SpaceX Falcon 9 "Block 5", Eine Wiederverwendbare Rakete Der Nächsten Generation, Ausspioniert Auf Einem Testgelände In Texas

2023 Autor: Brianna Dowman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-08-25 11:48

Die nächste und letzte Generation der Falcon-Raketen von SpaceX steht kurz vor dem Abschluss ihres bislang größten Meilensteins, der nach dem Start des Flugbetriebs an zweiter Stelle steht. Bekannt als Falcon 9 Block 5, erreichte der verbesserte Booster die Testeinrichtungen von SpaceX in McGregor, TX, und wurde auf dem statischen Brandprüfstand senkrecht gestellt.

Das erste integrierte statische Feuer tritt in der Vertikalen voraussichtlich innerhalb weniger Tage auf. Sobald die Daten vollständig sind, wird der Booster horizontal gebracht und zu einer der drei Starteinrichtungen von SpaceX für seine erste operationelle Mission transportiert, vorausgesetzt, die von ihm erzeugten Daten weisen keine Fehler oder schwerwiegenden Probleme auf.

Warum Block 5?

Mit einem Hauch von Übertreibung kann man mit Sicherheit sagen, dass Falcon 9 Block 5 die bedeutendste Hardware sein wird, die jemals von SpaceX entwickelt und eingesetzt wurde. Der Grund liegt in vielen Änderungen und Verbesserungen, die in dieser neuesten Iteration der Rakete enthalten sind. Während Falcon 9 B5 und seine ähnlich aufgerüsteten Merlin 1D-Triebwerke Konstruktionsänderungen beinhalten, um die NASA-Anforderungen zu erfüllen, bevor SpaceX für den Start von Menschen zertifiziert werden kann, liegt der Schwerpunkt der Aufrüstungen auf der Leichtigkeit und Geschwindigkeit der Wiederverwendbarkeit.

SpaceX Block 5 Falcon9 in McGregor, Texas [Bildnachweis: Chris G - NSF über Twitter, Nachdruck mit Genehmigung von NASASpaceflight.com] SpaceX Block 5 Falcon9 in McGregor, Texas [Bildnachweis: Chris G - NSF über Twitter, Nachdruck mit Genehmigung von NASASpaceflight.com] SpaceX Block 5 Falcon9 in McGregor, Texas [Bildnachweis: Chris G - NSF über Twitter, Nachdruck mit Genehmigung von NASASpaceflight.com]

Foto mit freundlicher Genehmigung von Chris G bei nasaspaceflight.com über Twitter. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung.

Das Ziel dieser Upgrades ist, wie von zahlreichen SpaceX-Managern öffentlich bekannt gegeben, bis zu 10 Flüge mit einem Minimum an Modernisierung und 100 oder mehr Starts mit zeitweiliger Wartung zu ermöglichen. Um diese titanischen Ziele zu erreichen, hat SpaceX eine Flut von Daten und Erfahrungen gesammelt, die durch die Wiederherstellung von fast 20 Falcon 9- und Heavy-Boostern sowie durch das erfolgreiche Wiederauffliegen und die zweite Wiederherstellung mehrerer derselben Booster gewonnen wurden. Mit diesen Daten optimierten und verbesserten die Ingenieure der Trägerrakete des Unternehmens das Design der Rakete, um den schlimmsten extremen Kräften entgegenzuwirken, denen jeder Booster ausgesetzt ist, wenn er an Land (oder auf See) zurückkehrt.

Der Seitenverstärker B1025 von Falcon Heavy vermittelt einen Eindruck von der Brutalität der Wiedereintrittsbedingungen. (Tom Cross) Beachten Sie die Korkstücke, die durch das Büffeln und Erhitzen auf der linken Seite abgerissen wurden. (Tom Cross) Eine unglaublich detailreiche Aufnahme der Seite des Oktawebs. Das große Stück glattes Metall in der Mitte ist tatsächlich einer der Verbindungspunkte des Boosters zum Falcon Heavy-Mittelkern. (Tom Cross / Teslarati) Eine wunderschöne Aufnahme eines der neun Merlin-Motoren des Boosters, die das Rohr zur Kühlung der Motorglocke sowie die Keramikdecke zum Schutz der empfindlicheren Rohrleitungen zeigt. (Tom Cross / Teslarati)

Wie Fotos von Gary Blair belegen, einem der renommiertesten Beiträge von NASASpaceflight.com zum L2-Forum, sind viele der sichtbaren Unterschiede zwischen Block 5 und früheren Versionen von Falcon 9 das Ergebnis einer drastisch verbesserten und erweiterten Wärmeabschirmung seiner empfindlichsten und kritischsten Art Komponenten. Die schwarzen Bereiche des Falcon 9 B5 sehen zwar aus wie nackter Kohlefaserverbundstoff, sind jedoch wahrscheinlich mit einem unglaublich hitzebeständigen Material beschichtet, das als Pyron bekannt ist. Teile des Boosters, die gelegentlich versengt und extrem erhitzt werden (abgesehen vom Oktaweb), scheinen mit diesem Material behandelt worden zu sein, einschließlich eines Pfades an der Seite der Rakete, der als Raceway bezeichnet wird. Die Laufbahn ist ein Schutzgehäuse für eine Vielzahl von Kabeln und Rohrleitungen, im Wesentlichen das Nervensystem der Rakete sowie die Heimat mehrerer Kaltgas-Triebwerke, mit denen sie sich außerhalb der Erdatmosphäre orientiert.

In der Vergangenheit hat SpaceX für dieselben Komponenten, einschließlich der Nutzlastverkleidung, hochwertigen Kork als quasi-ablatives Wärmeschutzsystem verwendet. Ein wesentlicher Nachteil von Kork ist jedoch, dass er sehr ablativ ist und sich in großen Stücken eher zufällig ablöst. Diese müssen vor einem Booster-Rückflug entweder punktuell repariert oder komplett ersetzt werden. Durch Ersetzen dieses Korkens durch Pyron oder ein ähnliches intern entwickeltes Material können diese empfindlichen Falcon-Komponenten nahezu vollständig gegen Temperaturen von bis zu 1200 ° C isoliert und beständig sein.

Block 5 ähnelt diesem Falcon 9, hat jedoch eine tiefschwarze Zwischenbühne und ein schwarzes Gehäuse anstelle der weißen Abdeckung, die an der linken Seite des Boosters entlangläuft. (SpaceX)

Titan-Gitterrippen sind ein weiteres zentrales Merkmal von Block 5, das als nahezu unbegrenzter wiederverwendbarer Ersatz für die von SpaceX traditionell verwendeten Aluminium-Gitterrippen dient. Während des Wiedereintritts eine große Menge an Wärme durchlaufen lassen; Bei einigen der heißesten Auffrischungsversuche schienen die Aluminiumgitterrippen teilweise zu schmelzen. Titan, ein Metall mit einem viel höheren Schmelzpunkt, wird keine derartigen Probleme haben, benötigt keine weiße Ablationsfarbe und erscheint sowohl bei seinem Debüt im Juni 2017 als auch bei seinem zweiten Flug auf den Seitenboostern von Falcon Heavy fast unberührt von einem Wiedereintritt.

Schließlich und vielleicht am wichtigsten ist das Oktaweb - die Baugruppe an der Basis von Falcon 9, die für die sichere Übertragung von fast zwei Millionen Pfund Schub von ihren neun Merlin 1D auf den Rest der Raketenstruktur verantwortlich ist und gleichzeitig die Hauptlast der Hitze von übernimmt Wiedereintritt. Vor Block 5 wurde das Oktaweb vor dieser Erhitzung mit einem ablativen Wärmeschutzsystem geschützt, wahrscheinlich mit etwa 80% Kork und 20% PICA-X, dem gleichen Material, das für den Hitzeschild von Cargo Dragon verwendet wurde. Basierend auf Kommentaren, die von mit SpaceX vertrauten Personen privat abgegeben wurden, soll diese ablative Abschirmung durch eine hochwärmebeständige Metalllegierung ersetzt werden, die als Inconel bekannt ist. Durch das Entfernen von Block 5 des ablativen Hitzeschilds muss SpaceX diese Materialien nach jedem Start nicht mehr sorgfältig untersuchen und ersetzen, wodurch eine der größten Zeitsenken für die Renovierung entfernt wird.

Titan-Gitterrippen vervollständigen die wiederverwendbaren Änderungen an Block 5 von Falcon 9. (NASA)

Zusammengenommen sollen diese verschiedenen Upgrades die Wiederverwendung der ersten Stufe von Falcon 9 im Vergleich zu früheren Iterationen nahezu mühelos ermöglichen. Mit diesem Fahrzeug, einschließlich der wiederverwendbaren Verkleidung, die beim Start von PAZ eingeführt wurde, kann SpaceX möglicherweise Elon Musks berühmtes Ziel erreichen, die Startkosten um fast eine Größenordnung zu senken. SpaceX wird diese Kostensenkung wahrscheinlich nutzen, um seine beträchtlichen Investitionen in die Wiederverwendbarkeit und Falcon Heavy wieder hereinzuholen, aber große Preissenkungen können die Kunden bald darauf erreichen. Insbesondere dieses Falcon 9 wird voraussichtlich erst in einem weiteren Monat auf den Markt kommen. Wenn dies jedoch der Fall ist, ist dies möglicherweise der größte Schritt, den SpaceX bisher auf dem Weg zu einem routinemäßigen, schnellen und erschwinglichen Zugang zur Umlaufbahn unternommen hat.

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