Starship von SpaceX: Welche Tests die größte Rakete der Welt bald bestehen muss

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Das Starship von Elon Musks Raumfahrtunternehmen SpaceX: Anfang August im texanischen Testgelände in Boca Chica erstmals zu voller Größe zusammengesetzt. Ein 120 Meter hoher und neun Meter breiter Koloss, bestehend aus zwei Stufen, auf den ersten Blick eine klassische Rakete. Aber ist sie wirklich wie die einstige Mondrakete Saturn 5 und die neue Riesenrakete SLS der NASA – nur eben noch größer und leistungsstärker? Nein. Starship besteht verglichen mit klassischen Raketenmaterialien aus wesentlich schwererem Edelstahl, brennt mit flüssigem Methan statt dem effizienterem Wasserstoff, und hat – ein klein wenig wie ein Flugzeug – verstellbare Klappen an den Seiten.

Starship ist die weltgrößte, aber nicht unbedingt modernste Rakete des Planeten. Doch Elon Musk und seine Raketenfirma SpaceX, gegründet vor 20 Jahren und seit 10 Jahren voll im Geschäft, will mit ihr baldmöglichst schaffen, woran staatliche Raumfahrtagenturen und die klassische Industrie seit den 1980er Jahren tüfteln – bemannte Flüge zum Mars. Dort braucht man Klappen zur Steuerung in der Atmosphäre und Methan lässt sich am Marsboden herstellen. Starship soll voll wiederverwendbar werden und viele immer günstiger werdende Routineflüge erst in den Erdorbit, dann zum Mond und Mars absolvieren.

Noch ist das Raketensystem im Prototypen-Modus. Spätestens im September soll ein vollständiges Starship zum ersten Mal einen Testflug in einen Erdorbit bewältigen. SpaceX vollzieht damit einen großen Sprung: von einigen kurzen Testflügen nur der Oberstufe, die kaum höher als 10 Kilometer gingen und nur einmal, im Mai diesen Jahres, samt sanfter Landung vollständig glückten, zu einem echten Raumflug der kompletten Rakete. Mit beiden Stufen, mehrfach höherer Geschwindigkeit und rund zehnmal so vielen Triebwerken in der Unterstufe.

Ein Erfolg wäre dieser Flug schon, wenn Starship beim Abheben nicht explodiert und die neu errichtete Startplattform mit 140 Meter hohem Turm zerlegt, so Elon Musk. Und beide Stufen sollen nicht landen, sondern ins Meer fallen. Bei späteren Testflügen dieser Art sollen die Stufen sanfte Landungen schaffen, denn nur so klappt der Marsflug und nur so können Wiederverwendung und günstiger Betrieb garantiert werden. Die Oberstufe soll zukünftig landen, wie sie es schon im Mai demonstrierte: mit einem „belly flop“ hoch in der Atmosphäre, der Drehung in die Seitenlage, um den natürlichen Bremseffekt auszunutzen und einer Rückdrehung in die Vertikallage kurz vor dem Boden, wo dann die Triebwerke kurz und scharf zum Aufsetzen feuern. Die Unterstufe soll nach ihrem Rückflug von einem Roboterarm an der Startplattform eingefangen werden, den Elon Musk „Mechazilla“ nennt.

Mit Starship zum Mond und parallel zum Mars

Seinen ersten großen bemannten Einsatz soll Starship 2024 bestehen: allerdings nur die Oberstufe als abgewandelter Mondlander für die NASA. Im April beauftragte die amerikanische Raumfahrtagentur SpaceX – mit viel Budgetdruck im Rücken. Denn seit die Trump-Regierung 2019 die bemannte Rückkehr zum Mond ausrief, flossen die Gelder spärlich. Mittlerweile scheint fast sicher, dass sich die Landemission zum Erdtrabanten, Artemis-3, auf 2025 verschiebt. Mit der neuen SLS-Rakete und der Raumkapsel Orion der NASA, deren unbemannter Jungfernflug Artemis-1 wohl erst Anfang 2022 klappt, sollen vier Astronauten in einen Mondorbit fliegen. Zwei Crewmitglieder, eine Frau und ein Mann, sollen dann – wie einst bei Apollo – in das Lunar Starship umsteigen, damit landen und später wieder aufsteigen. Bisher sollte das Lunar Starship dafür eine Reihe kleiner Landetriebwerke an der Spitze bekommen – eine Extraentwicklung – , doch kürzlich spekulierte Elon Musk ob nicht die methangetriebenen Raptor-Triebwerke an der Unterseite verwendet werden könnten. Sofern man sie geeignet drosseln kann, um keinen „Krater“ in den Mondboden zu brennen, auf dem man landen möchte. Sparen kann man beim Lunar Starship die Hitzeschutzkacheln und Klappen, denn der Mond hat keine Atmosphäre.

Für eine Landung auf dem Mars muss die Starship-Oberstufe jedoch all das können, was sie in der Erdatmosphäre in den nächsten Jahren „üben“ wird. Über einen ersten unbemannten Testflug zum Mars schon im Startfenster zwischen August und Oktober 2022 wird spekuliert, 2024 sollte es soweit sein. Später sollen erste Starships Menschen zum Roten Planeten befördern, im Routinebetrieb dann mit jeweils 100 Passagieren pro Flug, so zumindest die Vision. Und in den folgenden Jahren sollen die eine feste Station und Stadt aufbauen.

Starship als Müllabfuhr und Hyperschalltransporter

Andere Einsatzmöglichkeiten für das Starship neben Mond und Mars können Transporte von Satelliten, Menschen und Fracht in den Erdorbit sein, zur Internationalen Raumstation ISS oder ihrer Nachfolgerin, für deren Aufbau und Betrieb die NASA private Firma gewinnen will. Momentan besorgt das SpaceX mit den Falcon9-Raketen und Dragon-Kapseln, auf lange Sicht aber soll Starship das einzige Transportsystem von SpaceX sein. Im Juli twitterte Elon Musk, Starship könnte auch eine orbitale Weltraummüllabfuhr bewerkstelligen. Denn wenn die Rakete Nutzlasten wie Satelliten ausgesetzt hat, bleibt die Klappe der Nutzlastverkleidung offen und könnte Weltraummüll auf ihrer Bahn „schlucken“.

Da Starship zum Zwecke der Wiederverwendung stets landen soll, würde der Müll auch nicht, wie in anderen Szenarien, in der Atmosphäre verglühen sondern sauber auf der Erde entsorgt. Dafür notwendige zusätzliche Entwicklungen – wie zum Erkennen von Orbital-Schrott und ein Einfangmechanismus – stehen momentan aber nicht auf der Prioritätenliste von SpaceX. Das gilt auch für den suborbitalen Einsatz von Starship. Seit Jahren heißt es bei Elon Musk und SpaceX-Präsidentin Gwynne Shotwell immer wieder, die Rakete könnte als Hyperschall-Transportsystem Menschen in einer halben Stunde von London nach New York bringen. Doch hinter solchen ultraschnellen „point-to-point“-Passagierflügen stehen – nicht erst seit der Pleite des Überschallfliegers Concorde – betriebswirtschaftliche Fragezeichen.

Die Kolonisierung des Mars

Momentan arbeitet SpaceX, neben der Entwicklung des Mondablegers, mit höchstem Druck an den orbitalen Testflügen. In einem dreiteiligen Interviewrundgang mit Tim Dodd (bekannt als „Everyday Astronaut“) auf dem Starship-Gelände äußerte Elon Musk kürzlich in sehr persönlichem Ton seine Prioritäten. Eine Stadt, eine erste Kolonie auf dem Mars, solle es so bald wie möglich geben. Den ersten Schritt zu einer „multiplanetaren Spezies“ will der 50-jährige noch zu seinen Lebzeiten ermöglichen. Dafür sei die Voraussetzung eine volle sichere Wiederverwendung und dafür wiederum möglichst viele Testflüge in kurzen Abständen in den Orbit. Auf den ersten kann man sehr bald gespannt sein.

(bsc)