Wird Rocket Cargo funktionieren? Die im Jahr 2024 gesammelten Daten könnten die Antwort liefern.

Neuauflage von Plato

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WASHINGTON – Der Versuch des US-Luftwaffenministeriums, eines Tages Ausrüstung mit weltraumgestützten Raketen um die halbe Welt zu befördern, wird im Jahr 2024 eine Reihe von Testflügen durchlaufen, die zeigen könnten, ob das Konzept überhaupt funktionieren würde.

Und in etwa drei Jahren sollte die Abteilung über genügend Daten verfügen, um eine Entscheidung darüber zu treffen, ob Rocket Cargo in Betrieb genommen oder zu etwas anderem übergegangen werden soll, so Greg Spanjers, der leitende Wissenschaftler des Integrated Capabilities Directorate des Air Force Research Laboratory bei Wright-Patterson Air Truppenstützpunkt in Ohio.

Rocket Cargo ist eines der sogenannten Vanguard-Programme des Labors, deren Ziel es ist, mithilfe modernster Technologie neue Fähigkeiten zu entwickeln und bereitzustellen, die Truppen auf dem Schlachtfeld einsetzen können. Dieses Programm untersucht den kommerziellen Raketensektor, um zu sehen, ob das Militär Waren schnell um die Welt transportieren könnte, obwohl das Programm selbst nicht die Entwicklung kommerzieller Raketen finanziert.

Im Jahr 2022 vergab das Labor einen Fünfjahresvertrag über 102 Millionen US-Dollar an SpaceX, damit SpaceX Flugdaten aus SpaceXs Starship-Raketenprogramm sammeln konnte.

Die Bemühungen verliefen nicht immer reibungslos.

Im April explodierte eine der Starship-Raketen von SpaceX kurz nach dem Start. Während Spanjers sagte, dass er den Start nicht als Fehlschlag betrachte, da er dem Ziel des Unternehmens entspreche, die Startrampe zu räumen, ereignete sich die Explosion zu früh, um verwertbare Daten zu sammeln.

Spanjers, der Rocket Cargo für die Air Force verwaltet, sagte Defence News in einem Interview am 1. November, er hoffe, dass es bald weitere Testflüge geben werde, die Daten liefern könnten.

SpaceX führte am 18. November einen zweiten Teststart einer Starship-Rakete durch, die jedoch kurz nach der Phasentrennungsphase explodierte. AFRL antwortete bei Redaktionsschluss nicht auf eine Anfrage, wie viele Daten vor der Explosion dieser Rakete gesammelt wurden.

Hoffnungen und Pläne

Spanjers stellt sich vor, dass das Rocket Cargo-Programm eines Tages einen Start pro Tag auf jeder Startrampe mit einer Vorlaufzeit von etwa einer Stunde durchführt und bei Bedarf 100 Tonnen Fracht in einer einzigen Rakete befördern kann. Aber selbst diese volle Kapazität würde nicht ausreichen, um die traditionelle Luftlogistik oder den Seetransport zu ersetzen, fügte er hinzu, obwohl sie eine Möglichkeit für den schnellen und relativ kurzfristigen Transport hochwertiger Fracht bieten könnte.

Bis Ende 2024, erklärte er, möchte das Programm genügend Flugdaten von Starship-Raketen haben, die in die Umlaufbahn gehen.

Nächstes Jahr, sagte er, plane die Luftwaffe außerdem, ein Frachtraummodell – im Wesentlichen die obere Hälfte eines Raumschiffs – zu haben, mit dem sie die Techniken zum schnellen Be- und Entladen von 20-Fuß-Containern aus einer Rakete verfeinern könne. Dieses Modell befindet sich derzeit in der Endphase der Konstruktion durch das Ingenieurbüro SES in Alliance, Ohio.

Und bis 2026 – obwohl Spanjers sagte, dass dies bis 2025 möglich sein könnte – erwartet die Luftwaffe, dass das Rocket Cargo-Programm die Fähigkeit demonstriert, schnell Raketen abzufeuern, große Frachtmassen aus der Umlaufbahn zu befördern und Fracht schnell zu laden und zu entladen.

Als einer der ersten Kunden von SpaceX für sein Starship-Raketenprogramm helfe die Air Force dem Unternehmen herauszufinden, was für das Verteidigungsministerium am wichtigsten sei, sagte Spanjers, beispielsweise die Fähigkeit, eine Rakete für wiederholte Flüge schnell umzudrehen.

Aber die Frachtkapazität, die die Air Force im Auge hat, würde die thermischen Schutzsysteme, Aktuatoren und anderen Komponenten der Raketen stark belasten, erklärte er, und es ist wichtig für Raketenhersteller wie SpaceX, diese Anforderungen bei der Konstruktion zu berücksichtigen Raketen.

Der Druck steigt

Die vielleicht wichtigsten Daten, die das Air Force Research Laboratory sammeln möchte, sind Informationen darüber, wie schnell der Druck abfällt, wenn eine Rakete den Weltraum erreicht, und wie sich der Druck ändert, wenn sie wieder in die Atmosphäre eintritt, sagte Spanjers. Dies wird dem Dienst helfen, herauszufinden, wie Fracht im Vakuum des Weltraums reagieren könnte, und wie sie somit geschützt werden kann.

„Wenn unsere Fracht in ein hartes Vakuum gerät, ist das ein echtes Problem, denn wir wollen keine Fracht herstellen, die speziell dafür ausgelegt ist, den Raketentransport zu überstehen“, sagte er. „Diese Rakete ist groß genug, um Humvees darin unterzubringen. [Aber] wenn man ein Fahrzeug nimmt und es in ein Vakuum setzt, verdampfen alle Fette, Öle und Kraftstoffe sofort.“

Das Labor erwäge einige Optionen, welche Abschnitte der Rakete wie stark unter Druck gesetzt werden sollen, sagte Spanjers.

Es wird darüber nachgedacht, bis Ende 2024 einen Behältertestprozess in großen Vakuumkammern der Luftwaffe und der NASA durchzuführen. Spanjers sagte, die Tests würden wahrscheinlich mit kleinen Behältern beginnen und dann größere umfassen, während SpaceX seine eigene Raketenentwicklung vorantreibt. Er wies darauf hin, dass die Air Force plant, bei jedem Starship-Start Daten mithilfe externer und interner Sensoren zu sammeln.

„Wir haben hier eine großartige Gelegenheit, gemeinsam mit ihnen zu testen“, sagte er. „Wir werden viele Tests zu sehr guten Kosten für den Steuerzahler bekommen.“

Die Luftwaffe möchte außerdem „Vibe and Shock“-Informationen sammeln, die verfolgen, wie viel Turbulenzen die Ladung an Bord einer Rakete beim Start aushalten muss. Spanjers geht jedoch nicht davon aus, dass Vibrationen ein großes Problem darstellen werden. Schließlich, sagte er, werfe die Luftwaffe regelmäßig Paletten voller Fracht aus dem Heck riesiger Transportflugzeuge.

Lademeister der US-Luftwaffe beobachten, wie sich Fallschirme an Versorgungskisten öffnen, die während der Operation Christmas Drop am 130. Dezember 5 von einer C-2022J abgeworfen wurden. (Staff Sgt. Jerreht Harris/U.S. Air Force)

Und je größer die Raketen werden, desto sanfter werde die Fahrt, fügte er hinzu.

Er bemerkte jedoch, dass die Ingenieure des Labors Vibrationsdaten benötigen, um sicherzustellen, dass die Container – an deren Herstellung fünf Unternehmen arbeiten – militärische Fracht transportieren und einen Weltraumstart überstehen können. Das Rocket Cargo-Programm müsse auch zeigen, ob Menschen schnell Fracht aus diesen Containern entladen können, um sie für den nächsten Start wiederzuverwenden, sagte er.

Das Labor möchte außerdem mehr Daten darüber, wie die Wärmeschutzsysteme von Raketen funktionieren und wie viel Masse sicher aus der Umlaufbahn gebracht werden kann. Mehr Gewicht bedeute mehr Widerstandskraft, erklärte Spanjers, was dann eine erhebliche Menge Wärme erzeugt, die irgendwie abgeführt werden muss.

„Die Menge an Gewicht, die SpaceX aus dem Weltraum bringen will, übersteigt bei weitem alles, was wir im Rahmen des Space-Shuttle-Programms getan haben“, sagte Spanjers. „Ich denke, es ist etwa um den Faktor fünf höher als alles, was wir jemals zuvor aus der Umlaufbahn gebracht haben.“

Spanjers sagte, der US-Raketensektor habe in letzter Zeit mehrere Fortschritte gemacht, die auf die Machbarkeit des Rocket Cargo-Konzepts hindeuten. Er bemerkte, dass das Land jahrzehntelang drei bis vier Raketenstarts pro Jahr durchführte. Aber bis zum letzten Jahr, sagte er, sei die Zahl auf 100 Starts angewachsen – größtenteils durchgeführt von SpaceX – und im nächsten Jahr könnten es 150 sein, etwa jeden zweiten Tag einer.

Und zweimal in den letzten Monaten, sagte Spanjers, sei SpaceX in der Lage gewesen, eine Startrampe zweieinhalb Tage nach dem Start einer Rakete von dort wiederzuverwenden.

Darüber hinaus führte das Space Systems Command im September 27 Stunden nach Erhalt der Startbefehle einen Raketenstart von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien durch. Dies war ein Rekord für taktisch reaktionsfähige Weltraumstarts.

„Wenn man ein oder zwei Jahre zurückblickt, hat der Start einer Rakete zwischen vier Monaten und vier Jahren gedauert“, sagte Spanjers. „Das sind ziemlich bedeutende Erfolge, die wir bei der Schaffung von Startoperationen erzielen, die viel mehr wie Flugzeugoperationen aussehen.“

Spanjers fügte hinzu, dass das Air Force-Labor mehrere Experimentierrunden „bauen, brechen, bauen, brechen“ plant, bis es ein funktionierendes Design gefunden hat.

„Diese [wissenschaftlichen und technologischen] Herausforderungen, über die wir hier sprechen, sind nicht trivial“, sagte er. „Niemand hat jemals zuvor versucht, einen Humvee auf eine Rakete zu setzen.“

Stephen Losey ist Luftkriegsreporter für Defense News. Zuvor berichtete er über Führungs- und Personalfragen bei Air Force Times und das Pentagon, Spezialoperationen und Luftkrieg bei Military.com. Er ist in den Nahen Osten gereist, um Operationen der US Air Force abzudecken.