SpaceX

Space Exploration Technologies Corporation
Rechtsform	Privat
Gründung	2002
Sitz	Hawthorne, Vereinigte Staaten
Leitung	Elon Musk (CEO und CTO), Gwynne Shotwell (Präsidentin und COO), Tom Mueller (Vizepräsident für Triebwerksentwicklung), Hans Koenigsmann (Vizepräsident Missionssicherheit und Chefingenieur für die Raketenstarts), Lars Blackmore, Principal Rocket Landing Engineer
Mitarbeiterzahl	> 5.000[1]
Branche	Luft- und Raumfahrttechnik
Website	spacex.com

Falcon 9 während des Starts (2010)

Falcon 1 auf der Startplattform in Vandenberg AFB

SpaceX (Space Exploration Technologies Corporation) ist ein privates US-amerikanisches Raumfahrtunternehmen. Das Unternehmen wurde mit dem Ziel gegründet, Technologien zu entwickeln, die es der Menschheit ermöglichen sollen, den Mars zu kolonisieren und das Leben auf anderen Planeten zu verbreiten.^[2] Nach anfänglichen Fehlschlägen der neuentwickelten Rakete Falcon 1 wurde die Firma innerhalb weniger Jahre mit der Falcon 9 und dem Raumschiff Dragon zu einem bedeutenden Versorger der Internationalen Raumstation (ISS).

Durch das starke Wachstum erreicht SpaceX 2017 voraussichtlich einen Marktanteil von 45 % bei den Satellitenstarts. Damit hat SpaceX den größten Anteil aller Wettbewerber. Für 2018 werden bereits 60 % vorausgesagt.^[3]

Neben dem Start der Dragon-Kapseln dient die Falcon 9 dem Start von kommerziellen Nutzlasten. Dafür werden von SpaceX mehrere Startanlagen an Ost- und Westküste betrieben, ein neues Startzentrum am Golf von Mexiko ist in Entstehung. Außerdem arbeitet die Firma an der Falcon Heavy, nach der Planung die stärkste Rakete der Vereinigten Staaten nach der Saturn V.

Die Wiederverwendung der Falcon-9-Erststufen ist ein fester Bestandteil der mittelfristigen Planungen der Firma. Im Dezember 2015 gelang SpaceX nach mehreren fehlgeschlagenen Landeversuchen auf dem Autonomous spaceport drone ship beim 20. Start einer Falcon 9, der dem Start von 11 Satelliten der Firma Orbcomm diente, die erste Stufe aus dem All sicher nach Cape Canaveral zurückzufliegen.^[4] Da in der ersten Stufe insbesondere neun der zehn Merlin-Triebwerke einer Falcon 9 eingebaut sind, repräsentiert diese den größten Teil der Baukosten der Gesamtrakete.

Mit der wiederaufgearbeiten Erststufe der Falcon 9 der Mission SpaceX CRS-8 vom 8. April 2016 gelang am 30. März 2017 bei der Mission SES-10 sowohl der Transport der Zweitstufe und der Nutzlast, dem namensgebenden Kommunikationssatelliten SES-10, in den Weltraum, als auch eine erneute Landung auf einem der beiden Autonomous spaceport drone ships von SpaceX, der Of Course I Still Love You im Atlantischen Ozean. Der Start der Rakete erfolgte zuvor vom Kennedy Space Center Launch Complex 39a.^[5]

Eine bemannte Version der Dragon (Dragon V2) soll 2018 zum ersten Mal mit Astronauten in den Weltraum starten und von da an regelmäßig für den Besatzungswechsel verwendet werden. Ende 2018 sollen mit ihr auch zwei Weltraumtouristen einen bemannten Flug um den Mond unternehmen.^[6]

Führungsmannschaft

Wichtige Führungskräfte von SpaceX sind der Gründer und Haupteigentümer Elon Musk (CEO und CTO), Gwynne Shotwell (Präsidentin und COO), Tom Mueller (Vizepräsident für Triebwerksentwicklung), Hans Koenigsmann (Vizepräsident für Missionssicherheit und Chefingenieur für die Raketenstarts) und Lars Blackmore, Principal Rocket Landing Engineer (etwa: Oberster Ingenieur für Raketenlandungen).

Geschichte

SpaceX wurde im Juni 2002 von dem Unternehmer Elon Musk gegründet, der mit den zwei Internetfirmen Zip2 und PayPal mehrere hundert Millionen US-Dollar verdient hatte und einen großen Teil davon für die Gründung von SpaceX aufwendete.

Die Firma startete mit etwa 30 Angestellten die Entwicklung der Falcon 1. Die meisten Teile dieser Rakete, wie die beiden Triebwerke Merlin und Kestrel, waren Neuentwicklungen. Im Juni 2005 waren bereits etwa 130 Mitarbeiter bei SpaceX angestellt.

Nachdem die ersten drei Flüge in Fehlschlägen endeten, startete Falcon 1 im September 2008 erstmals erfolgreich in die Erdumlaufbahn. SpaceX stellt somit die erste komplett privat entwickelte Flüssigtreibstoffrakete, die den Orbit erreichte.

Im Dezember 2008 wurde ein Vertrag zwischen SpaceX und der NASA über 1,6 Milliarden US-Dollar für zwölf Versorgungstransporte zur Internationalen Raumstation ISS unterzeichnet. Dabei sollen insgesamt 20 Tonnen Fracht mit Falcon-9-Raketen zur ISS geliefert werden.^[7]

Nach den Entwicklungs- und Demonstrationsflügen werden durch SpaceX seit 2012 Versorgungsflüge zur ISS durchgeführt und für Kunden wie SES S.A., AsiaSat, Thaicom und Orbcomm Satellitenstarts durchgeführt.^[8]

Im September 2014 vergab die NASA auf Basis des vorgestellten Modells der bemannten Version Dragon V2 einen Auftrag in Höhe von 2,6 Milliarden US-Dollar zur Realisation des Raumschiffes einschließlich eines Demonstrationsfluges mit zwei NASA-Astronauten. Nach erfolgreichem Flug und Zertifizierung durch die NASA sollen zwei bis sechs bemannte Missionen beauftragt werden. Die Finanzierung erfolgt im Rahmen des NASA-Entwicklungsprogrammes Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap).^[9]

Am 28. Juni 2015 explodierte die Falcon 9 eines Dragon-Versorgungsfluges auf dem Weg zur ISS.^[10]

Am 22. Dezember 2015 um 1:29 UTC startete eine verbesserte Falcon 9-Rakete von der amerikanischen Cape Canaveral Air Force Station in den erdnahen Satellitenorbit. Dort teilte sich die Stufenrakete und die zweite Stufe setzte elf Kommunikationssatelliten der Firma Orbcomm aus. Die erste Stufe führte die weltweit erste sanfte Landung einer orbitalen Trägerrakete erfolgreich um 1:40 UTC durch. SpaceX ist es damit als erstem Unternehmen gelungen, die Hauptstufe einer Rakete sicher zur Erde zurück zu bringen.^[11] Nach dem Rückschlag durch die Launchpad-Explosion startete SpaceX am 14. Januar 2017 erneut eine Rakete mit 4 Iridium-Satelliten.

Die erste Wiederverwendung einer ersten Raketenstufe gelang im März 2017. Dabei wurde ein Kommunikationssatellit, der SES-10, vom Launch Complex 39A in den geostationären Erdorbit befördert. Verwendet wurde die Erststufe, welche am 8. April 2016 während der Mission CRS-8 als erste auf dem Autonomous spaceport drone ship landete.^[12] SpaceX hat beim Start der Falcon 9 mit dem Satellit SES-10 am 31. März 2017 zum ersten Mal eine Raketenstufe wiederverwendet. Danach landete die erste Stufe zum zweiten Mal erfolgreich auf dem Drohnenschiff „Of Course I Still Love You“.^[13]

SpaceX wandte sich 2014 gegen die bis dahin übliche Praxis des Militärs der USA, Weltraumflug-Aufträge ausschließlich an die United Launch Alliance, bestehend aus Boeing und Lockheed Martin, zu vergeben. Der Start einer Falcon-9-Rakete als erster militärischer Auftrag an SpaceX erfolgte am 1. Mai 2017. Auftraggeber war das Nationale Aufklärungsamt der USA (NRO), ein militärischer Nachrichtendienst, der Spionagesatelliten herstellt und betreibt. Der Name der Mission lautet „NROL-76“, Details zu den ins All beförderten Objekten wurden nicht öffentlich bekannt.^[14]

Marsmission

SpaceX will in nächster Zeit, womöglich 2020, ein unbemanntes Raumschiff zum Mars schicken, das dort auch landen soll.^[15] Eine bemannte Marsmission soll später stattfinden (siehe Interplanetary Transport System).^[16]

Weltweite Internetversorgung

Im Januar 2015 beteiligten sich die amerikanischen Unternehmen Fidelity Investments und Google mit zusammen rund einer Milliarde US-Dollar an SpaceX. Sie halten damit 8,3 % des Unternehmens. Es wird angenommen, dass sich Google für den neuen Plan von SpaceX interessiert, ein Netzwerk von Satelliten zur Internetversorgung aufzubauen. Die Ausführung soll 10 Milliarden US-Dollar kosten und rund fünf Jahre dauern.^[17] Im November 2016 reichte das Unternehmen erste Pläne für solch ein Konzept bei der US Federal Communications Commission ein. SpaceX plant tausende Satelliten in Umlaufbahnen von 1.150 km bis 1.275 km Höhe zu stationieren. Wann erste Satelliten dafür ins All kommen sollen, ist noch nicht bekannt.^[18] Am 25. August 2017 beantragte SpaceX Namensrechte am Namen STARLINK für Satelliten und Satellitenkommunikationsdienste.^[19]

Einrichtungen

Unternehmenssitz

Unternehmenszentrale in Hawthorne. Das X im SpaceX-Logo soll die Trajektorie einer Rakete darstellen.^[20]

Die Geschäftszentrale des Unternehmens und umfangreiche Entwicklungs- und Produktionsanlagen befinden sich in Hawthorne, Kalifornien. Ferner befindet sich hier das Flugkontrollzentrum für alle SpaceX-Missionen.

Testanlagen

In McGregor, Texas, betreibt SpaceX seit 2003 eine Testanlage für Raketentriebwerke und Manövrierdüsen. Hier findet auch ein Großteil der Entwicklungsarbeit in Bezug auf die Triebwerkstechnik statt.^[21]

Starteinrichtungen

Alle fünf Falcon-1-Raketen wurden von der Kwajalein Missile Range auf Omelek (Marshallinseln) gestartet.

Die Starts von Falcon-9-Raketen erfolgen entweder vom speziell umgebauten Launch Complex 40 der Cape Canaveral AFS oder von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien, wo die Firma über Hangars verfügt, in denen die fertig angelieferten Raketenstufen vor dem Start zusammengefügt werden. 2014 wurde ein 20-Jahres-Mietvertrag für die Startrampe LC 39A in Cape Canaveral unterzeichnet, wo zukünftig die Falcon Heavy starten soll.^[22]

In der Nähe von Brownsville, Texas wird seit 2014 ein firmeneigener Komplex für Raketenstarts gebaut.^[23] Außerdem wurde auf dem Gelände der Vandenberg Air Force Base eine Startrampe für die neue Hochleistungsrakete Falcon Heavy errichtet.^[24]

Technologie

Falcon 1

Der erste Testflug der leichten Falcon-1-Rakete erfolgte nach mehrfachen Startverschiebungen seit September 2004 am 24. März 2006, endete jedoch mit dem Absturz der Rakete aufgrund eines Treibstofflecks. Danach tagte eine von SpaceX und dem US-Verteidigungsministerium eingesetzte Untersuchungskommission. Beim zweiten Testflug am 21. März 2007 erreichte die Rakete eine Höhe von 300 Kilometern. Die zweite Raketenstufe aber kollidierte vermutlich mit der abgesprengten ersten Stufe, so dass die Rakete ins Taumeln und außer Kontrolle geriet. Laut SpaceX konnten die gestörten Telemetriedaten nachträglich weitgehend wiederhergestellt werden. Die Oberstufe stürzte zurück in die Erdatmosphäre. Der dritte Testflug am 3. August 2008 schlug erneut fehl. Der Start verlief anfangs wie erwartet, jedoch traten bei der Stufentrennung Probleme auf, und die Rakete geriet außer Kontrolle. Der vierte Flug am 28. September 2008 glückte. Hierbei wurde der gleiche Triebwerkstyp (Merlin C) wie beim vorherigen Flug verwendet. Durch die Behebung des Fehlers bei der Stufentrennung konnte die Falcon 1 ihre 165 kg schwere Probenutzlast in einem 644 km hohen Orbit aussetzen. Am 14. Juli 2009 wurde Falcon 1 mit dem Start des malaysischen Satelliten RazakSat erstmals kommerziell verwendet.

Falcon 9 und Falcon Heavy

2006 nahm SpaceX am Wettbewerb der NASA zur privaten Versorgung der ISS Commercial Orbital Transportation Services teil und war einer der Gewinner. In Zusammenarbeit mit der NASA erfolgte die weitere Entwicklung und Erprobung der Falcon 9. Am 4. Juni 2010 fand dann der Jungfernflug statt.

Bei der geplanten Falcon Heavy werden drei Erststufen gebündelt. Hinzu kommt die weitgehend unveränderte Oberstufe. Beim Start der Falcon Heavy sollen alle 27 Raketentriebwerke gleichzeitig gezündet werden. Laut SpaceX wäre sie die leistungsfähigste amerikanische Trägerrakete seit der Mondrakete Saturn V.^[25]

Neben den Starts der Dragon-Kapseln wird die Falcon 9 zum Start von kommerziellen Nutzlasten verwendet. SpaceX entwickelte sich damit zu einem direkten Konkurrenten von etablierten Startanbietern wie International Launch Services und Arianespace.

Dragon

Dragon-Kapsel beim Andockmanöver an die Internationale Raumstation

Ebenfalls in Eigenregie, jedoch mit NASA-Unterstützung, wurde die Dragon-Kapsel konzipiert, gebaut und erprobt. Am 8. Dezember 2010 startete die erste Dragon-Kapsel auf einer Falcon 9 zu einem Flug ins All und wasserte nach etwa drei Stunden im Pazifischen Ozean.^[26] Damit wurde die Fähigkeit demonstriert, die Kapsel auch zu landen. Die Kapsel ist das einzige reine Frachtsystem, das in der Lage ist, größere Nutzlasten von der ISS auch zurück zur Erde zu bringen. Die bisherigen Frachtsysteme (ATV, HTV und Progress) verglühen auf ihrem Rückweg in der Atmosphäre.

Im Mai 2012 fand mit der COTS-2-Mission der erste Flug eines Dragon-Raumschiffs zur ISS statt. Der insgesamt neun Tage dauernde Flug beinhaltete zahlreiche Testmanöver. Das Raumschiff transportierte 520 kg Fracht zur ISS und landete mit über 600 kg an nicht mehr benötigten Ausrüstungsgegenständen wieder auf der Erde.^[27]

Seit Oktober 2012 finden regelmäßige Versorgungsflüge zur ISS statt. Am 28. Juni 2015 stürzte eine Dragon-Kapsel kurz nach dem Start durch die Explosion der Trägerrakete Falcon 9 wegen eines Strebenbruchs ab. Dabei wurden 1,8 Tonnen Fracht für die ISS zerstört.^[28]

Im Juli 2017 wurde bekannt, dass SpaceX beim Start von CRS-12 zum letzten Mal eine neue Dragon-Kapsel der ersten Generation einsetzen will. Danach wird es nur noch gebrauchte geben, bis man nach dem Ende des aktuellen Frachtauftrages, also nach CRS-20, nur noch Dragon V2 einsetzen will.^[29]

Dragon V2

Dragon V2

Am 29. Mai 2014 stellte Elon Musk den Prototyp der Dragon V2 (Dragon Version 2) für den Transport von maximal sieben Astronauten vor,^[30] das zweite Raumschiff der Dragon-Serie.^[31] Das Raumschiff ist mit acht paarweise angeordneten kleinen SuperDraco-Raketentriebwerken ausgestattet und soll damit in der Lage sein, „überall auf dem Land mit der Präzision eines Helikopters zu landen“.^[32] Die SuperDraco-Raketentriebwerke verfügen über einen Schub von je 73.000 Newton und werden komplett mit dem 3D-Druckverfahren Lasersintern hergestellt.^[33]

Wiederverwendbarkeit

Erste erfolgreiche Landung einer Falcon 9 im Ozean auf einem ASDS

Der Grasshopper und die Falcon 9 Reusable Development Vehicles (F9R Dev) sind experimentelle Raketen für suborbitale Flüge, mit denen erprobt wird, wie eine Raketenstufe nach dem Start kontrolliert gelandet werden kann. Ziel ist es, Raketenkomponenten mehrfach zu verwenden, um Kosten zu minimieren.

Die Erkenntnisse flossen in Modifikationen der ersten Stufe tatsächlich eingesetzter Falcon 9 ein, wobei aus Sicherheitsgründen die Landungsversuche zunächst nur über dem Ozean und dann auf dem Autonomous spaceport drone ship (ASDS) erfolgten.

Am 21. Dezember 2015 Ortszeit (22. Dezember UTC) beim 20. Start einer Falcon 9 gelang die Rückkehr aus dem All und die sichere Landung am Startplatz Cape Canaveral. Am 8. April 2016 landete im Rahmen der Mission CRS-8 zum ersten Mal eine Erststufe erfolgreich auf dem Autonomous spaceport drone ship.

Die erste wiederverwendete Falcon 9 wurde am 30. März 2017 gestartet und erfolgreich gelandet.^[34]

Interplanetary Transport System

ITS-Raumschiff mit Raptor-Triebwerken vor den Ringen Saturns (Visualisierung)

Interplanetary-Transport-System – Vergleich mit Saturn V, Boeing 747 und des Interplanetary Spaceship alleine mit der Apollo Mondlandefähre

Am 27. September 2016 stellte SpaceX-Vorstandschef Elon Musk das Interplanetary Transport System vor, mit dem erstmals ein bemannter Flug zum Mars ermöglicht werden soll.^[35] Die Arbeiten am dafür benötigten Raketentriebwerk Raptor begannen 2014. Das gesamte ITS-Vehikel soll eine Höhe von 122 m haben und 300  t Ladung in den LEO transportieren können, das Raumschiff einen Durchmesser von 17 m aufweisen.^[36]

Mit dem System würden 100 Menschen in durchschnittlich 115 Tagen zum Planeten Mars befördert. Die erste bemannte Marsmission soll nach Plänen von Musk frühestens im Jahr 2024 starten.^[36]

BFR

Am 29. September 2017 stellte SpaceX-Vorstandschef Elon Musk die BFR (Big Falcon Rocket) vor, mit der erstmals ein bemannter Flug zum Mars ermöglicht werden soll. Daneben soll sie dazu genutzt werden können, Satelliten in den Orbit zu transportieren und die Internationale Raumstation oder eine mögliche zukünftige Basis auf dem Mond zu versorgen. Prinzipiell soll sie auch in der Lage sein, Passagiere über große Distanzen auf der Erde schnell zu transportieren.

Die Unterstufe soll von 31 Raptor-Raketentriebwerken angetrieben werden und die gesamte BFR soll eine Höhe von 109 Meter bei einem Durchmesser von 9 Meter aufweisen. ^[37] Die Oberstufe soll aus 4 Vacuum- und 2 Sea-Level-Raptor-Triebwerken bestehen. ^[38]

Die voll wiederverwendbare Variante soll 150 Tonnen Ladung in den LEO transportieren können. Bei erneutem Auftanken dort, soll die gleiche Menge an Ladung zum Mars transportiert werden können.

Die erste Marsmission soll nach Plänen von Musk im Jahr 2022 starten. Die erste bemannte 2024.

Siehe auch

• Liste der Falcon-9-Raketenstarts

Literatur

• Erik Seedhouse: SpaceX: Making Commercial Spaceflight a Reality (= Springer-Praxis books in space exploration). Springer Praxis Books, New York, NY 2013, ISBN 978-1-4614-5513-4.

Weblinks

Commons: SpaceX – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• SpaceX-Webauftritt (englisch)
• Offizieller YouTube-Auftritt (englisch)
• nasaspaceflight.com: SpaceX preparing for a busy season of missions and test milestones (englisch)

Einzelnachweise