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Jahresrückblick 2017

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Das Jahr 2017 Endet bald. Jetzt ist für uns der richtige Zeitpunkt auf das Vergangene Jahr zurückzuschauen, und es hat sich einiges in der Raumfahrt getan.  Besonders die Entwicklung im Flugbetrieb von SpaceX hat uns begeistert. Aber auch sonst waren viele Raumfahrtfirmen dieses Jahr sehr Erfolgreich.

Was wahren die Wichtigsten Ereignisse in der Raumfahrt 2017

SpaceX

2017 hat SpaceX deutlich öfter gestartet. Obwohl sich die Reperatur des Startplatzes SLC-40 In Cape Caneveral länger hinzog als ursprünglich geplant konnte SpaceX seine Falcon 9 Rakete 18 Mal erfolgreich starten. Dabei gelang es die Wiederverwendung in den Betrieb einzuführen und bereits wichtige Kunden, wie die NASA, zu überzeugen, auf Wiederverwendeten Erststufen zu fliegen. Insgesamt wurde 5 Recycelte Erststufen erneut geflogen. SpaceX bemannte Raumkapsel hat sich verzögert und wird jetzt voraussichtlich 2018 Einsatzbereit.

Bemannte Mars Mission

SpaceX hat auf Dem Internationalen Astronauten Kongress nochmals beton bemannt zum Mars fliegen zu wollen. Das Raptor Triebwerk welches hierfür genutzt werden soll befindet sich in der Entwicklung. Wo die Entwicklung genau steht ist unbekannt jedoch hat Elon Musk angekündigt im zweiten Quartal 2018 mit dem Bau des ersten Raumschiffes zu Beginnen.

Microlauncher Entwicklung

Die Entwicklung der Microlauncher, das sind sehr kleine Raketen für kleine Nutzlasten ging 2017 in eine Entscheidene Phase. Die Electron Rakete von Rocket Lab, welche zuerst einen Fehlstart hatte ist jetzt soweit es ein zweites Mal zu Versuchen. Wahrscheinlich wird der Start jetzt im Januar stattfinden. Andere Abieter wie Vector Space System stehen auch davor 2018 orbital starten zu wollen. Neben den bald Verfügbaren Raketen haben die Entwickler von Microlaunchern 2017 auch eine Reihe von Aufträgen bekommen.

Blue Origin

Blue Origin hat 2017 weiter an seiner Suborbitalen New Sheppard Rakete gearbeitet. Diese soll jetzt in Finaler Version bereitstehen und muss nur noch einige Test absolvieren bevor sie in den Kommerziellen Markt eingeführt werden kann.
Weiter gearbeitet hat Blue Origin auch an der New Glenn Rakete, auch wenn diese erst 2020 Erstmals starten soll.

Rocket Lab bereitet zweiten Electron Raketenstart vor

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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

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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

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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

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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.