Illustration: Jason Torchinsky
Sie wissen, dass wir eine Rückkehr zum Mond planen, oder? Schließlich haben wir dort einige Elektroautos zurückgelassen, und wir sollten nach ihnen sehen. Vielleicht erinnern Sie sich auch daran, dass die NASA den Vorschlag von SpaceX für eine Mondlandefähre auf der Grundlage ihres in der Entwicklung befindlichen Raumschiffs Starship ausgewählt hat, und vielleicht erinnern Sie sich auch daran, dass Jeff Bezos das nicht so gut aufgenommen hat und über Blue Origin, Bezos’ Raumfahrtunternehmen, dessen Landefähre nicht ausgewählt wurde, Protest gegen die Entscheidung eingelegt hat. Das dritte in Frage kommende Unternehmen, Dynetics, legte ebenfalls Protest ein, woraufhin das Government Accountability Office (GAO) die Angelegenheit untersuchte und einen Bericht veröffentlichte. Dieser Bericht enthält interessante Dinge.
Ich habe mir den Bericht angesehen, und er zeigt, dass die NASA die Entscheidung für SpaceX uneingeschränkt unterstützt. Ein wichtiger Grund dafür ist, dass der Vorschlag von SpaceX mit knapp drei Milliarden Dollar der billigste war, während Blue Origin mit fast sechs Milliarden fast doppelt so viel und Dynetics mit neun Milliarden nur halb so viel kostete.
Screenshot: GAO/NASA
Vielleicht fällt Ihnen in diesem Diagramm auf, dass das Angebot von Dynetics als einziges in der Kategorie “technisch” als “marginal” eingestuft wurde. Das führt uns zu der vielleicht schlimmsten Verbrennung in der Geschichte der NASA/GAO.
Obwohl ich persönlich der Meinung bin, dass dies das praktischste Design für einen Lander ist – geringer Abstand zur Oberfläche, leichter Ein- und Ausstieg, ein guter Start für eine modulare Basis – sieht es so aus, als ob die Masse des Dynetics-Landers größer ist als die Schubkraft seiner Triebwerke, was, wie Sie sich wahrscheinlich denken können, ein Problem darstellt.
G/O Media könnte einen Auftrag erhalten
Im GAO-Bericht heißt es (Hervorhebung von mir):
“Erstens protestiert Dynetics gegen die Zuweisung einer signifikanten Schwäche durch die Agentur, weil der Vorschlag die behaupteten Möglichkeiten zur Massenreduzierung, die notwendig sind, um das Defizit zwischen der Massenschätzung für das von Dynetics vorgeschlagene integrierte Abstiegs-/Abstiegselement (DAE) und der aktuellen flugdynamischen Massenzuweisung zu schließen, nicht angemessen begründen konnte. Damit eine Rakete von einer Startrampe abheben kann, muss die Wirkung oder der Schub der Rakete größer sein als die Masse der Rakete, die sie anhebt. Siehe “Rocket Principles,” NASA, verfügbar unter https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/TRCRocket/ rocket_principles.html (zuletzt besucht am 25. Juli 2021).”
Sehen Sie, was die NASA hier getan hat? Sie hat Dynetics den Link für das K-12 Bildungsportal der NASA gegeben! Die Seite trägt den Titel Der Anfängerleitfaden für Raketen!”
Screenshot: Dynetics/NASA
Daaaaaaammmmmnnnn, NASA. Das ist kaltblütig.
Außerdem war dies ein öffentlich zugängliches Dokument, und natürlich haben die Leute das bemerkt. Es wurde sogar öffentlich angeprangert.
Aber was ich an dem Dokument am interessantesten finde, hat mit den Details zu tun, die SpaceX für die Pläne für sein Raumschiff Human Landing System (HLS) vorschlägt.
Die Wahl von Starship als Landegerät hat viele interessante Aspekte, die hauptsächlich mit der Tatsache zu tun haben, dass Starship viel mehr als nur ein Landegerät ist – es ist ein Allzweck-Raumschiff und hat als solches Fähigkeiten, die weit über das hinausgehen, was die NASA von einem Landegerät erwartet.
Der offensichtlichste Teil davon ist, dass es absolut riesig ist. Dies kann ein erheblicher Vorteil sein, da es sehr großzügige Mannschaftsunterkünfte, zwei Luftschleusen, große Treibstoff-/Oxidationsmittelkapazitäten und die Möglichkeit bietet, eine große Menge an Masse auf dem Mond zu landen und auch eine große Menge an Masse vom Mond zu transportieren.
All das und die vollständige Wiederverwendbarkeit sind ebenfalls geplant. Es ist wirklich ein beeindruckendes Raumfahrzeug.
All diese Spezifikationen gingen weit über das hinaus, was die anderen Wettbewerber vorschlugen, so dass ich verstehe, warum die NASA diese Art von Fähigkeiten haben wollte. Meiner Meinung nach hat das große Starship-Design jedoch einen erheblichen Nachteil, der mit dem großen Abstand zwischen der Tür des Landegeräts und der Oberfläche zusammenhängt:
Screenshot: SpaceX
Ich denke, dass es hier definitiv Probleme geben könnte, aber ich stimme der NASA zu, dass das Raumschiff insgesamt extrem fähig ist, und ich bin zuversichtlich, dass sie einen Weg finden werden, um das Problem des riesigen letzten Schritts zu entschärfen.
Der Teil der Starship-Entscheidung, der mich wirklich überrascht hat, war dieser (nochmals, Hervorhebung von mir):
Wie oben erwähnt, sah das Betriebskonzept von SpaceX insgesamt sechzehn Starts vor, bestehend aus: 1 Start seines [GELÖSCHT]; 14 Starts seiner Tanker-Raumschiffe zur Versorgung mit Treibstoff [GELÖSCHT]; und 1 Start seines HLS-Lander-Raumschiffs, das [GELÖSCHT] sein und dann zum Mond reisen würde. Siehe z. B. AR, Tab 213, SSA Briefing Slides – Part I, at 35813. Die Beschwerdeführer machen geltend, dass die Option A BAA einen FRR für jeden Start oder insgesamt 16 FRR, einen für jeden im SpaceX-Betriebskonzept vorgesehenen Start, erfordert. Die Beschwerdeführer machen geltend, dass die NASA auf diese wesentliche Anforderung verzichtet habe, als sie von SpaceX nur 3 FRR oder einen FRR für jeden Typ von Raumschiff verlangte.
Sehen Sie das? Um Starship von der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) zum Mond zu bringen, plant SpaceX 14 Starts von Starship Tanker-Varianten, die das Starship HLS Landegerät auftanken werden, bevor es seine Reise zum Mond antreten kann.
Zählt man den Start des Starship-Landers und einen geschwärzten Start (ich glaube, es handelt sich um ein orbitales Treibstoffdepot) hinzu, sind es insgesamt 16 Starts. Und diese Starts müssten in einem fIch denke, dass die Zeit, in der das Landegerät des Raumschiffs die Erde umkreist, recht kurz sein wird.
Die “FRRs” in diesem Zitat beziehen sich auf “Flight Readiness Reviews”, die nach Ansicht der beiden protestierenden Unternehmen ein Problem mit SpaceX darstellen, das aus irgendeinem Grund nur drei vorschlagen musste. Ich bin mir nicht sicher, ob das eine große Sache ist, aber was eine große Sache ist, ist die Logistik des Starts, des Andockens und des Auftankens eines Schiffs 14 Mal hintereinander.
Ich sage nicht, dass es nicht möglich ist – die Raumfahrtbehörden haben Raumfahrzeuge in der Umlaufbahn aufgetankt, seit die Sowjets 1977 Saljut 6 starteten, das von einem unbemannten Progress-Raumschiff aufgetankt wurde. Technisch ist es sicherlich machbar, aber es wird das erste Mal sein, dass etwas in dieser Größenordnung versucht wird.
Aber es geht ja auch darum, größere und bessere Dinge zu tun, nicht wahr? Und Starship soll wiederverwendbar und einfach zu starten und zu landen sein. Wenn das alles stimmt, dann sollten sie doch in der Lage sein, vierzehn davon nacheinander zu starten, oder?
Es wird sehr interessant sein zu sehen, wie sich dies entwickelt, und wenn es funktioniert, sollte ein gutes Nebenprodukt dieses anspruchsvollen Startplans bedeuten, dass jeder in kurzer Zeit sehr gut im Starten von Raketen werden muss.
Auf der Grundlage der Informationen im GAO-Bericht stelle ich mir vor, wie ein Starship HLS-Missionsplan aussehen könnte:
Illustration: Jason Torchinsky
Der Starship-Lander wird ohne Besatzung gestartet; die Besatzung startet separat in einem Orion-Raumschiff zum Mond, daher habe ich den Start hier nicht dargestellt. Dieses Diagramm zeigt, wie es in der Mondumlaufbahn auf das Starship HLS wartet.
Technisch gesehen gibt es eine Reihe von Orten, an denen die Betankung stattfinden könnte: eine niedrige Erdumlaufbahn (hier gezeigt), eine höhere geosynchrone Umlaufbahn, der Lagrange-Punkt zwischen Erde und Mond, eine Mondumlaufbahn und so weiter.
Jede dieser Möglichkeiten hat wahrscheinlich Vor- und Nachteile, die Leute, die schlauer sind als ich, besser verstehen, aber ich denke, dass der Plan bisher auf eine niedrige Erdumlaufbahn ausgerichtet ist.
Blue Origin nutzte die große Anzahl der erforderlichen Starts, um ein wenig über SpaceX zu lästern, wie Sie in einer von ihnen veröffentlichten Infografik sehen können:
Illustration: Blue Origin
Sie bezeichnen die hohe Anzahl von Starts als “immens komplex und risikoreich”, und damit haben sie nicht ganz unrecht, aber es spricht einiges dafür, die Fähigkeit zu entwickeln, all diese komplexen und risikoreichen Starts durchzuführen, die die Grundlage für ehrgeizigere Missionen in der Zukunft bilden könnten.
Sie weisen auch auf das Problem der unglaublich hohen Tür hin, aber es ist ja nicht so, dass die 32 Fuß des Blue Origin-Landers für sie nur ein kleiner Sprung zum Boden sind.
Es gibt viele interessante Dinge in diesem Dokument, und insgesamt denke ich, dass sich die Wahl von SpaceX als gut erweisen wird. Es ist nicht unbedingt das ideale Design für einen Lander, aber ich denke, dass dies durch die Tatsache gemildert wird, dass es sich um ein echtes, allgemein verwendbares, solarsystemtaugliches Raumfahrzeug handelt, und das ist ein fantastischer Schritt, den man machen kann.
