Alles über den elften Flug der Starship auf einen Blick: Das Ende der zweiten Generation Starship, und die "Chopsticks für das Raumschiff" sind bald da.
Am 14. Oktober Ortszeit in Peking absolvierte SpaceX, das von Elon Musk geführt wird, den elften integrierten Flugtest des Starships (im Folgenden als "11. Flug" bezeichnet). Der Super Heavy - Booster hat bisher alle Konfigurationen und Leistungstests der Landebrennphase erfolgreich abgeschlossen und ist anschließend ausgeschaltet und ins Meer gefallen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung ist die Testmission des Raumschiffs noch in Gang.
Das Starship - Kombinationssystem für diesen Flug besteht aus dem Raumschiff S38 und dem Super Heavy - Booster B15.2 (ein zweitgeführter Booster, der bereits acht Flüge absolvierte). Dies ist auch der letzte Flugtest des zweiten Generations - Starships.
SpaceX hat die Zielsetzung des "11. Flugs" klar definiert: Aufbauend auf den Ergebnissen des "10. Flugs" werden weitere Tests durchgeführt, um Daten zur Landebrennkonfiguration und Leistung für den Super Heavy - Booster der dritten Starship - Generation zu sammeln. Außerdem werden Drucktests an den Hitzeschildplatten des Raumschiffs sowie Tests zur Raketenzündung im Weltraum, Manövern zur Rückkehr zum Startplatz und Navigationseffizienz durchgeführt.
Das Starship - Kombinationssystem S38B15.2 auf dem Startturm, Quelle: SpaceX
01 Kernmission: Bahnbrecher für die dritte Starship - Generation und Vorbereitung für die Rückkehr des Raumschiffs
Der Super Heavy - Booster B15.2, der beim "11. Flug" des Starships eingesetzt wird, ist ein wiederverwendeter Booster, der bereits acht Flüge absolvierte. 24 der 33 Raptor - Motoren der Version 2 werden wiederverwendet, was ein Schlüsselpunkt bei der Kostensenkung ist. Das Kernziel des Boosters ist es, die Konfiguration der Landebrennphase des nächsten Generations - Starship - Boosters zu validieren, insbesondere die unterschiedlichen Leistungsdaten beim Starten und Stoppen der Motoren während der Übergänge zwischen verschiedenen Flugphasen, einschließlich:
● Zu Beginn der Landebrennphase werden 13 Motoren gezündet.
● Während der Wendephase werden auf 5 Motoren umgeschaltet, um die Motoranordnung während der feinen Bahnkorrekturmanöver bis zum Startturm zu simulieren (bei der zweiten Starship - Generation waren es 3 Motoren).
● Nach Ende der Landebrennphase werden auf 3 zentrale Motoren umgeschaltet, und das Raumschiff erreicht einen vollständigen Schwebezustand auf Meereshöhe, um die Motoranordnung während des "Fangens" der Rakete mit den "Chopsticks" zu simulieren. Anschließend wird der Booster ausgeschaltet und fällt in die amerikanische Bucht (Golf von Mexiko), ohne dass eine Rückgewinnung geplant ist.
SpaceX erklärt, dass die Standardkonfiguration des Super Heavy - Boosters der dritten Starship - Generation 5 Motoren vorsieht, die für die feine Bahnkorrektur des Boosters verwendet werden, um zusätzliche Redundanz beim Abschalten der Motoren zu gewährleisten.
Schematische Darstellung der Hauptphasen des suborbitalen Flugs des Starships, Quelle: SpaceX
Die Kernaufgabe bei der Validierung des zweiten Stufensystems S38 des Starships ist die Vorbereitung für die spätere Rückkehr zum Startplatz (es muss sicher zurückkehren, nachdem es gestartet wurde). Auch hier wird das Raumschiff nicht wieder gewonnen, sondern im Indischen Ozean abgesetzt. Die Validierungsaufgaben umfassen:
●Dynamische Schrägmanöver - Test. Das heißt, vor der Landebrennphase und dem Absturz (am Ende des Wiedereintritts in die Atmosphäre) werden die Leistung des dynamischen Schrägmanövers und des Unterschall - Leitungsalgorithmus getestet, um eine präzise Kontrolle des Raumschiffs zu gewährleisten und ein Abweichen von der Flugbahn zu vermeiden.
●Test der Stabilität und Zuverlässigkeit der Motorzündung im Weltraum. Test der Stabilität und Zuverlässigkeit der Wiederzündung eines Raptor - Motors im Weltraumvakuum (dieser Test war beim "10. Flug" bereits erfolgreich).
●Test der Hitzeschutzgrenze. Einige Hitzeschildplatten werden erneut entfernt, und in einigen Bereichen wird keine zusätzliche Wärmeabsorptionsschicht installiert, um die maximale Belastung des Raumschiffs während des Wiedereintritts in die Atmosphäre zu testen (stetige Kostensenkung).
●Test der Nutzlastabgabe. Ähnlich wie bei den vorherigen Tests wird die Abgabe von Starlink - Satellitensimulatoren getestet (dieser Test war beim "10. Flug" bereits erfolgreich). Die Simulatoren werden sich auf derselben suborbitalen Bahn wie das Raumschiff befinden und werden vermutlich nach Eintritt in die Atmosphäre funktionsuntüchtig werden.
Es ist erwähnenswert, dass Gwynne Shotwell, Vizepräsidentin von SpaceX (verantwortlich für Bau und Flugzuverlässigkeitstests), zuvor erklärte, dass das Raumschiff beim "11. Flug" mit einer "Knochenhaut - Folie" überzogen wurde, um die Spalten zwischen den Hitzeschildplatten zu füllen und die bisherigen Füllmaterialien zu ersetzen. Dies soll sowohl die Hitzeschutzwirkung verbessern als auch die Zeit für das Anbringen der Hitzeschildplatten und das Füllen der Spalten verkürzen und somit die Wiederverwendbarkeit erhöhen.
Informationen zum Starship - System beim 11. Flug, Quelle: @vikranthjonna
02 Das letzte "Showstück" der zweiten Starship - Generation
Bis jetzt wurde der Starship insgesamt 11 Mal gestartet. Die ersten 6 Flüge wurden von der ersten Starship - Generation durchgeführt, und die letzten 5 Flüge ("7. Flug" und später) wurden von der zweiten Starship - Generation übernommen.
Vor diesem Flugtest hatte SpaceX bereits angekündigt: Wörtlich ausgedrückt, ist dies die letzte Raketenstarts des Starbase Pad 1 (PAD A) in der aktuellen Konfiguration - der zweiten Starship - Generation.
Nach den bisherigen Statistiken wurden der "7. Flug" und der "10. Flug" teilweise erfolgreich abgeschlossen, der "8. Flug" und der "9. Flug" waren vollständig erfolgreich. Auch der aktuelle "11. Flug" verläuft sehr glatt. Die Wiedereintritts - und Rückgewinnungsfähigkeiten der zweiten Starship - Generation sind im Vergleich zur ersten deutlich verbessert, einschließlich der Validierung der Hitzeschutzgrenze, der Abgabe von Nutzlasten und der Raketenzündung im Weltraum. Dies sind die Schlüssel für die vollständige Rückgewinnung, Wiederverwendung und Kommerzialisierung der dritten Starship - Generation in Zukunft.
Mit den Änderungen in der Konfiguration, einschließlich Design, Struktur und Gewicht, der dritten Starship - Generation muss der Starbase Pad 1 - Startplatz entsprechend umgebaut werden.
Zusätzlich werden der Pad 2 (Pad B) und der L39A - Startplatz am Kennedy Space Center in Florida in Zukunft für Flugtests eingesetzt (mehrere Startplätze sind der Schlüssel für zukünftige Hochfrequenzstarts).
Darüber hinaus erfordert die Erhöhung der Anzahl der Startplätze auch eine Erweiterung der lokalen Fertigungsfabriken (Starship Starfactory) und Montagehallen (Megabay). Derzeit werden die Montagehallen in Florida und Texas erweitert. Die Hebekapazität der Montagehalle in Florida wird erheblich erhöht, und sie soll Ende 2026 in Betrieb gehen.
Bevor die Fertigungsfabrik in Florida fertiggestellt ist, wird der Starship weiterhin in der Fabrik in Boca Chica, Texas, hergestellt und dann per Barge nach Florida transportiert, um dort montiert und gestartet zu werden.
03 Das dritte Starship - Kombinationssystem
Elon Musk gab im März dieses Jahres bekannt, dass das dritte Starship - Kombinationssystem bereits in der Endphase der Entwicklung ist. Er ist zuversichtlich, dass 2026 eine Nutzlast von 100 Tonnen in die Umlaufbahn gebracht werden kann und dass das System vollständig wiederverwendbar sein wird. Innerhalb von 12 Monaten soll dann eine Startfrequenz von einmal pro Woche erreicht werden.
Bei der All - In - Konferenz im September gab Musk weitere Details preis und betonte, dass das dritte Starship von den Motoren über den Booster bis zum Raumschiff eine "gewaltige Aufrüstung" im Vergleich zur zweiten Generation erfahren wird, einschließlich Design und Struktur, Motorleistung und Anpassung der Missionen. Die Konfiguration ist auf eine Marslandung ausgelegt, aber die Marsmission wird letztendlich von der vierten Starship - Generation durchgeführt werden.
Die Gesamthöhe des dritten Starship - Kombinationssystems wird über 124 Meter betragen. Dank neuer Stahllegierungen und Schweißtechniken wird bei gleichbleibender struktureller Stabilität das Gesamtgewicht um 10 % - 15 % reduziert, was den Kraftstoffverbrauch senkt und die Tragfähigkeit erhöht. Der Nutzlastanteil wird ebenfalls verbessert. Darüber hinaus wird das Nutzlastvolumen aufgrund der Verbesserungen am Raketenkörper um 20 % erhöht.
Parameterkonfigurationen unterschiedlicher Starship - Versionen, Quelle: @elonmusk
Beim Antriebssystem werden die Motoren von der zweiten Raptor - Generation auf die dritte Generation aktualisiert. Der Kraftstoffwirkungsgrad wird um 10 % - 15 % verbessert, die Schubkraft eines einzelnen Motors wird von 230 Tonnen auf 280 Tonnen erhöht, und die Nutzlast beträgt 100 Tonnen.
Beim Design und der Struktur ist die typischste Verbesserung des dritten Starships die neue Gitterflügelanordnung am Booster. Die Größe der Gitterflügel wird um 50 % vergrößert, und sie sind robuster. Die Anzahl wird von 4 auf 3 reduziert.
Außerdem sind die Gitterflügel in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, um den Wiedereintritts - Luftwiderstand zu reduzieren und größere Anstellwinkelflüge zu ermöglichen.
Zusätzlich sind die Gitterflügel am Booster tiefer positioniert als bei der aktuellen Generation, um die starke Wärme und den Schub der Motorabgase während der Wärmebelastungsphase zu vermeiden und das Problem des Schmelzens der Gitterflügel in den frühen Flugtests zu lösen. Dies erhöht indirekt die Wiederverwendbarkeit des Boosters.
In den vergangenen Generationen des Starships wurde am meisten über das "Fangsystem" (Chopsticks) gesprochen. In Zukunft wird es auch eine vollständige Turm - Rückgewinnung sowohl für den Booster als auch für das Raumschiff geben (die Kosten für die Rückgewinnungsschiffe auf dem Meer können eingespart werden).
Nach den von SpaceX veröffentlichten Fortschritten und Plänen wird der dritte Starship voraussichtlich Ende 2025 Bodenprüfungen durchlaufen. Der Erstflug könnte Mitte 2026 stattfinden, abhängig von der Fertigstellung des Pad B - Startturms und der Massenproduktion der dritten Raptor - Motoren. Es wird weiterhin ein suborbitaler Flug sein. Wenn der Erstflug erfolgreich verläuft, werden anschließend Orbitmissions durchgeführt.
Nach den Informationen auf der offiziellen SpaceX - Website wird voraussichtlich 2028 eine Frachtmission zum Mond und 2030 eine Frachtmission zum Mars durchgeführt. Der durchschnittliche Preis für die Nutzlast beträgt "100 Millionen US - Dollar pro Tonne".
Dieser Artikel stammt von "Tencent Technology", Autor: Su Yang, Redakteur: Zheng Kejun. 36Kr hat die Veröffentlichung mit Genehmigung durchgeführt.