SpaceX Starship V3: Wie die weltweit größte Rakete noch größer wird

Der Booster wird in seinem Basisring 35 Raptor-3-Motoren tragen. SpaceX gibt an, dass jeder Raptor-3-Motor auf Meereshhe eine Schubkraft 280 Megatonnenkraft erzeugt, eine Steigerung gegenber den rund 230 Megatonnenkraft des Raptor-2. Daher wird erwartet, dass die kombinierte Schubkraft der Booster bei der Startphase 9.500 metrische Tonnenkraft übersteigt.

Auch der obere Abschnitt „Ship" wurde verlängert, wodurch zusätzliches Treibstoffvolumen gewonnen wurde; SpaceX zufolge wird dies die Nutzlastkapazität für niedrige Erdumlaufbahnen (LEO) in einer vollständig wiederverwendbaren Konfiguration auf über 100 metrische Tonnen steigern – und in einer nicht wiederverwendbaren Variante möglicherweise sogar auf über 150 metrische Tonnen.

Der V2 Ship war in der nicht wiederverwendbaren Ausführung mit etwa 100 bis 150 metrischen Tonnen für LEO bewert worden, was bedeutet, dass die Angabe für die wiederverwendbare Variante den bedeutenderen technischen Fortschritt darstellt. Raptor 3 und die Antriebsoptimierung: Raptor 3 stellt eine erhebliche interne Neugestaltung dar.

SpaceX hat externe Rohrleitungen, Wärmeschutzdecken

SpaceX hat externe Rohrleitungen, Wärmeschutzdecken und zusätzliche Hardware entfernt, die bei Raptor 2 sichtbar waren, und integriert einen Großteil dieser Funktionen direkt in die Struktur des Triebwerks. Das Ergebnis ist ein leichteres, einfacheres Triebwerk mit weniger potenziellen Ausfallstellen.

Das Triebwerk arbeitet nach einem Vollstrom-Stufenverbrennungszyklus, bei dem beide Treibstoffe – flüssiges Methan und flüssiger Sauerstoff – in separaten Vorverbrennern teilweise verbrannt werden, bevor sie in die Hauptverbrennungskammer einströmen.

Diese thermodynamische Anordnung entzieht jedem Treibstoff mehr Energie als herkömmliche Gasgenerator-Designs und ist einer der Gründe, warum Raptor Kammerdrücke von über 300 bar erreicht, zu den höchsten aller einsatzbereiten Raketenantriebe.

Leistung und Energieausbeute

Höhere Kammerdrücke führen direkt zu einer höheren spezifischen Impuls – einem Maß für die Treibstoffeffizienz –, was es SpaceX ermöglicht, aus einem gegebenen Treibstofftank mehr Leistung zu extrahieren.

Architektur für Wiederverwendbarkeit Der Plan für V3 behält das Mechazilla-Abfangsystem bei, bei dem die robotischen Arme des Startturms den zurückkehrenden Super Heavy Booster abfangen, anstatt ihn auf Beinen landen zu lassen. Das Unternehmen hat das Abfangen des Boosters erfolgreich während der Testflüge Ende 2024 demonstriert.

Fr V3 soll das Schiff nach der Wiedereintrittsphase ebenfalls auf dieselbe Weise eingefangen werden.

Die vollstndige Wiederverwendung beider Stufen ist

Die vollstndige Wiederverwendung beider Stufen ist zentral fr das Kostenmodell im Wert pro Flug; die intakte Rckgewinnung beider Stufen und deren schnelle Wiedernutzung ist der Mechanismus, durch den SpaceX behauptet, die Kosten pro Kilogramm Startgewicht im Vergleich zu herkmmlichen Fahrzeugen um eine Grenordnung senken zu knnen.

Die Entwicklungsbahn des Fahrzeugs geht ber kommerzielle Starts hinaus: Das NASA-Programm Artemis hat eine Variante  mit der Bezeichnung HLS (Human Landing System)  beauftragt, um Astronauten zu transportieren. Weitere Programme fr die Tiefenraumarchitektur sind ebenfalls darauf angewiesen, dass der Zugang zu schweren Trgerraketen zur Routine wird und erschwinglich bleibt.

Verbleibende technische Herausforderungen V3 hat noch nicht geflogen. Die nderungen des Tankvolumens, der Motorenanzahl und des strukturellen Designs fhren jeweils zu Integrations- und Zertifizierungsarbeiten, die Zeit bentigen.

Der Wärmeschutz des Hitzeschildes des Raumschiffs,

Der Wärmeschutz des Hitzeschildes des Raumschiffs, der Temperaturen von über 1.400 Grad Celsius während des Wiedereintritts standhalten muss, hat in vorherigen Flugphasen wiederholte Redesigns der Kacheln erforderlich gemacht. Auch das Orbitalrefueling – eine unabdingbare Voraussetzung für jede bemannte Mond- oder Marsmission – ist bisher noch nicht demonstriert worden.

Das Starship muss Schwerelosigkeit zwischen zwei Fahrzeugen kryogene Treibstoffe übertragen; dabei ist die Steuerung der Strömungsmechanik im Schwerelosigkeitszustand zu bewältigen, ein Problem ohne einfache Lösung. Die eigene Roadmap führt den Treibstofftransfer als eines der nächsten Meilensteine auf, bevor eine bemannte Mondmission durchgeführt werden kann.

Mit der V3-Hardware, die reportedly in Boca Chica (Texas) auf Starbase in Produktion steht, könnte der erste Testflug des V3 bereits im Jahr 2025 stattfinden – SpaceX hat jedoch eine Geschichte, Zeitpläne anzupassen, sobald sich ingenieurtechnische Realitäten abzeichnen.