Dies sind die Megaraketen, die versprechen, die neue Ära der Weltraumforschung in Richtung Mars einzuleiten

HDen Traum, Menschen zum Mars zu bringen, Wirklichkeit werden zu lassen, ist der neue Horizont, der durch den Weltraumwettlauf dieses Jahrhunderts vorgezeichnet wurde. Um diesen Schritt wagen zu können, haben Nationen wie die Vereinigten Staaten und China nicht nur gezeigt, dass sie bestrebt sind, dies erneut zu erreichen Mond –um es in eine Art Missionsshuttle in den Weltraum umzuwandeln–, aber sie haben bei der Entwicklung von aufs Gaspedal getreten neue Schiffe, die schwere Lasten transportieren können und die Besiedlung des Weltraums ermöglichen.

Nach den Kriterien von

In diesem Wettbewerb SpaceXdas Unternehmen, das Elon Musk Das Unternehmen wurde 2002 gegründet, um seine Ambitionen voranzutreiben, die Führung für Menschen auf dem Weg zum Roten Planeten zu übernehmen, und bleibt der wichtigste Anwärter. Letzte Woche haben wir gesehen, wie die leistungsstärkste Rakete, die bisher gebaut wurde, einen wichtigen Meilenstein in ihrem Entwicklungsprozess erreichte, der darauf hindeutet, dass es möglich sein könnte, Marsboden zu erreichen..

Am 6. Juni gelang es ihm bei seinem vierten Teststart, beide Stufen des Schiffs – den Super Heavy-Booster und die Kapsel – kontrolliert zur Erde zurückzubringen, ein Meilenstein, den es bei seinen ersten drei Versuchen nicht erreicht hatte. „Anziehen bestätigt! Herzlichen Glückwunsch an das gesamte SpaceX-Team für einen aufregenden vierten Starship-Flugtest!“ vermerkte das Unternehmen auf seinem X-Konto.

Für Experten auf diesem Gebiet wie Juan Francisco Puerta, Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität von Antioquia, steht Starship zwar noch vor Tests, um eine voll funktionsfähige und sichere Rakete für den Transport von Fracht und Menschen zu werden – der fünfte Test würde jedoch im nächsten Jahr stattfinden drei Monaten – ist es bereits gelungen, Paradigmen in der Branche in Bezug auf traditionelle Arbeitsweisen bei Themen wie dem Entwurf und der Herstellung von Schiffen zu brechen.

„Bei Ansätzen wie denen der NASA musste vor dem Einsatz alles perfekt sein. Es wurde ein ganzer traditioneller Entwurfsprozess für die Luft- und Raumfahrtsystemtechnik durchgeführt, und wenn nach drei oder vier Jahren ein Fehler festgestellt wurde, musste er erneut durchgeführt werden, was viel Zeit in Anspruch nahm. Die Perspektive von SpaceX ist so etwas wie evolutionäre Systeme, die eine anfängliche Idee haben, in der Dinge getestet und gemessen werden, um sie zu verbessern.“, erklärt Professor Puerta.

Auf diese Weise passierte SpaceX in nur drei Jahren eine Rakete, die wenige Minuten nach ihrem ersten Start vollständig explodierte und beim zweiten Versuch die beiden Teile, aus denen sie bestand, nicht trennen konnte, sodass die Fluglotsen ein Notfallsystem aktivieren mussten ließ auch das Schiff explodieren, auf ein Schiff, für das das Sprichwort „Der Dritte ist der Zauber“ zuzutreffen scheint. Beim dritten Flug trennte es seine beiden Phasen – die Kapsel und die Superschwerer Werfer–, startete erfolgreich seine sechs Triebwerke und erreichte zum ersten Mal die erwartete Höhe und Geschwindigkeit, obwohl es nicht landete. Etwas, das die Feierlichkeiten zum vierten Versuch geprägt hat.

Daniel Posada, Doktor der Luft- und Raumfahrttechnik an der Embry-Riddle Aeronautical University, beschreibt es als eine technische Meisterleistung, wenn man die Abmessungen eines Schiffes bedenkt, das mehr als 100 Tonnen Fracht in den Weltraum befördern will, was die Super Heavy-Trägerrakete für niedrigere Zwecke wiederverwendbar macht die Kosten für die Weltraumleistungen der Zukunft, wie SpaceX es bereits in der Gegenwart mit Schiffen wie der Falcon 9 tut, die Astronauten dorthin bringen Internationale Raumstation.

„Der Wiedereintritt in die Atmosphäre ist der schwierigste Teil überhaupt, da die Fläche des Fahrzeugs mit der Größe zunimmt und viel mehr Wärme abgeführt werden muss, da die gesamte Oberfläche in Reibung mit der Atmosphäre steht“, führt er aus Experte. Diese erste Phase des Raumschiffs ist 121,3 Meter hoch (71 vom Booster und 50,3 vom Schiff).

Und Posada fährt fort: „Dafür verfügt das Schiff über spezielle Keramik, aber es gibt noch einige Punkte, die noch verbessert werden müssen. Aufgrund der Hitze gab es Fehler in der Oberfläche, die für die aerodynamische Ausrichtung des Fahrzeugs verantwortlich ist.“ Aber trotzdem war das Design so robust, dass es ihnen trotz dieser Mängel gelang, auf die gewünschte Weise zu landen.“

Allerdings ist Starship bei diesem Rennen zum Mars nicht allein, obwohl es der am meisten begünstigte Läufer ist. Mit Unterstützung des privaten Sektors wird derzeit eine neue Raketengeneration entwickelt, die sich als entscheidend für die Steigerung der Ambitionen von Weltraumprojekten erwiesen hat. Dies sind einige der Schiffe, darunter das Engagement von SpaceX, die versprechen, dieses neue Kapitel in der Geschichte der Menschheit im Weltraum zu markieren.

Raumschiff

Laut SpaceX stellt Starship ein vollständig wiederverwendbares Transportsystem dar, das speziell für die Bedürfnisse der Erdumlaufbahn sowie für Missionen zum Mond und zum Mars entwickelt wurde. Es handelt sich um ein zweistufiges Fahrzeug – bestehend aus der Super Heavy-Rakete (Treibstoff) und dem Starship (Raumschiff), das mit unterkühltem Methan und Sauerstoff betrieben wird. Eine Idee, an der Elon Musks Unternehmen seit 2005 arbeitet: die Herstellung der leistungsstärksten Trägerrakete, die jemals entwickelt wurde.

Wenn es funktionsfähig ist, hofft Musk, dass es in drei Jahren in der Lage sein wird, Satelliten, Nutzlasten, Besatzung und Fracht zu verschiedenen Umlaufbahnen und Landeplätzen auf der Erde, dem Mond oder dem Mars zu transportieren. Der Super Heavy Launcher verfügt über 33 Raptor-Triebwerkewährend die Kapsel, die in zukünftigen Phasen bis zu 100 Menschen auf interplanetaren Flügen befördern soll, weitere 6 befördert.

Mit einer Höhe von 121,3 Metern übertrifft sie die symbolträchtige Saturn-V-Rakete (110,6 m) um 10,7 Meter Das Apollo-Programm der NASA die die ersten Menschen zum Mond und in 23,2 Metern Höhe zur Anfangsphase des Space Launch System (SLS) brachte, das von der US-Raumfahrtbehörde für die ersten Phasen des Artemis-Programms entwickelt wurde und mit dem sie später Mondmissionen wieder aufnehmen wollen mehr als ein halbes Jahrhundert.

Genau für diese Missionen hat SpaceX bereits mehrere Aufträge von der NASA erhalten, darunter die HLS-Mondlanderdas das Transportmittel sein wird, das Astronauten mit einer speziellen Version des Raumschiffs von der Umlaufbahn des natürlichen Satelliten zur Mondoberfläche bringen wird.

Es wird erwartet, dass nachfolgende Versionen des Starship die Messlatte weiter höher legen werden. Starship 2 wird 124,4 Meter hoch sein (72,3 für den Booster und 52,1 für das Schiff), während Starship 3 eine Höhe von 150 Metern erreichen wird (80,2 für den Booster und 69,8 für das Schiff).

Neuer Glenn

Mit dieser Rakete, benannt nach John Glenn, dem ersten Amerikaner, der die Erde umkreiste, Blauer Ursprungdas Raumfahrtunternehmen Jeff Bezos Es setzt auch auf wiederverwendbare Raketen. Sie weisen darauf hin, dass die erste Stufe für mindestens 25 Flüge ausgelegt ist und dass sie durch den Betrieb wie ein Verkehrsflugzeug (jedoch mit weniger umweltschädlichem Treibstoff) viel weniger Abfall und Kosten verursacht.

Die Höhe von New Glenn beträgt 98 Meter, Damit gehört es auch zu den größten jemals gebauten Schiffen. Es wird geschätzt, dass es fast 45.000 Tonnen Fracht in die erdnahe Umlaufbahn befördern kann, angetrieben von sieben Verbrennungsmotoren mit flüssigem Sauerstoff (LOX) und verflüssigtem Erdgas (LNG).

Wie bei Starship ist der Booster der ersten Stufe von New Glenn die Phase des Fahrzeugs, die wiederverwendbar sein wird und für die Landung auf einer Offshore-Plattform im Atlantischen Ozean konzipiert ist. Allerdings hat dieses Schiff noch nicht mit seinen Teststarts begonnen.

Im Januar dieses Jahres wurde es bereits fertig montiert auf einer Startrampe in Florida (USA) für Bodentests gesehen, sein Erstflug wurde jedoch zunächst von 2020 auf 2021, dann auf 2022 verschoben und ist daher jetzt geplant bis Ende dieses Jahres endlich geschehen wird.

Als weiteres privates Unternehmen, das als Auftragnehmer für die NASA fungiert, plant Blue Origin auch, mit dieser Rakete die Mondlander zu starten, die sie für das Artemis-Programm entwerfen.

Die SLS

Für die NASA Weltraumstartsystem (SLS)zusammen mit der Orion-Raumsonde, der Gateway-Plattform in der Mondumlaufbahn und das menschliche Landesystem (entwickelt von SpaceX und Blue Origin) sind das Rückgrat der Agentur für die Erforschung des Weltraums und des Artemis-Mondprogramms. UNDEs ist auch die stärkste Rakete, die die NASA gebaut hat.

SLS ist für den Versand vorgesehen Orion, Astronauten und Versorgungsgüter zum Mond in einer einzigen Mission. Allein für Artemis I transportierte die Rakete mehr als 27 Tonnen zum natürlichen Satelliten und wird voraussichtlich noch mehr Leistung haben und in der Lage sein, im Laufe ihrer Entwicklung noch schwerere Nutzlasten in die Umlaufbahn zu befördern.

Für diese erste Mission wurde die Block-1-Konfiguration des Schiffes verwendet, die 98 Meter misst, höher als die Freiheitsstatue ist und 5,75 Millionen Pfund wiegt. Im Vergleich zu Entwicklungen privater Unternehmen besteht einer der Hauptnachteile von SLS jedoch darin, dass es nicht wiederverwendbar ist und sein Bau für die NASA sehr kostspielig war. Im Jahr 2022 beschrieb NASA-Generalinspekteur Paul Martin, dass der Start jeder Artemis-Mission 4,1 Milliarden Dollar (etwa 15 Billionen Pesos) pro Start kosten würde, was als „nicht nachhaltig“ bezeichnet wurde.

Bemühungen in China

Aber abgesehen von den beschleunigten Fortschritten, die auf amerikanischer Seite zu beobachten sind, bewegt sich im Wettlauf um den Weltraum auch die chinesische Front, die ebenfalls beschlossen hat, den Privatsektor anzukurbeln. Laut Agencia Efe hat China seinen Raumfahrtsektor Ende 2014 für privates Kapital geöffnet und seitdem haben Hunderte von Unternehmen das Licht der Welt erblickt. Bisher hat man sich jedoch auf den Start von Satelliten und Raumfahrzeugen im Rahmen kostengünstigerer Programme spezialisiert.

Bei der Entwicklung neuer Fahrzeuge testeten sie kürzlich Gravity 1, die mit einer Höhe von 30 Metern, einem Gewicht von 405 Tonnen und einer Schubkraft von 600 Tonnen die stärkste Feststoffrakete der Welt ist. Es wurde von der Privatfirma Orienspace entwickelt und beförderte im Januar drei Erdbeobachtungssatelliten. Experten wie dem Ingenieur Daniel Posada zufolge hinkt China jedoch mit der Verwendung dieses Treibstoffs in seinen Raketen, der größere negative Auswirkungen auf die Umwelt hat, bei der Entwicklung dieser Technologien weiterhin hinterher.

„Die Infrastruktur und Investitionen, die sie in den letzten Jahren im Luft- und Raumfahrtsektor getätigt haben, waren sehr hoch. Sie holen langsam auf und überholen Mächte wie Russland. Aber zunächst müssen sie auch mit dem gesamten Teil der Wiederverwendung von Fahrzeugen experimentieren und andere Kraftstoffe beherrschen, die sie bisher noch nicht verwendet haben“, sagt Posada. Mittlerweile entwickelt sich auch das asiatische Land die superschweren Raketen „Langer Marsch 9“ und „Langer Marsch 10“ für große Weltrauminfrastrukturen bzw. bemannte Mondmissionen.

ALEJANDRA LÓPEZ PLAZAS

WISSENSCHAFTLICHE REDAKTION

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