SpaceX versucht den ersten Fang einer Boosterrakete während der Mission Starship Flight 5 – Spaceflight Now

SpaceX bereitet sich am Sonntagmorgen auf den fünften Teststart seiner riesigen Starship-Rakete aus Südtexas vor. Die als Flug 5 bezeichnete Mission steht im Mittelpunkt der Absicht, zum ersten Mal den Super Heavy Booster der Rakete zu fangen.

Wenn beim ersten Aufstieg alles gut geht, wird sich der 71 Meter hohe Booster nach der Trennung von der Oberstufe des Raumschiffs umdrehen, zurück zum Startturm entlang des Boca Chica Beach fliegen und lange genug schweben, um von ihm eingefangen zu werden Roboterarme des Turms, sogenannte „Essstäbchen“.

Der Start ist für 7 Uhr morgens CDT (1200 UTC) geplant, dem Beginn eines 30-minütigen Startfensters. Spaceflight Now wird etwa zwei Stunden vor dem Start eine Live-Berichterstattung über Starship-Flug 5 anbieten.

Die Federal Aviation Administration (FAA) machte SpaceX den Weg für den Start der Mission frei, als sie am Samstagnachmittag eine Änderung ihrer Startlizenz herausgab.

„Die FAA hat festgestellt, dass SpaceX alle Sicherheits-, Umwelt- und anderen Lizenzanforderungen für den suborbitalen Testflug erfüllt“, heißt es in einer Erklärung der Agentur. „Das Missionsprofil von Flug 5 umfasst den Start des kombinierten Starship/Super Heavy-Fahrzeugs von Boca Chica, Texas, eine Rückkehr zum Startplatz der Super Heavy-Trägerrakete für einen Fangversuch am Startturm und eine Wasserlandung des Starship.“ Fahrzeug im Indischen Ozean westlich von Australien.“

Durch reinen Zufall soll der Start innerhalb einer Stunde nach einer weiteren wichtigen Operation von SpaceX gemeinsam mit der NASA erfolgen: dem Abdocken der Crew Dragon Endeavour von der Internationalen Raumstation. Mit dem Manöver beginnt der Rückflug des Crew-8-Quartetts, ein Flug, der sich aufgrund des schlechten Erholungswetters rund um Florida in den letzten Tagen verzögerte.

Dragon soll frühestens um 7:05 Uhr EDT (1105 UTC) von der Raumstation abdocken. Wenn das auf dem richtigen Weg bleibt, erfolgt das Abdocken etwa zehn Minuten, nachdem der SpaceX-Flugleiter für die Mission Starship Flight 5 offiziell den Aufruf gegeben hat, mit der Treibstoffbeladung der Rakete fortzufahren.

Der Start von Starbase ist auch eine von zwei suborbitalen Raketen, die am Sonntag von Texas aus starten sollen. Blue Origin bereitet sich auf einen weiteren Startversuch für den neuesten unbemannten Start seiner New Shepard-Rakete in der Nähe von Van Horn vor, etwa 760 Meilen (1.223 km) von der Sternenbasis entfernt.

Der Start der NS-27-Mission soll zu Beginn ihres Zeitfensters um 7:30 Uhr CDT (1230 UTC) erfolgen. Wenn New Shepard pünktlich abhebt, wird die Oberstufe des Raumschiffs etwa 20 Minuten davon entfernt sein, ihre Küstenphase zu beenden und mit dem Wiedereintritt in Richtung einer Wasserung im Indischen Ozean zu beginnen.

Um einen Booster zu fangen

Das Ziel von SpaceX, den Super Heavy Booster mit der Hecknummer B12 zu fangen, ist ein wichtiger Teil des Plans des Unternehmens, die Rakete schnell wiederzuverwenden. In den Tagen vor dem geplanten Start äußerte die Führung von SpaceX öffentlich ihren Optimismus, dass ein Fang möglich sein wird.

„Wir sind mit einer Genauigkeit von einem halben Zentimeter im Ozean gelandet, daher glauben wir, dass wir eine vernünftige Chance haben, zum Turm zurückzukehren“, sagte Bill Gerstenmaier, Vizepräsident für Bau- und Flugzuverlässigkeit bei SpaceX, während einer Präsentation vor der National Academies. Ausschuss für biologische und physikalische Wissenschaften im Weltraum am 9. Oktober.

Allerdings wird SpaceX den Stecker ziehen, wenn es darum geht, die Trägerrakete einzufangen, wenn es den Eindruck hat, dass die Bedingungen während des Aufstiegs der Rakete nicht stimmen.

„Tausende unterschiedliche Fahrzeug- und Pad-Kriterien müssen vor einem Rückkehr- und Fangversuch des Super Heavy-Boosters erfüllt sein, was funktionsfähige Systeme am Booster und am Turm sowie einen manuellen Befehl des Flugleiters der Mission erfordert“, schrieb SpaceX. „Wenn dieser Befehl nicht vor Abschluss des Boostback-Burns gesendet wird oder wenn automatische Gesundheitsprüfungen inakzeptable Bedingungen mit Super Heavy oder dem Turm ergeben, wird der Booster standardmäßig eine Flugbahn einschlagen, die ihn zu einem Landebrand und sanftem Wasserabwurf in der Luft führt.“ Golf von Mexiko.“

Die Rückkehr des Super Heavy Booster wird wahrscheinlich auch von einem Überschallknall begleitet sein. Das widerhallende Geräusch ist etwas, das Startbeobachter in der Nähe der Cape Canaveral Space Force Station und der Vandenberg Space Force Base schon oft gesehen haben, aber für diejenigen im Rio Grande Valley wird das Phänomen eine neue Erfahrung sein.

Am Samstag, einen Tag vor dem Start, gab SpaceX eine Warnung an die Öffentlichkeit in Cameron County heraus, in der es sie auf das Ereignis aufmerksam machte, das nur dann eintreten würde, wenn SpaceX entscheidet, dass es mit einem Fangversuch des Boosters problemlos weitermachen kann.

„Ein Überschallknall ist ein kurzes, donnerartiges Geräusch, das eine Person am Boden hört, wenn ein Flugzeug oder ein anderes Fahrzeug in der Gegend schneller als mit Schallgeschwindigkeit fliegt“, erklärte SpaceX. „Der Überschallknall stellt kein Gesundheitsrisiko dar und was die Menschen erleben, hängt vom Wetter und anderen Bedingungen ab.“

Der Verweis auf „Gesundheitsrisiko“ hängt mit dem anhaltenden Hin und Her zwischen SpaceX und der FAA zusammen, während die Änderung der Startlizenz geprüft wurde. Während einer unabhängigen Kongressanhörung am 24. September antwortete FAA-Administrator Mike Whitaker auf die Fragen im Zusammenhang mit Raumschiffflug 5, in denen er behauptete, dass „die Überschallknallanalyse ein sicherheitsrelevanter Vorfall ist“.

In einem Brief an den Abgeordneten Kevin Kiley, einen Republikaner, der den Dritten Kongressbezirk Kaliforniens vertritt, wies SpaceX diese Kommentare zurück und argumentierte, dass sich der Administrator sachlich geirrt habe. Das Unternehmen argumentierte, dass der Überschallknall nicht „mit der öffentlichen Sicherheit zusammenhängt, sondern mit Umweltaspekten, die zuvor als kein Risiko für die Umwelt eingestuft worden waren“.

Die Rückgabe des Boosters nach dem Start ist eine Kernfunktion dafür, dass Starship schnell und zuverlässig wiederverwendbar wird pic.twitter.com/j4NSdnNiKr

– SpaceX (@SpaceX) 27. Juni 2024

In der schriftlichen Neubewertung der Programmatischen Umweltverträglichkeitsprüfung (PEA) 2022 für das Programm SpaceX Starship/Super Heavy Launch Vehicle vom 12. Oktober 2024 wird die Notwendigkeit beschrieben, das Aufprallmodell für den Überschallknall zu aktualisieren.

„Die vergrößerte Fläche in den Konturen des Überschallknalls führt zu einem größeren potenziellen Wirkungsbereich für diese Ressourcen, allerdings sind die anwendbaren Ressourcen in diesem erweiterten Bereich den bereits besprochenen deutlich ähnlich“, heißt es in dem Dokument. „Dementsprechend bleibt die PEA 2022 eine gültige Dokumentation der betroffenen Umgebung für die vorgeschlagene Maßnahme.“

In dem Dokument heißt es weiter: „Gemäß der von der FAA vorgeschriebenen Versicherung wird SpaceX weiterhin für Ansprüche wegen Strukturschäden aufgrund von Ereignissen wie Überschallknallen verantwortlich sein, falls solche Schäden auftreten.“

Wenn der Booster erfolgreich von den Stäbchen gefangen wird, muss SpaceX den verbleibenden Treibstoff von B12 abladen. Der Zeitplan für den Prozess wird fertiggestellt, sobald SpaceX eine Gesundheitsbewertung des Boosters durchgeführt und die besten Mittel zur Sicherung des Fahrzeugs ermittelt hat, bevor die Besatzungen wieder Zugang zum Bereich um die Startrampe haben.

Bedenken hinsichtlich der Wasserüberschwemmung wurden gemildert

Ein weiterer Knackpunkt im Vorfeld der Genehmigung der Flug-5-Mission betraf das Wasserflutsystem von SpaceX, die Methode, mit der SpaceX den Aufprall der 33 Raptor-Triebwerke dämpft, wenn sie die Rakete von der Orbital-Starthalterung abheben.

Es wurden Bedenken hinsichtlich der Einhaltung des Clean Water Act durch SpaceX geäußert, worauf die FAA am 9. August aufmerksam wurde.

„SpaceX beantragte Deckung für die Überschwemmungswassereinleitungen im Rahmen der Texas Multi-Sector General Permit, verwaltet von [Texas Commission on Environmental Quality] im Juli 2023“, schrieb die FAA. „Wie jedoch in einer Verwaltungsverordnung (AO) der US-Umweltschutzbehörde (EPA) vom 13. März 2024 und einem Untersuchungsbericht der TCEQ vom 2. August 2024 dargelegt, stellten die EPA und die TCEQ fest, dass frühere Einleitungen von Überschwemmungswasser nicht zulässig waren und verstieß damit gegen den Clean Water Act (CWA) (33 USC § 1251 ff.) und die texanischen Umweltqualitäts- und Wasserkontrollgesetze (30 TEX. ADMIN. CODE § 305.42(a) und TEX. WATER CODE § 26.121(a)( 1)).

„Die Behörden stellten fest, dass SpaceX bei TCEQ eine individuelle Genehmigung des Texas Pollutant Discharge Elimination System (TPDES) für Wassereinleitungen beantragen muss. SpaceX hat am 1. Juli 2024 einen Genehmigungsantrag eingereicht und seitdem Vereinbarungen mit TCEQ und EPA getroffen, um die mutmaßlichen Verstöße zu beheben.“

Die FAA stellte fest, dass SpaceX und die EPA am 5. September eine Zustimmungsvereinbarung und eine endgültige Anordnung (CAFO) geschlossen hatten, und am 12. September schrieb die EPA einen Brief an SpaceX, in dem sie feststellte, dass SpaceX seinen Verpflichtungen nachgekommen sei und die Angelegenheit „hiermit abgeschlossen“ sei. ”

NASA beobachtet Missionsentwicklungen

Während Starship Flight 5 eine reine SpaceX-Operation ist, wird er von der NASA und insbesondere ihrem Programmbüro für das Human Landing System mit großem Interesse beobachtet. Bei den Missionen Artemis 3 und Artemis 4 wird eine Variante von Starship zum Einsatz kommen, die Astronauten zur und von der Mondoberfläche befördern wird.

Vor dem Start sagte Dr. Kent Chojnacki, der stellvertretende Leiter des HLS-Büros, gegenüber Spaceflight Now, dass er und seine Kollegen „sehr interessiert“ daran seien, wie gut sowohl die Oberstufe des Raumschiffs als auch der Super Heavy Booster funktionieren. Er sagte insbesondere, dass sie den Versuch, den Booster zu fangen, beobachten würden.

„Das Interessante daran ist für uns, dass sie für die von SpaceX vorgeschlagene und implementierte Architektur mehrere Starts durchführen müssen, um den Treibstoff in einer erdnahen Umlaufbahn zu sammeln, bevor er zum Mond fliegt“, sagte Chojnacki. „Die Fähigkeit, die Booster schnell wiederzuverwenden, zeigt diese Trittfrequenz.“

Die Architektur, auf die er sich bezog, beinhaltet den Start einer Tankerversion von Starship durch SpaceX, die in der erdnahen Umlaufbahn bleiben wird. Mehrere Schiffe werden gestartet, um dort anzudocken und Treibstoff zur Lagerung abzuladen, bis genug vorhanden ist, um in die HLS-Version von Starship umgeladen zu werden, die ihre Besatzung im Mondorbit empfängt.

Chojnacki sagte, SpaceX müsse etwa alle zwei Wochen starten, um das Depot effizient zu füllen. Schließlich wird SpaceX die Nutzung eines im Bau befindlichen Startturms im Launch Complex 39A im Kennedy Space Center der NASA sowie der beiden Türme der Starbase in Anspruch nehmen.

„Operationen, bei denen man vielleicht einmal pro Woche von jedem Pad aus startet, so dass jedes Pad eine zweiwöchige Bearbeitungszeit hat, aber man startet etwa einmal pro Woche, um nach oben zu gehen, das Depot zu füllen, zurückzukommen und diese wiederzuverwenden „Booster und Tanker sind nötig, um diesen Einsatz zu ermöglichen“, sagte Chojnacki. „Das ist die Art von Kadenz, die großartig wäre. Wir wissen nicht wirklich, was das Abkochen ist. Einige der frühen Flugexperimente, nach denen wir suchen, sind Daten, um zu verstehen, wie diese Kurve aussehen würde.“

SpaceX schlug der NASA als Entwicklungsmeilenstein eine Demonstration des Treibstofftransfers vor, die für Anfang 2025 erwartet wird. Chojnacki sagte, sie würden für diese Demonstration lediglich die beiden Türme der Sternenbasis nutzen.

„Der aktuelle Termin für den Beginn dieser Kampagne wäre der 25. März“, sagte Chojnacki. „Wir hoffen also, dass wir diese Arbeit in der ersten Hälfte des Jahres 2025 sehen können.“

Chojnacki sagte, dass sie angesichts der bekannten Arbeit, die vor ihnen liegt, nicht davon ausgehen, dass dies der limitierende Faktor für den Start der Artemis-3-Mission im September 2026 sein wird.

„Das ist definitiv das Datum, auf das wir hinarbeiten. Uns sind keine Straßensperren bekannt“, sagte Chojnacki. „Wir haben einige Dinge, die zum ersten Mal demonstriert werden müssen, und wir haben einen Plan, diese zu demonstrieren.“