SpaceX Starship: Die Rakete mit der doppelten Schubkraft der Saturn V

SpaceX Starship: Die Rakete mit der doppelten Schubkraft der Saturn V

Als SpaceX seinen Super Heavy-Booster zum ersten Mal mit voller Leistung betrieb, erzeugte er mehr als die doppelte Schubkraft der ersten Stufe der Saturn V, der Rakete, die einst Apollo-Astronauten zum Mond brachte. Dieser einzelne Vergleich sagt viel über den Maßstab aus, in dem SpaceX mit Starship bauen wollte – seiner Antwort auf die Frage, was das Arbeitstier Falcon 9 eines Tages ersetzen sollte.

Starship ist der Name für den gesamten zweistufigen Stack: der Super Heavy-Booster unten und die Starship-Oberstufe oder "Ship" oben. Beide Hälften sind darauf ausgelegt, sich selbst hinunter zu fliegen und zu landen, anstatt weggeworfen zu werden, und das Projekt steht im Mittelpunkt von SpaceX's Push zur vollständigen Wiederverwendbarkeit und dem langfristigen Ziel des Gründers, Menschen zum Mars zu schicken. Die NASA hat es separat als eines von zwei Landegeräten ausgewählt, das Astronauten zur Mondoberfläche im Rahmen des Artemis-Programms bringen soll.

Um hierher zu gelangen, waren zwei Jahrzehnte erforderlich, mehrere Umgestaltungen und zahlreiche Feuerwerke unterwegs. Die folgenden Abschnitte erläutern, was die Hardware tatsächlich leisten kann, wie die Testflüge gelaufen sind und warum ein riesiger Metallturm fast so berühmt geworden ist wie die Rakete selbst.

Doppelte Muskelkraft der Saturn V

Die Zahlen hinter diesem Saturn V-Vergleich sind spezifisch. Die Block 1-Version des Super Heavy-Boosters erzeugte insgesamt 73,5 Meganewton Schubkraft, etwas mehr als doppelt so viel wie die erste Stufe der Saturn V, und SpaceX hat bereits mehr für spätere Hardware geplant: 80,8 MN für den Block 3-Booster und bis zu 98,1 MN, sobald das Block 4-Fahrzeug fliegt.

SpaceX Super Heavy-Booster bei Sonnenuntergang in Starbase
Der Super Heavy-Booster fotografiert an der Starbase-Anlage von SpaceX. Foto: Steve Jurvetson aus Los Altos, USA, Wikimedia Commons, CC BY 2.0

Um diese Art von Schubkraft zu erreichen, müssen Dutzende von Motoren synchron arbeiten. Beim Debitorbit-Flug von Starship liefen alle 33 Raptor-Motoren des Boosters bis zur Stufentrennung, woraufhin die Oberstufe sich selbst mit einer Methode namens Hot-Staging befreite, anstatt darauf zu warten, dass der Booster zuerst herunterfährt. Das Halten jedes Engines beim Durchlaufen dieser Übergabe auf Hardware dieser Neuheit ist einer der schwierigeren Tricks im Multi-Engine-Rakettendesign.

Eine Idee von zwei Jahrzehnten

Die Wurzeln von Starship reichen weiter zurück, als die meisten Leute annehmen. Im November 2005, Jahre bevor SpaceX auch nur seine erste Rakete, die Falcon 1, geflogen hatte, beschrieb Elon Musk bereits eine Rakete, die 100 Tonnen in die niedrige Erdumlaufbahn bringen könnte, ein damals als BFR bekanntes frühes Konzept.

Die Hardware brauchte über ein Jahrzehnt, um die Idee einzuholen. Das echte Flugtesten begann 2018 mit Starhopper, einem gedrungenen Testbehälter, der überhaupt nichts wie das heutige schlanke Starship aussah. Es durchlief mehrere statische Motorbrenner, bevor es 2019 zwei kurze Hopps in niedriger Höhe vollendete, das erste Mal, dass ein Teil des Starship-Programms unter eigener Kraft vom Boden abhob.

Erster Flug, Erster Sandsturm

Der erste Orbitalklasse-Starship-Flugtest startete am 20. April 2023, nachdem ein früherer Versuch am 17. April abgebrochen wurde. Booster 7 und Ship 24 flogen diese Mission zusammen, und obwohl sie wenige Minuten später endete, war dies die erste echte Reise des Fahrzeugs vom Boden aus als kompletter Stack.

Starship SN9-Prototyp auf seinem Startplatz in Starbase
Der Starship SN9-Prototyp wartet auf seinem Startplatz in Starbase. Foto: Jared Krahn, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

Dieser erste Start war auch denkwürdig, was er auf Bodenniveau tat. Er warf so viel Sand und Boden auf, dass Trümmer Gemeinden bis zu 10,7 km, etwa 6,6 Meilen, vom Startplatz erreichten, eine deutliche Demonstration der riesigen Kraft, die ein vollständig betankter Starship-Stack auf dem Weg nach oben nach unten richtet.

Der Fang, der um das Startgelände herum gehört wurde

Für mehr als ein Jahr nach diesem ersten Flug landeten zurückkehrende Booster für Verbrennungsspritzungen im Meer, anstatt zu landen. Das änderte sich am 13. Oktober 2024, als Ship 30 und Booster 12 zusammen flogen: Der Booster kam zurück zum Startplatz und wurde der erste Super Heavy, der aus der Luft abgefangen wurde, während das Schiff sicher im Indischen Ozean landete.

Der Fang selbst setzt sich überhaupt nicht auf Landebeinen ab. Er ist auf einem speziell gebauten Starttürm angewiesen, der ausgelegt ist, um den zurückkehrenden Booster in der Luft zu greifen, und Musk's Plan für diese Hardware setzte von Anfang an ein ehrgeiziges Ziel: eine Umdrehung von unter einer Stunde zwischen Flügen, wobei zukünftige Starships auf die gleiche Weise abgefangen und reflown werden sollen. Das Überspringen von Beinen spart Gewicht auf jedem gebauten Booster, was wichtig ist, wenn der ganze Punkt des Designs darin besteht, dieselbe Hardware immer wieder zu fliegen.

Eine Unternehmensstadt wächst rund um das Startgelände

Starship startet nicht von einer gemieteten Rampe; es startet von einer Stadt, die SpaceX praktisch um sich herum gebaut hat. Starbase, Texas, der Hauptsitz des Unternehmens in Südtexas, wurde als eigene Stadt in Cameron County eingebunden, die erste neue Gemeinde dort seit Los Indios im Jahr 1995.

Diese Art von lokaler Kontrolle ist wichtig für einen Betrieb, der regelmäßig öffentliche Strände und Straßen schließt, um Hardware dieser Größe zu fliegen, und der Startplätze, Tankfarmen und Fabrikgebäude rund um einen einzigen Ort ständig erweitert.

Der Motor, den niemand sonst geflogen hatte

Die Motoren, die all dies möglich machen, sind Raptoren, und sie verwenden ein Design, das kaum das Reißbrett irgendwo sonst auf der Welt verlassen hatte. Vor Raptor waren nur zwei vollständig durchflossene inszenierte Verbrennungsdesigns jemals einen Teststand erreicht: ein Vollmaßstab-Motor, den die Sowjets in den 1960er Jahren unter dem RD-270-Programm bauten, und ein Kopfgerät-Only-Rigg, das die NASA Mitte der 2000er Jahre testete, bekannt als Integrated Powerhead Demonstrator, das niemals als kompletter Flugmotor lief.

SpaceX Sea-Level Raptor-Motor in der Hawthorne-Anlage
Ein Sea-Level Raptor-Motor an der Hawthorne-Anlage von SpaceX. Foto: Brandon De Young @brandondeyoung_, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

Als Musk Raptors Spezifikationen erstmals öffentlich diskutierte, beschrieb er zwei Versionen: eine Meeresspiegel-Variante mit einer Schubkraft von 3.050 kN und eine vakuum-optimierte Version, die 3.285 kN erreicht, sobald sie im Weltraum arbeitet, wo die Abgasfahne freier expandieren kann.

Die Motoren haben sich seitdem bewährt, dass sie mehr als einmal fliegen können. Beim siebten Flugtest von Starship war ein Raptor, der bereits geflogen war, wieder auf Super Heavy Booster 14 gestartet, trieb ihn durch den Aufstiegbrand an und wurde ein zweites Mal wiederhergestellt, als der Turm den Booster abfing.

Eine Flotte, die immer noch ihren Fuß findet

Wiederverwendbare Hardware ist nur nützlich, wenn sie weiter fliegt, und Starships Rekord bisher ist eine Mischung aus beiden Ergebnissen. Ab dem 27. Mai 2026 war das Fahrzeug insgesamt 12 Mal geflogen, mit 7 vollständigen Erfolgen und 5 Fehlern, ein Verhältnis, das ein Programm widerspiegelt, das sich immer noch in einer tieferen Testphase statt regulärer Service befindet.

Ein Teil des Grundes, warum die Anzahl ständig zurückgesetzt wird, ist, dass "Starship" nicht ein festes Fahrzeug ist. Block 1 zog sich bereits nach seinen frühen Flügen zurück, Block 2 flog von Flugtest 7 bis Flugtest 11, bevor er ebenfalls in den Ruhestand trat, und Block 3 übernahm ab Flugtest 12, wobei ein weiterer Block 4 bereits in Entwicklung ist. Jede Generation tauscht genug Hardware aus, dass Ingenieure praktisch Teile des Fahrzeugs jedes Mal erneut bewähren, wenn ein neuer Block erscheint.

Bau des Mondlandegeräts, das die NASA kaufte

Starships Job ist nicht auf Lieferungen in Erdorbit begrenzt. Das Fahrzeug steht im Zentrum von SpaceX's wiederverwendbaren Startziel-Ambitionen und Musks langfristigem Ziel der Kolonisierung des Mars, und die NASA wählte es separat als eines von zwei Landegerätdesigns für bemannte Artemis-Mondmissionen aus. Die NASA verband SpaceX mit dem Vertrag zum Entwerfen, Bauen und Fliegen einer Demonstration dieser Mondversion, genannt Starship HLS, im April 2021.

Test des Starship HLS-Andocksystems für die NASA
Die NASA testet das Starship HLS-Andocksystem als Teil der Artemis-Entwicklung. NASA, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Der Missionplan sieht vor, dass zwei oder mehr Astronauten sich von der Orion-Kapsel in das Starship-Landegerät bewegen, etwa sieben Tage auf der Mondoberfläche verbringen und mindestens fünf EVAs außerhalb des Raumfahrzeugs absolvieren, bevor sie in den Orbit zurückkehren.

SpaceX ist nicht die einzige Wette der NASA darauf. Der andere Artemis-Lander der Agentur, Blue Origin's Blue Moon, kommt aus einem separaten Vertrag mit einem Wert von 3,4 Milliarden Dollar, eine Erinnerung, dass sogar die NASA auf welchen wiederverwendbaren Mondlandegerät tatsächlich pünktlich ankommt.

Quellen