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SpaceX (8837 views - Astronomy & Space )

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. 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). 2017 löste SpaceX Arianespace als weltweiten Marktführer bei Satellitenstarts ab. Mit der 2018 erstmals gestarteten Falcon Heavy bietet das Unternehmen auch die stärkste verfügbare Trägerrakete an. SpaceX betreibt drei Startanlagen an der US-amerikanischen Ost- und Westküste und baut seit 2014 mit der SpaceX South Texas Launch Site einen eigenen Weltraumbahnhof an der Golfküste von Texas.
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SpaceX

SpaceX

SpaceX
Space Exploration Technologies Corporation

Rechtsform Corporation
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

ca. 6.000–7.000[1][2]

Branche Luft- und Raumfahrttechnik
Website spacex.com

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.[3] 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). 2017 löste SpaceX Arianespace als weltweiten Marktführer bei Satellitenstarts ab.[4] Mit der 2018 erstmals gestarteten Falcon Heavy bietet das Unternehmen auch die stärkste verfügbare Trägerrakete an.

SpaceX betreibt drei Startanlagen an der US-amerikanischen Ost- und Westküste und baut seit 2014 mit der SpaceX South Texas Launch Site einen eigenen Weltraumbahnhof an der Golfküste von Texas.

Management

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.

Raumfahrt

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 die 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.[5]

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.[6]

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).[7]

Am 28. Juni 2015 explodierte die Falcon 9 eines Dragon-Versorgungsfluges auf dem Weg zur ISS.[8]

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.[9] 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.[10] Beim Start der Falcon 9 mit dem Satellit SES-10 am 31. März 2017 wurde zum ersten Mal eine Raketenstufe wiederverwendet. Danach landete die erste Stufe zum zweiten Mal erfolgreich auf dem Drohnenschiff „Of Course I Still Love You“.[11]

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.[12]

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.[13] 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.[14] Am 25. August 2017 beantragte SpaceX Namensrechte am Namen Starlink für Satelliten und Satellitenkommunikationsdienste.[15]

Einrichtungen

Unternehmenssitz

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.[17]

Start- und Landeeinrichtungen

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 Space Launch Complex 40 (SLC-40) der Cape Canaveral AFS, vom Launch Complex 39A (LC-39A) des benachbarten Kennedy Space Centers oder vom Space Launch Complex 4E (SLC-4E) der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien, wo die Firma über Hangars verfügt, in denen die fertig angelieferten Raketenstufen vor dem Start zusammengefügt werden. Am LC-39A, für den SpaceX 2014 einen 20-Jahres-Mietvertrag abgeschlossen hatte, startet seit 2018 auch die Falcon Heavy. Ebenso sind Falcon-Heavy-Starts von SLC-4E möglich.

Für Landungen der an der Ostküste gestarteten Raketen (-stufen) betreibt SpaceX am Cape Canaveral den Landing Complex 1 mit zwei Landeflächen. An der Vandenberg Air Force Base wurde am benachbarten ehemaligen Launch Complex 4W eine Landefläche gebaut. Wasserlandungen erfolgen auf schwimmenden Plattformen im Atlantik oder Pazifik, den Autonomous spaceport drone ships; Nutzlastverkleidungen sollen mit Spezialschiffen wie der Mr. Steven aufgefangen werden.

In der Nähe von Brownsville, Texas wird seit 2014 die SpaceX South Texas Launch Site als firmeneigener Weltraumbahnhof gebaut. Mit einer Fertigstellung und ersten Falcon-Starts wird frühestens in der zweiten Jahreshälfte 2019 gerechnet.[18]

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 beim Abtrennen mit der Austrittsdüse der ersten Stufe. Dies war vermutlich der Grund für das Ablösen eines Stabilisierungsrings, wodurch die Oberstufe 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 5

Die Falcon 5 war eine geplante Rakete, die auf der Technik der Falcon 1 basieren sollte. Die erste Stufe sollte von fünf Merlin-Triebwerken angetrieben werden und genau wie die erste Stufe der Falcon 1 mit Hilfe von Fallschirmen zur Erde zurückkehren, um wiederverwendet zu werden. Durch den Einsatz von fünf Triebwerken sollte die Falcon 5 auch beim Ausfall eines Triebwerks ihre Mission erfüllen können. Die zweite Stufe wäre von einem modifizierten Merlin-Triebwerk angetrieben worden, das mit einer vergrößerten Ausströmdüse für den Betrieb im fast-Vakuum optimiert war. Die Falcon 5 sollte von Cape Canaveral aus 6.020 kg in eine 200 km hohe Umlaufbahn befördern können, womit sie in der Leistungsklasse der Delta-II Rakete gelegen hätte.

Nach der Bekanntgabe der Pläne zur Entwicklung der Falcon 9 änderte SpaceX zunächst die Konfiguration der Falcon 5. Die Falcon 5 sollte aus einer modifizierten Erststufe der Falcon 9 aufgebaut sein und eine Nutzlast von 4.100 kg befördern können. Im Zuge der Entwicklung der Falcon 9 wurde schließlich auf die Falcon 5 verzichtet.

Falcon 9

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 und am 8. Oktober 2012 der erste Flug zur ISS.

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

Wiederverwendbare Raketen

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-Erststufe wurde am 30. März 2017 gestartet und erfolgreich gelandet.[19] SpaceX arbeitet auch an einer Wiederverwendung der Nutzlastverkleidung und der Zweitstufe.[20]

Falcon Heavy

Bereits Mitte der 2000er Jahre plante SpaceX die Entwicklung einer wesentlich stärkeren Rakete mit zwei Boostern. Das Projekt erwies sich als unerwartet komplex und verzögerte sich zusätzlich durch die Explosion einer Falcon 9 im September 2016.

Am 6. Februar 2018 erfolgte schließlich mit fünf Jahren Verspätung der Erstflug der Falcon Heavy. Sie besteht aus drei modifizierten Falcon-9-Erststufen mit insgesamt 27 Merlin-Triebwerken sowie einer Falcon-9-Oberstufe. Die Falcon Heavy ist derzeit und bis zur Fertigstellung des Space Launch System (geplant für Ende 2019) die weltweit leistungsfähigste verfügbare Trägerrakete. Historisch ist sie die zweitstärkste amerikanische Trägerrakete seit der Mondrakete Saturn V.

Dragon

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.[21] 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.[22]

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.[23]

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 soll es nur noch gebrauchte geben, bis man nach dem Ende des aktuellen Frachtauftrages, also nach CRS-20, nur noch Dragon V2 einsetzen will.[24]

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,[25] das zweite Raumschiff der Dragon-Serie.[26] 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“.[27] Die SuperDraco-Raketentriebwerke verfügen über einen Schub von je 73.000 Newton und werden komplett mit dem 3D-Druckverfahren Lasersintern hergestellt.[28]

Interplanetary Transport System

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

Am 27. September 2016 stellte SpaceX-Vorstandschef Elon Musk Pläne für das Interplanetary Transport System (ITS) vor, mit dem erstmals ein bemannter Flug zum Mars ermöglicht werden sollte.[29] Die Arbeiten am dafür benötigten Raketentriebwerk Raptor begannen 2014. Das gesamte ITS-Vehikel sollte eine Höhe von 122 m haben und 300  t Ladung in den LEO transportieren können, das Raumschiff einen Durchmesser von 17 m aufweisen.[30]

Das ITS erwies sich in der geplanten Dimension als nicht finanzierbar. Das Projekt wurde daher weiterentwickelt zur deutlich kleineren und universeller einsetzbaren BFR.[31]

BFR

Am 29. September 2017 stellte SpaceX-Vorstandschef Elon Musk die BFR (Big Falcon Rocket; alternativ auch Big Fucking 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 Metern aufweisen. Die Oberstufe soll über 4 Vakuum-, 2 Atmosphären- und 1 „Medium-Area“-Raptor-Triebwerk verfügen.[32][33]

Die voll wiederverwendbare Variante soll 150 Tonnen Ladung in den LEO transportieren können. Nach mehrfachem Auftanken im Orbit soll die gleiche Masse an Ladung zum Mars transportiert werden können.

Die erste Marsmission soll nach Plänen von Musk im Jahr 2022Vorlage:Zukunft/In 4 Jahren starten. Zwei Jahre später soll eine erste bemannte Mission folgen, um Vorbereitungen für eine Treibstoffproduktion auf dem Mars zu treffen.[34] Bisherige Zeitplanungen von Musk erwiesen sich meist als zu optimistisch; es kam regelmäßig zu Verzögerungen von mehreren Jahren.[35]

Am 17. September 2018 kündigte Musk an, mit der BFR im Jahr 2023 erstmals einen zahlenden Touristen zum Mond und wieder zurück zu bringen: den japanischen Milliardär Yusaku Maezawa.[36]

Siehe auch



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Astronomy & Space

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