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    SpaceX lässt modulare Falcon-Rakete mit wiederverwendeten Triebwerken abheben

    Altium Designer
    |  May 24, 2017

    Modern rockets and spacecrafts

     

    Als Kind liebte ich Legosteine über alles. Man konnte damit fast alles bauen: Wolkenkratzer, Raumschiffe, Raketen, Autos, Vergnügungsparks und vieles mehr. Das Schöne an Lego war, dass man mit dem fertigen Produkt immer noch ein „Teil“ hatte, auf das man aufbauen konnte. Als ich einmal einen von mir gebauten Düsenjet auseinandernahm, fiel mir ein, dass ich das Modell ja auch einfach umbauen könnte. Da Legosteine komplett modular sind, hielt mich auch nichts davon ab. Und so verwandelte ich meinen Jet kurzerhand in ein Spaceshuttle.

     

    Legosteine mögen Kinderspielzeug sein, aber ein modularer Designansatz ist alles andere als kindisch. SpaceX hat diese Designmethode mit beeindruckendem Effekt angewandt. Aktuelles Konstruktionsziel der Firma ist die Entwicklung einer Serie skalierbarer, wiederverwendbarer Raumfahrzeuge, die große Nutzlasten über weite Strecken transportieren können. Die Falcon-Raketenserie ist das spektakulärste Vorhaben zur Entwicklung von etwas, das man als „Lego“ der Raumfahrt bezeichnen könnte: ein vereinfachtes und modulares Design. Wie funktioniert das in der Praxis?

     

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    Lego ist mehr als nur ein Spielzeug. SpaceX nutzt dasselbe Konzept für seine wiederverwendbaren modularen Raketen.

    Falcon Heavy: Lego für Erwachsene

    Die Falcon Heavy ist der neueste Entwicklungsschwerpunkt und symbolisiert das Lego-Konzept perfekt. Die Designvorgaben sind ambitioniert: interplanetare Reichweite und eine Nutzlast von über 50.000 kg. Das Design umfasst Booster-Stufen „zum Umschnallen“, die mit einer Standardstufe (der älteren Falcon 9) verbunden sind. Jede Sektion, darunter auch der zweistufige Falcon 9-Kern, basiert auf einem standardisierten Rumpfdesign. Aluminiumlegierungen und effektive Schweißverfahren gewährleisten eine hohe Festigkeit und vereinfachen den Prozess für die firmeninterne Konstruktion der Rakete. Alle Sektionen der Falcon Heavy verwenden sogar dieselben neun Startschubtriebwerke des Typs „Merlin 1D“ und dieselben Computer für Flugnavigation und Steuerung. Insgesamt bedeutet dies, dass SpaceX die Falcon Heavy und andere Modelle sehr schnell im selben Fertigungsverfahren bauen kann. Zum Beispiel dann, wenn eine Falcon Heavy bei Missionsbedarf aus Ersatzteilen einer Falcon 9 zusammengebaut werden muss. Idealerweise gipfelt dies in der ultimativen Lego-Strategie: dem Bau einer Falcon Heavy aus den Schubstufen und Rumpfsektionen vorheriger Missionen.

     

    USA rocket carrier
    Die Falcon Heavy Rakete: Zwei Booster-Stufen auf jeder Seite an einem Rumpf, der auch bei anderen Falcon-Modellen zum Einsatz kommt.

    Nach Belieben zusammen- und auseinanderbauen

    Es scheint, als hätte ich einen wichtigen Punkt ausgelassen: Damit eine Falcon Heavy aus den Teilen voriger Missionen zusammengebaut werden kann, müssten diese „Raumschiff-Legosteine“ doch auch geborgen werden können, oder? Natürlich will SpaceX genau das erreichen. Die Falcon 9 ist mit einem revolutionären Landesystem ausgestattet. Auf dem Rückflug durch die Atmosphäre rotiert die Rakete um 180 Grad und zündet ihre Triebwerke, um den Abstieg zu bremsen. So wird die Landezone kontrolliert erreicht. Sobald sich die Rakete dem Bergungsort nähert, wird das „Fahrwerk“ ausgeklappt, sodass sie vertikal landen kann. Im Dezember 2015 war die Falcon 9 Full Thrust das erste Modell, das diese revolutionäre Landemethode bewältigte. Bei ihrem Start wird die Falcon Heavy mit demselben Landesystem für das Hauptsegment und die Booster-Stufen ausgestattet sein. So kann die Falcon 9 für kürzere Missionen gebaut und später auf eine Falcon Heavy aufgerüstet werden, sobald der kommerzielle Bedarf dafür gegeben ist. Die Ära des Wegwerf-Raumfahrzeugs – oft als „Geschäftskosten“ hingenommen – ist damit vorbei.

     

    Modern rockets and spacecrafts
    SpaceX entwickelt eine Raketenserie mit standardisierten Triebwerken und Rumpfsektionen. Die Falcon Heavy ist das neueste Design.

    Falcon 9 für historischen Start eingeplant

    Die vertikale Landung einer Rakete ist eine herausragende Errungenschaft und ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zum Erfolg für die Falcon Heavy. Abgesehen davon geht es um mehr als nur die Landung der Rakete. Die Triebwerke, Aufbauten und Steuercomputer müssen auch bei zukünftigen Missionen funktionieren. Ihre Legos gingen schließlich auch nicht kaputt, wenn Sie diese wieder auseinandernahmen, und das sollte mit den Falcon Raketen auch nicht passieren. Am Mittwoch, den 29. März, stellte SpaceX eine Falcon 9 Rakete vor diesen ultimativen Test. Im Rahmen eines Routine-Satellitenstarts wurde diese Rakete mit einer Booster-Stufe starten und landen, die im April 2016 geborgen wurde. Obwohl sie innerhalb eines viermonatigen Programms überholt wurde, werden die wichtigsten Komponenten der Booster-Stufe, darunter die Triebwerke, direkt überführt. Bei einem Erfolg ist dies eine unvergleichliche Errungenschaft und ein klares Zeichen dafür, dass modulare Raketen und ihre offensichtlichen Einsparungen machbar sind.

    Der modulare Designansatz hat SpaceX mit Sicherheit viele Vorteile gebracht, die sich auch auf das PCB-Design anwenden lassen. Abgesehen von den naheliegenden Vorteilen der Zeit- und Geldeinsparung ist es schlicht ineffizient, dieselbe Sache zweimal zu entwickeln und zu konstruieren. Altium hat darum den Altium Vault entwickelt, ein Designpaket für unsere PCB-Software, mit der Sie Ihre ECAD-Designdaten direkt von Lieferanten abrufen und je nach Bedarf in Ihren aktuellen Projekten anwenden können. Allerdings geht es hier um etwas mehr als nur um eine Kiste mit Legosteinen. Altium Vault erstellt eine dynamische Beziehung zu Ihren Projekten und den darin verwendeten Teilen. Technische Daten, Dokumentation, Verfügbarkeit und sogar Preisdaten der Teile werden live aktualisiert. Lassen Sie sich von den Experten bei Altium erzählen, wie Altium Vault die mühevollen Teilbereiche Ihres Workflows straffen und Ihnen helfen kann, sich auf das kreative PCB-Design zu konzentrieren.

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