 dreifache Cubesats von Planet Labs und 2 dreifache Cubesats von Spire. Die Satelliten sind jeweils 30 cm lang 10 cm breit und 10 cm hoch. Dabei wiegen sie höchstens 4 kg. Die Cubesats von Planet Labs sind Satelliten zur Erdbeobachtung. Von diesen Satelliten hat Planet Labs bereits über 150 gestartet. Spiere setzt mit seinen Cubesats auf Telekommunikation. Damit werden zum Beispiel Schiffsrouten überwacht. Hier befinden sich auch schon einige Satelliten im Erdorbit.

Rocketlab bedient damit bereits zwei wichtige Cubesats Flotten Betreiber mit ihrem Nächsten Start. Wenn der Start gelinge wäre es die erste erfolgreiche Einführung einer Trägerrakete in diesem Nutzlastsegment die Privatwirtschaftlich entwickelt wurde.

Update: Der Nächste Start soll jetzt in einem 10 Tage andauernden Startfenster erfolgen, welches sich am 8. Dezember öffnet.

Electron Rakete erster Teststart erfolgt

Heute am 25. Mai 2017 hat Rocket Lab aus Neuseeland zum ersten Mal die Electron Rakete von ihrem privaten Startplatz, von der Mahia Halbinsel, auf der Südinsel Neuseelands in den Weltraum geschickt. Ein Orbit wurde jedoch nicht erreicht. Die Electron Rakete, ist mit 150 kg Nutzlast die kleinste Rakete, die am kommerziellen Trägermarkt derzeit verfügbar ist. Noch kleinere Raketen sind zwar geplant, existieren derzeit aber nur auf dem Papier.

Electron Rakete mit CEO Peter Beck

Electron Rakete mit CEO Peter Beck Quelle: Rocket Lab. Ltd.

Der heutige Teststart, trug noch keine Nutzlast in den Weltraum. Passend dazu verwendete Rocket Lab auf Twitter wo “live” gepostet wurde den Hashtag #Itsatest.

Die Electron Rakete startete, warf die erste Stufe ab und zündete kurz darauf die zweite Stufe. Danach wurde noch die Nutzlastverkleidung abgetrennt. Nachdem eine Höhe von 224 km erreicht wurde ging die Kommunikation mit der Rakete verloren. Dieses Kommunikationsproblem sorgte dafür, dass die Electron Rakete sich aus Sicherheitsgründen selbst zerstörte.

Die Electron Rakete: Ein Sieg der Microlauncher in der Raumfahrt

Die Electron Rakete, ist eine Rakete, für eine Nutzlast von 150 Kg in einen etwa 500 Km hohen, niedriegen Erdorbit. Die Rakete wird in Kalifornien von Rocket Lab gebaut und soll von der Mahia Halbinsel in Neuseeland starten. Später ist eventuell noch eine zweite Startrampe in den USA, am Spaceport Amerika geplant. Diese Nutzlastklasse, wird derzeit noch von keiner, auf dem Kommerziell Markt, verfügbaren Rakete angeboten. Wofür braucht Rocket Lab dann die Electron Rakete? Wer soll sie kaufen und wofür?

Von der Mahia Halbinsel soll die Electron Rakete Starten

Mahia launch Site, hier soll die Electron Rakete starten. Quelle: Rocket Lab Ltd.

Wie sieht der Markt für die Electron Rakete aus?

Die Electron Rakete soll mehrere kleine Satelliten mit einem Gewicht von einigen Kilogramm in den Niedrigen Erdorbit transportieren oder einem Satelliten bis 150 Kg. Diese Satelliten werden derzeit noch bei großen Satelliten, als sogenannte Sekundäre Nutzlast mitgenommen. Der Markt wächst derzeit schnell und schon bald reichen die Sekundären Startplätze der Satelliten nicht mehr aus.

Electron Rakete mit CEO Peter Beck

Electron Rakete mit Sicht auf die Triebwerke und CEO Peter Beck Quelle: Rocket Lab

Gibt es weitere Vorteile der kleineren Electron Rakete?

Heute fliegen kleine Satelliten häufig als Sekundäre Nutzlast. Das heißt der Betreiber der kleinen Satelliten kann sich den Orbit nicht aussuchen, sondern muss auswählen, aus dem was angeboten wird. Rocket Lab will jetzt Bahnen anfliegen die von den kleinen Satelliten häufig genutzt werden sollen. So kann die Electron Rakete den Orbit ganz nach der Vorstellung der Kleinsatelliten Betreiber auswählen und so Optimale Betriebsparameter bieten.

Was ist an den Triebwerken der Electron Rakete besonders?

Die Electron Rakete ist keine Rakete wie jede andere. Ihre 9 Rutherford Triebwerke besitzen elektrische Treibstoffpumpen. Dafür besitzen sie jeweils eine 16 Kg schwere Batterie. Dadurch besitzen die Triebwerke einen sehr guten Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil ist die Einfachheit von einem elektrischen Pumpensystem im Vergleich zu einem System wo ein Teil des Treibstoffs Verbrannt wird. Es gibt aber auch Nachteile. Wegen der schweren Batterie führt die Bauweise zu einem schlechten Schub zu Masse Verhältnis. In der Oberstufe wird ein Rutherford Triebwerk eingesetzt. Da das Triebwerk länger läuft wiegt die Batterie etwa 40 Kg. Ein Großteil der für das Triebwerk benötigtem Komponenten entsteht in einem 3D Drucker. Dadurch werden Kosten gespart.

Was ist an der Electron Rakete sonst noch außergewönlich?

Die Electron Rakete ist einer, der Erste Träger, der Tanks aus Faserverbundwerkstoffen einsetzt. Dies bedeutet eine weitere Gewichtsreduktion im Vergleich zu konvetionell gefertigten Tanks, aus zum Beispiel Aluminium. Dadurch kann die Electron Rakete, im Vergleich zu einem konventionellen Träger, mit gleicher Nutzlast kleiner gebaut werden, oder bei gleicher Größe, mehr Nutzlast in den Weltraum Transportieren.

Electron: Private Raumfahrt aus Neuseeland

Die Electron Rakete ist ein Produkt der Raumfahrtfirma Rocket Lab Ltd. Dieser Kleinträger soll eine kleine Nutzlast von 150 kg auf einen 500 km hohen sonnensyncronen Orbit befördern können. Der Träger wiegt beim Start 10500 Kg, ist 12 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 1,2 Meter. Ein Start der Electron Rakete kostet 4,9 Millionen US-Dollar. Die Electron Rakete soll jedoch auch Cubesats Starten. Der Start eines 1U Cubesat kostet 77.000 US-Dollar. Ein Start für einem 3U Cubesat soll 240.000 US-Dollar Kosten.

Die Electron Rakete wird in der ersten Stufe 9 Rutherford Raketentriebwerke einsetzen. Diese Triebwerke erzeugen jeweils 18 kN Schub beim Start. Die erste Stufe erzeugt 172 kN Schub beim Start. Dadurch hat sie schon beim Start ein Schub zu Gewicht Verhältnis von etwa 1,5. Also gehört sie zu den am stärksten beschleunigenden Raketen, beim Start, die mit flüssigen Treibstoff arbeiten.

Die zweite Stufe setzt ein für die Bedingungen im Vakuum optimierte Version des Rutherford Raketentriebwerk ein. Dabei wurde die Düse Verlängert. Diese Vakuum Version des Triebwerks produziert einen Schub von 22 kN. Dieses Verhältnis von 9 Triebwerken in der ersten Stufe, sowie ein Triebwerk in der zweiten Stufe gibt es bereits, bei der Falcon 9 von SpaceX. Die Triebwerke werden mit flüssigen Sauerstoff, sowie mit RP-1 betrieben. RP-1 steht für Rocket Propellant 1 und ist  ein kerosinähnliches Treibstoffgemisch, das in den USA entwickelt wurde. Das Triebwerk wurde nach dem Neu Neuseeländischen Wissenschaftler Ernest Rutherford. Das Triebwerk hat die Besonderheit, dass die Treibstoffpumpen elektrisch angetrieben werden. Für jede der beiden Treibstoffkomponenten gibt es jeweils ein Elektrisches Pumpensystem. Diese Pumpen arbeiten mit 40.000 Umdrehungen pro Minute, bei 37 kW Leistung.

Mahia launch site Quelle: Rocket Lab Ltd.

Die ersten Start soll von Mahia von der Südinsel Neuseelands durchgeführt werden. Später ist auch eine Startrampe in den USA, in Florida geplant. Die Startrampe ist grundsätzlich bereit, für einen Start alle drei Tage.

Rocket Lab möchte eine Startrate von einem Start pro Woche oder mehr erreichen. Die wichtigsten Teile der Triebwerke werden im 3D-Druck Verfahren hergestellt. Dazu gehören die Brennkammer, die Treibstoffeinspritzung, die Treibstoffpumpen und die Hauptventile zur Steuerung des Treibstoffflusses. Dabei wird Metall Schicht für Schicht als Pulver aufgetragen und mit einem Laser zu einem Massiven Objekt verschmolzen.  Dies soll zusammen mit der Massenproduktion des Trägers, die Kosten niedrig halten. Der Erststart der Electron Rakete ist derzeit für den 28. Februar 2017 geplant.