Raketenstart
Raketenstart
Da Raketenstarts ziemlich spontan (etwa 2 Wochen Vorlauf) festgelegt werden, ist es von Europa aus nicht möglich, vernünftig zu planen. Aber es gibt Ausnahmen. Die „spontanen“ Flüge sind welche, die Satelliten aussetzen oder zur ISS fliegen. Die können quasi immer starten. Eine Ausnahme bilden Flüge zu anderen Planeten. Die Planeten stehen nicht immer günstig. Um Treibstoff zu sparen, startet man also zu einem möglichst günstigen Zeitpunkt. Und dieser Zeitpunkt ist schon lange im Voraus bekannt. Solch einen Flug habe ich mir ausgesucht.
Am 10. Oktober 2024 ist der Start einer SpaceX Falcon Heavy geplant. Durch den Hurrikan, hatte die Rakete eine Verspätung von 4 Tagen und startete am 14.10. An Bord dieser Rakete ist die größte jemals von der NASA für eine Planetenmission etwickelte Sonde, „Europa Clipper“ genannt, die eine Umlaufbahn um den Jupiter anstrebt und dabei den Mond Europa zigfach annähern wird, bis runter auf 25km über der Mondoberfläche.
Recherchiert habe ich auf diesen Seiten: NASA, spacelaunchschedule, Kennedy Space Center, Nextspaceflight und Wiki.
Von der Startrampe Launch Complex 39 bzw. LC-39A des Kennedy Space Centers aus startet zum 189. Mal eine Rakete. Auf dem Luftbild ist es die rechte (südliche) Rampe. Diese Rampe wurde von der NASA ab Apollo 8 für die bemannte Raumfahrt benutzt, einschließlich 81 der 135 iconischen Space-Shuttle Starts. Die anderen Space Shuttles starteten von Rampe 39B (2,6km weiter nördlich auf dem Bild). Nach einem Umbau für SpaceX-Raketen, ist diese Rampe nun bereit für die größten und leistungsstärksten Raketen.
Um eine Rakete bzw. Die Nutzlast in einer Erdumlaufbahn zu schießen, muss das Gefährt eine enorme Geschwindigkeit erreichen. Sogar noch schneller, wenn es die Umlaufbahn verlassen soll und zu anderen Zielen im Weltall gelangen soll. Die Drehgeschwindigkeit der Erde ist am Äquator mit 1670km/h oder 464m/s am höchsten. (Im Vergleich: Zuhause drehe ich mich mit 1180km/h um die Erdachse und auf einem halben Meter vom Nordpol entfernt nur noch 0.5m*2*π/24h=13cm/h.) Diese Geschwindigkeit bekommt man „gratis“ dazu, wenn die Rakete in Drehrichtung der Erde startet, also nach Osten. Um Risiken zu minimieren, ist man gut beraten, über einem dünnen oder nicht besiedelten Gebiet zu starten. Daher ist Florida innerhalb der USA eine sehr gute Wahl. Hawai’i wäre auch gut geeignet, ist aber erst 1959 Bundesstaat der USA geworden und die Logistik dorthin ist nicht so einfach.
Salopp gesagt besteht die 97.000.000 Dollar teure Falcon Heavy aus 3 jeweils 3,66m breiten Erststufen der Falcon 9 Rakete, die nebeneinander angeordnet sind. Auf der mittleren Rakete sitzt dann noch eine Zweitstufe und darauf eine 5,2m breite, 13m hohe Kapsel mit der Nutzlast. So ist sie insgesamt 70m hoch. Durch diese dreifache Power ist sie aktuell die stärkste Rakete der Welt und kann bis zu 63,8 Tonnen mit einem Schub von 22.819kN ins Weltall buchsieren. Insgesamt wiegt die Rakete mitsamt Nutzlast und Treibstoff maximal 1421 Tonnen. Ein Großteil davon ist der Treibstoff. Die Rakete wird mit RP-1 betankt, ein hochraffiniertes Kerosin und mit auf -207°C tiefgekühltem Flüssigsauerstoff. Die Kühlung bewirkt, dass die Dichte des Sauerstoffs um 8% erhöht wird und somit mehr davon mitgenommen werden kann. Der Sauerstoff wird benötigt um das RP-1 zu oxidieren und später zum bremsen für die Rückkehr zum Landeplatz.
Für die Umwelt ist das natürlich nicht gut, solche Mengen fossiles CO2 einmal quer durch alle atmosphärischen Schichten zu pusten. Es gibt auch Raketen, die nur Wasserdampf hinterlassen, aber ab einer Höhe von 10-15km ist auch das schädlich: es gehört dort nicht hin. Solche Raketen entwickeln sogar mehr Schub, jedoch ist RP-1 dichter und punktet mit mehr Schubkraft pro Volumen. Es gibt noch einen dritten Treibstoff, Hydrazin; der ist sehr giftig und krebserregend.
Die am 29.12.2023 zuletzt benutzten Booster-Erststufen brennen 154 Sekunden lang und sind wiederverwendbar; Sie fliegen dann bereits zum 6. Mal. Nach den letzten fünf Flügen kehrten sie zurück und landen aufrecht stehend auf den 15km weiter südlich 600m auseinander gelegenen Landeplätzen „Landing Zone 1&2“. Die mittlere Erststufe brennt 187 Sekunden und würde im Atlantik auf einem Drohnenschiff landen. Für diese mittlere Stufe wird es der erste und aber auch der letzte Flug. Die Wiederverwendbarkeit ist vor allem für die Kosten gut. Der Umweltgedanke ist allerdings nicht ausschlaggebend dafür, dass sie recycled werden. In diesem Fall benutzt man jeden Tropfen Treibstoff für den Schub, sodass für die Rückkehr nichts übrig bleibt. Es fällt also alles einfach in den Ozean. Wenn die erste Stufe abgekoppelt ist, fliegt die zweite Stufe mit der Nutzlast weiter. Diese Stufe brennt maximal 397 Sekunden.
Ein paar Statistiken: Der Erstflug und somit Testflug dieser Falcon Heavy war spektakulär in Szene gesetzt, denn sie brachte ein rotes Cabrio mit einer Astronautenpuppe in eine Umlaufbahn um die Sonne. Der Flug am 14.10.2024 ist der insgesamt 185. Versuch etwas in eine Umlaufbahn um die Sonne zu bringen, die 396. Mission von SpaceX und im Jahr 2024 die 96. Mission von SpaceX. Sie ist die 11. Falcon Heavy von insgesamt 11 erfolgreichen Starts und die 2. Falcon Heavy in diesem Jahr.
Für die ganz neugierigen oder falls du gerne selbst was ins Weltall schießen willst: hier gibt es das Benutzerhandbuch zu dieser Rakete.
Der Start ist für einen Zeitraum von 21 Tagen zwischen dem 10. und 30. Oktober 2024 geplant. Bisher (Stand 10. September 24) sieht es so aus, dass der Termin am 10. Oktober eingehalten wird.
Nach dem Start von Cape Canaveral wird die Sonde mit besonders viel Schub von der Erde weg fliegen und tritt damit eine 5,5-jährige Reise zum Jupitersystem an. Zunächst befindet sie sich in einem elleiptischen Orbit um die Sonne. Dabei fliegt sie am Mars vorbei und lässt sich dort nach 5 Monaten Flugzeit vom ihm beschleunigen. Der Orbit um die Sonne ist aber noch nicht groß genug um zum Jupiter zu gelangen. Daher „fällt“ die Sonde im Dezember 2026 zurück zur Erde aber nutzt die Schwerkraft um bis zum Jupiter katapultiert zu werden. Die Geschwindigkeit reicht so eben bis dorthin.
Dort bleibt die Sonde in einem Orbit um den Jupiter und schwenkt nicht in eine Umlaufbahn um den Mond Europa. Dabei wird die Sonde 44 mal nahe am Mond vorbeifliegen und dabei alle nötigen Messungen durchführen.
Was in den allerersten Minuten der Reise passiert, wird in dieser Grafik dargestellt:
Europa Clipper ist die erste Mission um Jupiters Mond Europa zu studieren. Sie wurde von der NASA entwickelt und besteht aus einem Raumschiff, das ab April 2030 im Orbit um Jupiter zahlreiche Vorbeiflüge über Europa durchführen wird. Gestartet ist sie am 14.10.2024 um 12:05 von Cape Canaveral.
An Bord sind
- diverse hochauflösende Kameras und Spektrometer für die Fernerkundung der Oberfläche und der dünnen Atmosphäre Europas
- ein Radar welches durch Eis gucken kann um nach darunterliegendem Wasser zu suchen
- einen Magnetometer für’s Magnetfeld
- Instrumente zur Schwerkraftmessung um Hinweise auf die Beschaffenheit des Ozeans und sein tiefes Inneres zu bekommen
Alle Instrumente an Bord werden in dieser pdf der NASA detailliert beschrieben.
Nach erfolgter Mission wird das Raumschiff auf dem Mond Ganymede in September 2034 aufschlagen.
Eckdaten
- Startgewicht: 6065kg, davon
- 2750kg Treibstoff (Monomethylhydrazin und Distickstofftetroxid) welcher zur Hälfte für das Einschwenken in die Jupiterumlaufbahn verwendet wird und der Rest zur Lageregelung verwendet werden kann
- 82kg Instrumente
- eine 150kg schwere Titan- und Aluminiumabschirmung, die die Instrumente vor der intensiven Strahlung schützt
- Höhe: 6m
- Breite: 22m mit Solarmodulen (die jeweils eine Fläche von 18m² haben)
Für ein besseres Verständnis der Größe:
Am selben Tag war noch ein zweiter Start angesetzt. Eigentlich am nächsten Tag, denn es war schon weit nach Mitternacht. Genauer: 2:10 Uhr Ortszeit.
Wieder eine Rakete von SpaceX, eine Falcon 9, also so eine wie die Falcon Heavy, nur ohne Booster. In diesem Fall kam die erste Stufe zurück zu einem Dronenschiff. An Bord waren 23 Satelliten für das Starlink-System. Auch diese Rakete war 70m lang.
Zum 273. Mal startete mit dieser Rakete eine vom Launch Pad 40. Die Erststufe war zuletzt am 4. 8. 2024 geflogen und absolvierte heute den 11. Flug. Das war der 97. SpaceX Flug in diesem Jahr.