Elon Musk Prahlt mit Einem Neuen „Blutenden“ Raumschiff von SpaceX — Experten Sagen, es Wird 100 Mal Schwerer Als die Marsmission Sein

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SpaceX, das von Elon Musk gegründete Luftfahrtunternehmen, arbeitet fleißig an einem grenz… ehrgeizigen Projekt:  Menschen sollen unaufhörlich den Roter Planet bevölkern. Um ebendiese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, entwickelt SpaceX ein kolossales, vollwertig wiederverwendbares Trägersystem namens Starship.

Starship ist ein sozusagen 55 Meter hohes Raumschiff, dasjenige aufwärts „Superbenzin Heavy“, einem etwa 67 Meter hohen Raketenträger, nachher den neuesten Beschreibungen von Musk in den Weltraum gleiten wird. Dasjenige Raumschiff wurde so konstruiert, dass es in einer erdnahen Umlaufbahn wieder aufgetankt werden kann, um 100 Passagiere und mehr wie 100 Tonnen Frachtgut aufwärts den Roter Planet zu transportieren.

Jener Gelingen oder Misserfolg des Trägersystems — und damit fernerhin dieser Plan von Musk, dasjenige Fortbestehen dieser Menschheit zu sichern — hängt von dieser Umsetzbarkeit von zwei großen neuen Konstruktionsänderungen ab, die Musk wie „radikal“ und „erfreulich kontraintuitiv“ beschrieben hat.

Nicht rostender Stahl statt Kohlefaser

Eine Entwicklung betrifft den Haftanstalt des Raumschiffes aus Nicht rostender Stahl-Legierungen anstelle von Kohlefaser-Mischungen. Doch die überraschendste Veränderung, so die Experten dieser Luftfahrt-Industrie, ist die Wesen und Weise, wie das Starship-Raumschiff von SpaceX versuchen wird, sich vor dem Verbrennen in den Atmosphären von Roter Planet und Schutzleitung zu schützen.

Anstatt sich aufwärts Tausende schwere Keramikfliesen zu verlassen, die Starship vor dieser Hitze zu schützen, wie es die Nasa mit seinem Space-Shuttle getan hat, sagt Musk, dasjenige Raumschiff werde Raketentreibstoff durch winzige Poren „bluten“, um sich abzukühlen. In dieser Theorie würde die Zerstörung dieser Rakete durch dasjenige Verdienen von Körperflüssigkeit zwischen des Stahl-Gehäuses von Starship und dem glühend heißen Plasma, dasjenige beim Rasen durch atmosphärische Gase erzeugt wird, verhindert.

Ob SpaceX jedoch ein Trägersystem von dieser neuartigen Größe und Formgebung schaffen kann, bleibt abzuwarten, sagt Walt Engelund, Luftfahrt-Ingenieur und Leitweglenkungdieser Sektion für jedes Raumfahrt-Technologie des Nasa Langley Forschungszentrums.

Landung eines Raumschiffes 100 Mal schwieriger wie Marsmission

„Jener umfangreiche Einflug, Sinkflug und die Landung ist seither Jahrzehnten eine Herausforderung für jedes die Nasa. Wir nach sich ziehen viel Zeit investiert und darüber nachgedacht, wie wir dasjenige aufwärts dem Roter Planet zeugen könnten“, sagte Engelund im Gespräch mit Business Insider. „Wir konnten den tonnenschweren Rover Curiosity landen — dasjenige ist dasjenige Größte, welches wir je aufwärts dieser Marsoberfläche niedergebracht nach sich ziehen.“

Von dieser Roter Planet-Landung eines auto-großen Roboters solange bis zu dieser Landung eines mit Menschen gefüllten gebäudeartigen Raumschiffes sei es „ein paar Größenordnungen“ — etwa 100 Mal — schwieriger. Wirklich sei die Curiosity-Landung „wohl eines dieser schwierigsten Gimmick, die wir je im Kontext dieser Nasa gemacht nach sich ziehen“, sagte er.

„Es wird nicht leichtgewichtig für jedes uns oder SpaceX“, sagte Engelund.

Warum Starship zu einem Schwermetall-Raumschiff wurde

Musk glaubt, dass er solange bis 2050 eine autarke Stadt aufwärts dem roten Planeten konstruieren kann. Er möchte, dass individuelle Tickets zum Roter Planet so günstig sind, wie ein Haus aufwärts dieser Schutzleitung, und dass die Rückreise kostenlos ist.

Dasjenige „Starship-Superbenzin Heavy“-Trägersystem ist die Lösungskonzept, mit dieser Musk sein Ziel gelingen will. Er sagte, die Umstellung aufwärts Edelstahl-Legierungen sei eine Möglichkeit, die Preis tief zu halten und dasjenige System schneller zu konstruieren.

„Starship wird wie flüssiges Silber aussehen“, sagte Musk oben die Entwicklung im letzter Monat des Jahres und fügte hinzu, dass die Rakete eine Hochglanz-Politur nach sich ziehen werde, um die Wärme zu spiegeln — wortwörtlich ein „Cool“-Kriterium.

In einem Interview mit „Popular Mechanics“ erklärte Musk, dass Stahl etwa 67-Mal günstiger ist, wie die leichten und taktgesteuert superstarken Kohlefaser-Mischungen, die SpaceX noch im September geplant hatte. Stahl ist fernerhin einfacher zu verarbeiten wie Kohlefaser, ermöglicht eine schnellere Prototypen-Kreation und hält intensiver Hitze stand.

Musk sagte, die Widerstandskraft von Stahl werde „um 50 von Hundert gesteigert“, wenn er ultrakalte Flüssigkeiten berührt, darunter kryogenem Methylwasserstoff und Sauerstoffgas, mit dem Starship sich durch den Weltraum in Bewegung setzen könnte.

Zweite Geige Stahl bringe Probleme mit sich

Dasjenige Problem im Kontext Stahl ist jedoch, dass dasjenige Werkstoff hermetisch und schwergewichtig ist. Zumindest unkultiviert die frühere, aus Metall gefertigte Atlas-Rakete des Unternehmens General Dynamics aufwärts einer Tragfläche unter ihrem eigenen Masse zusammen.

Musk hat jedoch darauf hingewiesen, dass sich die Verwendung von Stahl bei SpaceX sehr unterscheidet und die neu gestaltete Starship-Rakete stärker, langlebiger und weniger schwergewichtig zeugen wird. Letztendlich werde die Leistung des Raumschiffs im Unterschied zu dem alten Formgebung durch die Veränderung des Materials verbessert.

„Selbst bin zuversichtlich, dass ein Raumschiff aus Nicht rostender Stahl wegen des Stärkemehl-Masse-Verhältnisses, dieser Temperaturbeständigkeit und des niedrigeren Bedarfs an Hitzeschutz, leichter wie hochentwickeltes Aluminium oder Kohlerfaser sein wird“, twitterte Musk im vergangenen Januar.

So unnachsichtig wie Stahl fernerhin ist, ist es nicht unbesiegbar, selten wenn er dasjenige Verkleidung eines Raumfahrzeugs bildet, dasjenige durch atmosphärische Gase rast.

Starship braucht zusätzlichen Sicherheit gegen glühende Hitze

Starship könnte mit 30.577 Kilometer pro Stunde durch die Lufthülle des Roter Planet und dieser Schutzleitung eintreten. C/o solchen Geschwindigkeiten könnten Teile der Unterseite des Raumschiffes von SpaceX, wie etwa die vorstehender Teil, Temperaturen von etwa 1.482 Rang Celsius ausgesetzt werden, so Musk.

Dasjenige ist genug Hitze, um die Stahl-Mischung zu zerstören, die SpaceX laut Musk für jedes die Äußeres von Starship verwenden könnte. 310S genannt, wird dasjenige Werkstoff vielmals wie hitzebeständiges Metall bezeichnet, da es viel Chromium und Nickel enthält. (Es ist dem Stahl, dieser in Küchentöpfen und -pfannen verwendet wird, nicht unähnlich.) 310Schwefel-Stahl reagiert jedoch trotzdem mit Sauerstoffgas und zersetzt sich bei etwa 1.093 Grad und schmilzt im Kontext etwa 1.315 Rang.

Die Rakete braucht Sicherheit vor dieser intensiven Hitze, weswegen Musk den Plan hat, dass sich dieser Raketenkörper von Starship im Kontext dieser Landung selbst mit Flüssigbrennstoff abkühlt.

Löcher statt thermische Quellen

Musk sagte im Unterschied zu „Popular Mechanics“, dass er sich dazu entschloss, aufwärts thermische Quellen zu verzichten, um Masse zu sparen und dasjenige Risiko zu vermeiden, dass eine beschädigte oder verlorene Platte zusammensetzen Hitzeschild gefährden könnte.

Stattdessen würde durch kleine Löcher in dieser „Stahl-Wursthaut“ von Starship dieser Flüssigbrennstoff „bluten“ oder transpirieren, erklärte er. Jene flüssige Schicht würde die sengende Hitze abtragen.

„Hinauf dieser Luvseite möchte ich dasjenige erste regenerative Hitzeschild nach sich ziehen. Eine doppelwandige Nicht rostender Stahl-Schale — wie ein Nicht rostender Stahl-Sandwich“, sagte Musk. „Man lässt entweder Energieträger oder Wasser zwischen die Sandwich-Schicht fließen und dann hat man draußen Mikro-Perforationen — sehr kleine Löcher — und im Wesentlichen könnte man Wasser oder Energieträger durch die Mikro-Perforationen an dieser Äußeres ableiten. Man würde sie weder noch sehen, wenn man nicht näher kommen würde.“

roter Faden ist laut Experten nicht neu

Er fügte hinzu, dass dieser Hitzeschild durch die Verstärkung dieser Stahlkarosserie von Starship eine doppelte Verpflichtung gerecht werden würde. „Nachdem meinem besten Wissen wurde dasjenige noch nie zuvor vorgeschlagen“, sagte Musk.

Experten sagten im Gespräch mit Business Insider, dass Musk richtig läge, dass kein Raumschiff jemals in den Weltraum befrödert wurde und mit einem solchen Hitzeschild zur Schutzleitung zurückgekehrt sei. Dasjenige roter Faden des „Schwitzens“ oder des „transpirationalen“ Hitzeschutzes sei jedoch nicht neu und, jedoch eine unvorstellbar schwierige technische Herausforderung.

Transpiratorische oder „aktive“ Kühlung gibt es seither Mio. von Jahren in Form von Säugetier-Wursthaut. Wenn die menschliche Körpertemperatur etwa zu hoch ansteigt, stoßen mikroskopisch kleine Poren den Schweiß aus. Jene Körperflüssigkeit verdampft dann, um überschüssige Hitze abzuführen und eine Überhitzung zu verhindern.

Welches dasjenige Transpirieren von Raumfahrzeugen angeht, begann die Nasa mit dem von dieser Natur inspirierten Kühlsystem zu experimentieren, im Vorhinein Astronauten aufwärts dem Mond landeten. „Die Idee dieser transpirationalen Kühlung ist nicht neu. Dasjenige gibt es schon seither Jahrzehnten“, sagte Engelund.

In einem von dieser Nasa im Jahr 1965 eingereichten Patent wurde vorgeschlagen, Astronauten-Urin zu verwenden, um zusammensetzen Hitzeschild an dieser Unterseite einer Weltraumkapsel abzukühlen. Im Jahr 2006 hat die Raumfahrtbehörde mindestens 70.000 US-Dollar (61.720 Euro) für jedes die Untersuchung eines aufblasbaren, durch Verdampfung gekühlten Hitzeschilds ausgegeben, dieser im Kontext dieser Landung von Raumfahrzeugen aufwärts dem Roter Planet helfen könnte.

Kühlung durch Verdampfung schon 1976 aufwärts dem Markt

Dasjenige „schwitzende“ Raumschiff spielte fernerhin im Wettrüsten des Kalten Krieges eine Rolle. Im März 1976 brachte dasjenige US-Verteidigungsministerium eine durch Verdampfung gekühlte Nasenspitze für jedes Wiedereintrittsfahrzeuge aufwärts den Markt. Solche Wiedereintrittsfahrzeuge werden aufwärts interkontinentalen ballistischen Raketen in den Weltraum geflogen, um wieder in die Erdatmosphäre mit Tausenden von Kilometern pro Stunde einzutreten und entfernte Ziele mit nuklearen Sprengköpfen zu treffen.

Den historischen Dokumenten dieser US Air Force zufolge wurde dasjenige Projekt jedoch in den 1970er Jahren wegen begrenzter finanzieller Mittel und „Designproblemen, die den Entwicklungsaufwand geplagt hatten“ abgebrochen. Die Ingenieure entschlossen sich stattdessen für jedes einfachere „ablative“ Hitzeschilder, die ein Sternenschiff durch Ausbrennen beim Wiedereintritt isolieren.

Informationen oben die Probleme dieser transpirationalen Hitzeschilde wegen des Schutzes sind meistens klassifiziert. George Herbert, ein Luftfahrt-Ingenieur, dieser die militärische Nutzung von Trägerraketen erforscht hat, sagte im Unterschied zu Business Insider in einer E-Mail-Dienst, dass „gemeldete und bekannte Probleme sich um blockierte Transpirationslöcher rotieren“.

Mit anderen Worten ist dasjenige Problem eine Herausforderung, vor dieser die Wursthaut von Teenagern vielmals steht: verstopfte Poren.

Mehrere Experten sagten im Unterschied zu Business Insider, sie seien sorgsam wegen des Problems dieser Verstopfung im Hitzeschild von Starship. „Man kann sich vorstellen, dass es nicht lange Zeit dauern würde, so mikroskopisch kleine Poren zu zupfropfen“, sagte Engelund.

Dwayne Day, dieser hier half, den Verlust des Space Shuttles „Columbia“ dieser Nasa und seiner Crew zu untersuchen, vermutet, dass ein leidig vielmals vorkommendes Szenario eintreten werde, mit dem Starship an jeder Abschussbasis dieser Schutzleitung konfrontiert wäre.

„Welches ist, wenn ein Vogel aufwärts die Rakete kackt und dasjenige ein paar Löcher verstopft, und wenn dasjenige Dingens zurückkehrt, kein Kühlmittel aus diesen Löchern austritt und dieser Fragment des Fahrzeugs heißgelaufen?“ schrieb Day in einer E-Mail-Dienst an Business Insider.

Probleme mit Blockaden schon in Tests aufgetreten

Engelund sagte, er habe Probleme mit verstopften Kühlmittelsystemen in Tests gesehen, die in den hypersonischen Windkanälen der Nasa durchgeführt wurden. Während solcher Experimente werden maßstabgetreue Raumfahrzeugsmodelle in den Windkanal gestellt, in dem Luft mit Tausenden von Kilometern pro Stunde ausströmen kann, um zu untersuchen, wie sie gehen.

C/o einigen Testläufen wurden Hitzeschilder eingesetzt, die Flüssigkeiten durch Kanäle einfach unter dieser Wursthaut des Modells pumpen, um sie abzukühlen. Jedoch brachten nicht leer Test-Modelle positive Ergebnisse.

„Selbst habe Fälle gesehen, im Kontext denen nur ein Wasserstraße verstopft wurde… und dasjenige führte sofort zum Durchbrennen“, sagte Engelund. „Ein Muster wird in einem Hyperschall-Windkanal verschwinden. Es verdampft sozusagen, da es so viel Leistungsfähigkeit und so viel Hitze gibt.“

Musk denkt oben den Kapitaleinsatz von Methylwasserstoff wie Kühlmittel nachher

Musk sagte, dass die Verwendung von Methylwasserstoff wie Kühlmittel notfalls besser ist wie Wasser. „Schnelle Wasserverdampfung kann solche kontraproduktive Auswirkungen einfahren, dass es schockgefriert und Kühlkanäle verspannt“, schrieb er vergangenen Monat in einem Tweet.

Wirklich sieht Engelund fernerhin im Kontext dieser Methylwasserstoff-Vorkaufsrecht Herausforderungen. C/o hohen Temperaturen können Kohlenstoffatome in Kohlenwasserstoff-Brennstoffen (wie Methylwasserstoff) Scholle darstellen und starr werden. Solche Rückstände können dann feine Strukturen wie Poren blockieren.

„Darüber wäre ich sehr beunruhigt“, sagte Engelund. Er fügte hinzu, dass Verunreinigungen oder Fremdstoffe in den Treibstoffen eine weitere große Sorge seien, da sie ebenfalls zu Verstopfungen münden können.

Mögliche Lösungskonzept des Problems: mehr Löcher

Laut Engelund könnte ein möglicher Weg, ebendiese Probleme anzugehen, darin vorliegen, der Rakete von SpaceX einfach mehr Poren hinzuzufügen wie unumgänglich, „für jedes den Kasus dieser Fälle, wenn ein dicker Teppich Kontingent dieser Perforationen verstopft ist oder die Kanäle Kühlmittel zu diesen Perforationen fließen lassen.“

Zusätzlich zu Problemen wie Vogelkot und Verstopfung weht feiner Staub oben den Roter Planet. Dasjenige könnte sich in den brennstoffdurchlässigen Poren von Starship festsetzen und es könnte schwierig sein, ebendiese Blockaden aufwärts dem roten Planeten zu erspähen und zu explantieren.

„Inspektion und Zertifizierung im Allgemeinen wären für jedes ein dermaßen großangelegtes, aktives System ebenfalls ein Problem — vor allem aufwärts dem Roter Planet, wo man nicht aufwärts ein großes Gerüst oder Türme zurückgreifen kann, um nachher oben zu klettern und irgendetwas zu kontrollieren“, so Engelund. „Selbst denke, man könnte Drohnen einsetzen. Vielleicht ist dasjenige irgendetwas, worüber er nachdenkt.“

Musk hat nur wenige Feinheiten des neuesten Designs von Starship gezeigt und dieser Öffentlichkeit kein vollständiges Grafik präsentiert, wie er es in dieser Vergangenheit getan hat. (Die in diesem Gebühr gezeigten Renderings stammen von Kimi Talvitie, einem 3D-Künstler.)

Musk sagte jedoch im vergangenen Dezember, er werde „eine ausführliche Hinweistext im März/vierter Monat des Jahres liefern“, solange dieser Urbild eines „Test-Hoppers“, den dasjenige Unternehmen in Texas baut, siegreich gestartet wird.

In dieser Zwischenzeit teilte Musk ein Video (welches ihr euch oben besuchen könnt), dasjenige den Test eines metallischen Hitzeschilds für jedes Starship zu zeigen scheint. Es ist immer noch unklar, wie viel SpaceX zum Konzept der Transpirationskühlung erforscht hat.

Durch unzureichende Überprüfungen würde großes Risiko entstehen

„Es ist ein großes Risiko, wenn sie nicht daran gearbeitet nach sich ziehen, zu qualifizieren und zu prüfen, welches sie durchbringen wollen“, sagte Herbert. „Zwar wenn sie es doch gemacht nach sich ziehen, könnte ihr neues Formgebung richtig siegreich werden.“

Wenn es nicht funktioniert, ist es nicht undefined für die Starship-Rakete von SpaceX, sagte Engelund. „Er könnte eventuell herausfinden, dass es unhaltbar oder zu teuer ist, um zertifiziert oder getestet zu werden. Ihm könnte eine bessere Idee zusammenstürzen“, so Engelund. „Darin war er während seiner Karriere wirklich gut.“

SpaceX erwartet auch ständige Verbesserungen und Änderungen, da Ingenieure daran funktionieren, dasjenige Projekt Starship Wirklichkeit werden zu lassen. „Wir verwenden dieselbe schnelle Implementierung im Designansatz, die zum Gelingen des Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy und des Dragon-Programms führte“, sagte ein Unternehmensvertreter in einer E-Mail-Dienst an Business Insider und verwies aufwärts die neuesten Raketen- und Raumschiff-Designs des Unternehmens.

SpaceX lehnt Vergleich zu Curiosity-Rover ab

SpaceX weist jedoch jeden Vergleich zwischen Starship und dem Curiosity-Rover dieser Nasa zurück. „Curiosity reizte die Möglichkeiten dieser 1970er-Jahre-Roter Planet-Technologie [Start, Sinkflug und Landung] einschließlich einer speziellen Fallschirm-basierten EDL-Baustil aus“, sagte SpaceX. „Wir verfolgen zusammensetzen völlig anderen Technik und nutzen dasjenige, welches wir mit Falcon 9 gemacht nach sich ziehen. Wir nach sich ziehen reichlich Gelegenheit, es aufwärts dieser Schutzleitung vor dem Flugreise zum Roter Planet zu vormachen.“

Unlust dieser großen Hürden, denen sich SpaceX bei der Herausforderung stellen muss, um Starship zu starten und aufwärts dem Roter Planet zu landen, sagte keiner dieser Experten, mit denen wir gesprochen nach sich ziehen, dass das SpaceX-System unglaubwürdig sei.

„Sie nach sich ziehen viele Menschen überrascht und viele kluge Menschen funktionieren für jedes dasjenige Unternehmen. Elon scheint wirklich sehr engagiert und mit Leib und Seele hier zu sein“, sagte Engelund. „Vielleicht gibt es manche Gimmick, die wir mit ihnen zeugen könnten. Selbst vermute, dass es so ist.“

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