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Merlin SpaceX Raketen Triebwerk

Das Merlin Raketentriebwerk treibt die Falcon Raketen von SpaceX an. Dazu gehören die Falcon 1, die Falcon 9 und demnächst auch die Falcon Heavy. Als Treibstoff benutzen sie RP1, was eine Form von Kerosin ist, und Sauerstoff. Über die Zeit wurde das Triebwerk immer weiterentwickelt. Führ die Einspritzung des Raketentreibstoffs wählte man eine ältere Technologie, dem Pintel Injektor.

Pintle Injektor Einspritzer

RP-1 in Rot, Sauerstoff in Blau Quelle: Marianoberna

Dieses Verfahren wurde erstmals bei den Lande Triebwerk, des Apollo Lande Modul eingesetzt. SpaceX nutzt ein Schub Vektor Control System, zur Steuerung seiner Raketen. Dabei werden 3 Computer in jeder Steuer Einheit genutzt. Im Oktober 2014 baute SpaceX sein hundertstes Merlin 1D Triebwerk. Bis heute wurden 250 Merlin 1D Triebwerke gestartet. Dabei kam es zu keinem Versagen des Merlin 1D.

Eine Falcon 9 besitzt 9 Merlin Triebwerken in der ersten Stufe

Die erste Version das Merlin 1A, war ein Raketentriebwerk mit 340 kN Schub in Bodennähe, dass noch relative einfach aufgebaut wahr. Die Kühlung erfolgte Ablativ, dass heißt auf dem Triebwerk war eine Schicht aufgetragen, die bei einer hohen Temperatur verdampft, und das Triebwerk so kühlt. Die Turbopumpe drehte mit 20.000 Umdrehungen pro Minute. Das Triebwerk hatte noch ein höheres Gesamtgewicht von 760 Kg.
Dieses Triebwerk wurde bei den beiden ersten Flügen der Falcon 1 eingesetzt

Die zweite Version, das Merlin 1B war eine Weiterentwicklung des Merlin 1A. Es hatte eine Modifizierte Turbopumpe. Die Turbopumpe hatte eine gesteigerte Geschwindigkeit auf 22.000 Umdrehungen pro Minute. Dadurch besaß es einen gesteigerten Schub auf 380 kN in Bodenhöhe. Dieses Triebwerk wurde nie eingesetzt.

Die dritte Version, das Merlin 1C wurde erneut weiterentwickelt. Es benutzte keine Appellative, sondern stattdessen eine regenerative Kühlung. Durch diese gesteigerte Kühlleistung konnte der gesamte Schub des Triebwerks auf 420 kN gesteigert werden. Das Gewicht konnte gleichzeitig auf 460 Kg reduziert werden.
Der erste Einsatz erfolgte 2008 beim dritten Flug der Falcon 1. Durch ein geändertes verhalten beim Abschalten, schlug der Flug fehl. Beim 4. Einsatz der Falcon 1 erreichte dann die erste Privat finanzierte Rakete mit Flüssigtreibstoff den Erdorbit.

Die fierte Version, das Merlin 1D wurde im Schub auf 650 kN gesteigert. Dies wurde über einen gesteigerten Brennkammerdruck erreicht. Eine Drosselung war am Anfang auf bis zu 70% Der Nominalen Triebwerksleistung möglich. Später wurde eine Drosselung auf 39% oder auf bis zu 360 kN erreicht. Nach diesem Angaben, die von Tom Mueller so gemacht wurden, besitzt das Merlin 1D ein Schub zu Gewicht Verhältnis von 158. Unter der Voraussicht das der Schub des Merlin 1D nochmal auf 825 kN gesteigert werden könne würde das Schub zu Gewicht Verhältnis auf 180 ansteigen. Dieses Merlin 1D v.2 soll in der Falcon 9 Block 5 eingesetzt werden, der finalen Version der Falcon 9. Das erreichte Schub zu Gewicht Verhältnis ist das höchste in dieser Klasse von Raketentriebwerken.
Der erste Flug erfolgte 2013 mit einer Falcon 9. Diese Rakete startete den Cassiope Satelliten für die Kanadische Weltraum Agentur in einen Polaren Niedrigen Erdorbit.

Das Merlin Triebwerk ist mittlerweile ein sehr effizientes Triebwerk. Bei seiner Entwicklung wurde auch eine mögliche Wiederverwendung des Triebwerks angedacht. Deshalb wurde es sehr stabil ausgelegt. Da SpaceX bereits einige Falcon 9 Erststufen erfolgreich gelandet hat, konnten die Triebwerke nach ihrem Einsatz untersucht werden. Dabei wurden Micro Risse entdeckt. SpaceX will in Zukunft ein Verfahren entwickeln, dass die Mikrorisse zukünftig ausschließen. Eine erste Wiederverwendung von 9 Merlin 1D Triebwerke ist beim Start zusammen mit der Erststufe einer Falcon 9 mit dem Satelliten SES-10 geplant. Dieser Start soll Ende März 2017 erfolgen.

Falcon 9 CRS-10 gestartet

SpaceX hat heute um 15:39 Uhr eine Falcon 9 Rakete mit einer unbemannten Dragon Kapsel gestartet. Die Falcon 9 startete dabei vom Startplatz 39A in Cape Caneveral. Das Launchpad 39A ist der Startplatz, wo auch Apollo 11 zum Mond und später im Space Shuttle Programm viele Space Shuttles gestartet sind.

Das Discovery Space Shutlle flog von LC39-A und von LC39-B

Die Erststufe der Falcon 9 brachte die Zweitstufe zusammen mit der Dragon Kapsel auf eine suborbitale Bahn. Danach drehte die Erststufe um und führte eine Landung auf SpaceX eigenem Landeplatz durch, der sogenannten LZ-1 (Landing zone 1) Dies ist die dritte Landung auf Landing Zone 1 und die 6. Landung insgesamt.

Eine gelandete Erststufe auf LZ-1

Die Landung soll dazu führen, dass die Stufe wiederverwendet werden kann. Dies soll Kosten sparen. Die erste Wiederverwendung einer Stufe ist derzeit beim Start von SES-10 im März geplant.

Die Oberstufe brachte die Dragon Kapsel in einem Orbit. Etwa in 2 Tagen wird die Dragon Kapsel die Internationale Raumstation erreichen, und per berthing andocken. Dabei wird die Dragon Kapsel eine Flugbahn parallel zu ISS einnehmen und dann vom Canadarm2 eingefangen.

Hier gibt es das offizielle Presskit zum Start.

Der nächste Start von SpaceX mit der Falcon 9 ist derzeit für den 28.2.2017 mit Echostar 23 geplant.

Die Dragon Kapsel hat am 23. Februar 2017 beim zweiten Versuch erfolgreich angedockt. Beim ersten Versuch gab es Probleme mit dem GPS System. Das Abkoppeln von der Raumstation ist für den 24. März 2017 geplant.

SpaceX Falcon9 CRS-10 startet von 39A Cape Caneveral

SpaceX wird am 18. Februar 2017 wieder eine unbemannte  Dragon Kapsel auf einer Falcon 9 starten. Dies wird der erste Start seit etwa einem halben Jahr von SpaceX in Cape Caneveral, Florida. Das Launchpad ist das umgebaute 39A. Von diesem Launchpad starteten auch schon Apollo Raumschiffe zum Mond und die Space Shuttles.

Discovery Space Shutlle

SpaceX CRS-10 wird einige wissenschaftliche Experimente zur ISS bringen, wie das Stratospheric Aerosol and Gas Experiment, kurz SAGE 3. SAGE 3 ist ein im NASA Langley Research Center entwickeltes Experiment und wird Untersuchungen zum Ozon in der Atmosphäre durchführen.

Die gesamte Fracht zur Internationalen Raumstation unter Druck hat eine Masse von 2029 kg dazu kommen noch einmal 977 kg Vakuum Fracht

PS: wegen eines Problems mit dem TVC Systemen wurde der Start 13 Sekunden vor den geplanten Liftoff abgebrochen. Morgen gibt es ein Backup Startfenster um 15:38 MEZ.