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SpaceXs erster Orbital-Raumschiff-Motor atmete gerade Feuer – Teslarati

Weniger als drei Wochen nach dem Versand nach Texas, SpaceX sagt, dass Starship erste Raptor Vacuum Motor hat eine "Volldauer-Testfeuer" auf dem Marsch in Richtung Orbital-Testflüge abgeschlossen.

Bekannt als Raptor Vacuum oder RVac, basiert der Motor fast vollständig auf seinem meeresspiegeloptimierten Cousin und nimmt alle komplexen Turbomaschinen und Brennkammern, die den Großteil eines Raketentriebwerks darstellen. Die Dinge beginnen unter der Kehle des Brennraums (dem schmalen Teil der zentralen Sanduhr-ähnlichen Kurve) zu divergieren, wo SpaceX die bestehende Glockendüse von Raptor um den Faktor fünf oder mehr erweitert hat.

Das wiederverwendbare Raumschiff Starship von SpaceX wird eine Mischung aus drei Raptors auf Meereshöhe und drei Raptor Vacuum-Motoren verwenden, um ihm den Schub zu geben, den es braucht, um den Orbit zu erreichen und einen effizienten Betrieb sowohl in der Atmosphäre als auch im Vakuum zu gewährleisten.

Raptor Vacuum (ungefähr) neben Raptor Sea Level, einer Space Shuttle Main Engine (SSME) und einer Saturn V F-1 zu skalieren. (Teslarati)

Einfach ausgedrückt kann ein Raketenmotor von einer vakuumoptimierten Düse profitieren, da die zusätzliche Oberfläche (mehr oder weniger) den extrem hochdruckigen Gasen, die aus der Brennkammer ausscheiden, noch mehr Fußhalten gibt, gegen die sie drücken können. Raketendüsen sind am effizientesten, wenn das Abgas des Motors sich in dem Moment, in dem die Glocke austritt, auf den Umgebungsdruck ausdehnt. Logischerweise ist der Luftdruck auf dem Meeresspiegel auf der Erde recht hoch, was bedeutet, dass sich der Raketenauspuff nicht so stark ausdehnen muss, um auszugleichen.

Im Vakuum des Raumes müssen sich die Abgase jedoch viel stärker ausdehnen, um den gleichen Druck wie seine Umgebung zu erreichen. Für den Raketenantrieb kann diese zusätzliche Ausdehnung genutzt werden, um einen effizienteren Motor zu machen, zusätzliche Energie aus dem gleichen Treibmittel zu quetschen und in einem perfekten Vakuum, die effizienteste Düse wäre technisch unendlich. Technische und physische Infinitäten kommen leider nicht gerade zurecht, so dass Vakuumraketeningenieure gezwungen sind, sich auf einer Düsengröße in einem Maßstab niederzulassen, den der Mensch machbar herstellen kann.

Theoretisch braucht Starship keine Raptor Vacuum-Motoren, um ein funktionierendes Orbital-Raumschiff zu sein, und CEO Elon Musk selbst hat erst vor zwei Jahren ein Design mit sieben Seetriebwerken auf den Markt gebracht. Seitdem enthüllte der SpaceX-Chef, dass Raptor so gute Fortschritte machte, dass das Unternehmen die Entfernung von vakuumoptimierten Motoren aus dem Basisdesign von Starship rückgängig machte.

Schau mal, Ma, keine Vakuummotoren! (SpaceX)

Es ist unklar, was SpaceX genau bedeutet, wenn es heißt, dass Raptor Vacuum SN1 einen "Volldauer-Testbrand" abgeschlossen hat. Für Starship wäre ein Vollständigkeits-Orbital-Einfügebrand – beginnend unmittelbar nach der Trennung des Super Heavy Boosters – wahrscheinlich nicht kürzer als fünf oder sechs Minuten. Selbst für SpaceX wäre der Weg vom ersten Motor (Raptor Vacuum) zu einem erfolgreichen mehrminütigen statischen Brand in weniger als drei Wochen eine fast unvorstellbare Ingenieursleistung. Das Kunststück würde bedeuten, dass SpaceX bereits extrem komfortabel mit mehrminütigen Raptor-Verbrennungen ist – vielleicht die größte Hürde zwischen Raumschiff und Orbit.

Wahrscheinlicher ist, dass "Volldauer-Testbrand" einfach auf die Tatsache verweist, dass der Pathfinder Raptor Vacuum Motor es geschafft hat, sich zu entzünden, zu verbrennen und planmäßig herunterzufahren – mit anderen Worten, eine vorzeitige Abschaltung zu vermeiden. Für einen motorigen Motor, der so groß und komplex ist wie Raptor, wäre selbst diese herabgestufte Interpretation eine beeindruckende Leistung.

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