Warum SpaceX seinen Start am Mittwoch streichen musste

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Der 27. Mai sollte ein historischer Tag werden. Zum ersten Mal seit fast einem Jahrzehnt sollten amerikanische Astronauten von einer amerikanischen Rakete auf amerikanischem Boden ins All starten. Aber praktisch in letzter Minute wurde der Start geschrubbt und auf Samstag verschoben. Und alles war auf schlechtes Wetter zurückzuführen, das sich zehn Minuten nach dem Startfenster auflöste. Leider ist zehn Minuten später immer noch „zu spät” und hier ist der Grund.

Ein Start wurde aufgrund des Wetters geschrubbt

Wenn Sie gestern den Start von SpaceX verfolgt haben, waren Sie wahrscheinlich enttäuscht. Knapp 17 Minuten vor dem Start brach die NASA die Mission ab. Vor dem Start einer Rakete behält die Crew das Wetter im Auge.

Zu dieser Zeit verletzte das Wetter drei Bedingungen für den Start – natürliche Blitze, Feldmühlen und den angebrachten Amboss. Feldmühlen sind ein Maß für die elektrische Ladung in der Atmosphäre, und angebrachte Ambosse zeigen eisige Wolkenspitzen an, die mit Gewittern verbunden sind.

Hätten SpaceX und die NASA den Start vorangetrieben, hätte die Rakete eine reale Chance gehabt, mitten im Flug einen Blitz auszulösen. Das wäre katastrophal gewesen. Aber zehn Minuten nach dem Startfenster klarte das Wetter genug auf, um zu starten. Zehn Minuten mögen nicht lang erscheinen, aber in der Raketenwissenschaft ist das eine Ewigkeit und viel zu spät.

Raketenwissenschaft ist kompliziert

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Nicht umsonst gibt es das alte Sprichwort „Er ist schlau, aber kein Raketenwissenschaftler”. Wenn Sie eine Rakete in den Orbit schicken möchten, müssen Sie bestimmen, wohin sie genau fliegt, wie viel die Rakete wiegt und wie viel Schub Sie benötigen, um dieses Gewicht an ihr Ziel zu bringen.

Aber warten Sie, es gibt noch mehr: Sie müssen auch bewegliche Ziele berücksichtigen. Da sich die Erde dreht, bedeutet dies, dass sie sich während des Schießens effektiv bewegt, selbst wenn Sie versuchen, auf eine leere Stelle im Weltraum zu schießen. Und wenn Sie auf ein Objekt zielen, das sich unabhängig von der Erdrotation bewegt, wie die Internationale Raumstation, die die Erde umkreist, fügt das Ihren Berechnungen einen weiteren Faktor hinzu.

Jetzt, wo Sie all diese Mathematik im Quadrat haben, müssen Sie den Kraftstoff herausfinden. Sie brauchen genug Treibstoff, um Ihr Gewicht (sagen wir 3,5 Millionen Pfund) in die Umlaufbahn zu heben und den Kampf gegen die Schwerkraft zu gewinnen, den Sie bei jedem Schritt scheitern. Aber das Hinzufügen von Treibstoff zu einer Rakete erhöht das Gewicht. Sie müssen also etwas mehr Kraftstoff hinzufügen, um das Gewicht Ihres Kraftstoffs zu berücksichtigen, was mehr Gewicht hinzufügt, was alles komplizierter macht.

Die Football-Canon-Gleichung

Das ultimative Ziel von NASA und SpaceX ist es, eine Rakete so effizient wie möglich zu starten, um so wenig Treibstoff wie möglich zu verbrauchen. Das bedeutet, mit möglichst wenigen Kurskorrekturen von Punkt A nach Punkt B zu gelangen. Jedes Mal, wenn die Rakete ihren Kurs korrigiert, wird mehr Treibstoff benötigt. Aus diesem Grund erfordern Starts zur Internationalen Raumstation (ISS) ein „sofortiges Startfenster”.

Ein „sofortiges Startfenster” bedeutet, dass Sie bei „T-minus Null” starten müssen, Sie können nicht früher oder später starten.

Stellen Sie sich das so vor: Stellen Sie sich vor, Sie spielen ein Spiel auf einem Jahrmarkt. Du hast eine Fußballkanone, und im Spiel läuft eine Fußballspielerfigur mit einem Loch in der Mitte seitlich über ein Feld. Ihr Ziel ist es, den Fußball durch das Loch zu schießen. Aber Sie können Ihren Kanon nicht nach links, rechts, oben oder unten drehen. Sie können nur auf eine bestimmte Stelle schießen.

Wie gewinnt man das Spiel? Sie können den Fußball nicht abfeuern, wenn sich die Spielerfigur an der Stelle befindet, an der der Fußball auftrifft. Das ist zu spät; Der Spieler wird weiterziehen, bevor der Fußball ankommt. Sie müssen also früh feuern. Aber schieße zu früh oder zu spät, und der Fußball wird verfehlen.

Stellen Sie sich nun vor, der Fußballspieler ist 254 Meilen entfernt und bewegt sich mit 17.150 Meilen pro Stunde. Das ist die ISS, das beabsichtigte Ziel von Mittwoch. Wie der NASA-Administrator Jim Bridenstine es ausdrückte, bedeutet eine Verspätung des Fluges von nur 90 Minuten, dass „die Internationale Raumstation nicht annähernd dort sein wird, wo wir sie brauchen”.

Aber was ist mit nur zehn Minuten für das Wetter am Mittwoch? Nun, das andere Problem ist der Kraftstoff.

Kalter Kraftstoff für Effizienz

Wenn Sie am Mittwoch den Startversuch verfolgten, wurden Sie Zeuge eines ungewöhnlichen Verfahrens im Vergleich zu früheren amerikanischen Raketenstarts. In der Vergangenheit bestiegen Astronauten die Kapsel, nachdem Teams Treibstoff in die Rakete geladen hatten.

Aber am Mittwoch bestiegen die Astronauten die SpaceX Dragon Crew-Kapsel, bevor sie mit Treibstoff beladen wurden. SpaceX wartet bis etwa eine halbe Stunde vor dem Start, um Treibstoff zu laden. Es ist eine etwas umstrittene Wahl, da das Bewegen hochexplosiver Treibmittel mit einer gewissen Explosionsgefahr verbunden ist.

SpaceX verwendet ein extrem kaltes Treibmittel, um seine Raketen zu befeuern, insbesondere ein Flüssigsauerstoff-Treibmittel, das auf -340 Grad Fahrenheit gehalten wird. Diese unglaublich niedrige Temperatur erhöht die Treibstoffeffizienz der SpaceX-Rakete. Eine bessere Kraftstoffeffizienz erleichtert die Berechnung und senkt die Startkosten.

Diese Wahl ist jedoch nicht ohne Probleme. Vor einigen Jahren explodierte eine SpaceX-Rakete während eines Tests. Nach einer gründlichen Untersuchung stellte SpaceX fest, dass eine Reihe von Ereignissen dazu führten, dass sich der kalte flüssige Brennstoff in einen Feststoff verwandelte, was wiederum die Explosion verursachte. Die Raketenfirma ergriff zusätzliche Maßnahmen, um eine Wiederholung zu verhindern.

Dies lässt SpaceX mit einem anderen Problem zurück, das es nicht lösen kann – wie die NASA während der Startübertragung erklärte, muss der Treibstoff kalt bleiben. Wenn sich der flüssige Kraftstoff erwärmt, wird er weniger effizient. Wenn es zu warm wird, hat es nicht die Leistung, um die Rakete in den Orbit zu heben. Die Rakete startet also meistens innerhalb einer halben Stunde nach dem Einfüllen des Treibstoffs oder gar nicht.

Letztendlich bedeutete dies, dass der Start keine zehn Minuten warten konnte. Jede Minute bedeutet wärmerer Kraftstoff und weniger Leistung, und die damit verbundenen Berechnungen lassen den geringsten Spielraum für den Kraftstoffbedarf. Stattdessen wird SpaceX den Start am Samstag, den 30. März, um 15:33 Uhr Eastern Time erneut versuchen. Hoffentlich spielt diesmal das Wetter mit.