(Weltraum) Polaris HYTEV (Hypersonic Test and Experimentation Vehicle) // Aurora // Vega

[Nightwatch]

Der Auftrag der NASA für CRS erfolgte nach drei fehlgeschlagenen Startversuchen und einem erfolgreichen Start der Falcon 1, die nach eigenen Angaben nicht kommerziell verwendbar war. Das war keine Risikofinanzierung im rechtlichen Sinn, geht aber sehr stark in diese Richtung und kann sicherlich nicht als COTS bezeichnet werden.

COTS nicht im Sinne von 'Commercial off the shelf' sondern COTS das Commercial Orbital Transportation Services Program. Das wurde dann später zu CRS

Zwischen 2002 und COTS 2006 gab wie gesagt lediglich eine kleinere DARPA Beteiligung. Über COTS wurde dann nach erreichten Meilensteinen ca 250 Millionen US-$ gezahlt bevor es mit dem zweiten Cargo-Dragon Testflug schon zur ISS ging.

Das war zweifellos sehr risikoreich für die NASA, aber eben keine Finanzierung ins Blaue hinein ohne UseCase.

So wild sind doch die Ziele gar nicht, und einen militärischen Verwendungszweck für ein flexibel einsatzbares, wirtschaftliches Trägermittel kann ich in Anbetracht der Relevanz des Weltraums und die zukünftigen Nutzungsperspektiven kleiner Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen durchaus schon aus diesem Grund heraus erkennen. In welcher Form die darüber hinausgehenden Fähigkeiten dann abgebildet werden können bleibt natürlich abzuwarten, nur liegt darauf nicht der Fokus der Entwicklung.

Das Ding wird nie wirtschaftlicher zu betreiben sein als eine wiederverwendbare VTVL Rakete und wird on the ground zwar keine spezielle Startrampe aber mehr als genügend spezielle Service-Infrastruktur benötigen, dass man es nicht nach Belieben aus Buxtehude wird betreiben können.

Der Launcher-Markt wird sich in den kommenden Jahren und Dekaden dahingehend entwickeln, dass es eine ganze Reihe von komplett oder wenigstens teilweise wiederverwendbaren großen und kleineren Launchern mit durchaus multiplen Launch-Sites auf der ganzen Welt geben wird.
Gleichzeitig wird die Anzahl der Flüge ins LEO enorm zunehmen während die Kosten deutlich sinken werden. Nicht nur weil die Starkosten dank Wiederverwendung einbrechen, sondern auch weil die neuen großen Launcher es ermöglichen größere und schwere aber dafür wesentlich günstigere Satelliten in den Orbit zu verbringen. Und sie zu ersetzen wenn es notwendig ist.

Es gibt in einer Welt in der allein SpaceX bis zum Ende der nächsten Dekade wahrscheinlich ein Dutzend Startrampen für Starship betreiben und nahezu täglich 100th ins LEO verbringen wird keinen Grund einen exotischen Satellitenlauncher zu bauen, der in einem Flug irgendeine custom 500kg Nutzlast mit nicht wiederverwendbarer Insertion-Stufe aussetzen kann.

Prinzipiell richtig, aber hier geht es konkret um ein Aerospike-Triebwerk, und dieses zur Serienreife zu bringen ist ein wichtiger Punkt der Gesamtentwicklung, in meinen Augen tatsächlich der wichtigste. Entgegen deinen Aussagen ist ein Aerospike nun gerade nicht vergleichsweise schwer (im Gegenteil ist es im Vergleich zu ähnlich starken Triebwerken mit glockenförmiger Düse sogar je nach deren Auslegung durchaus auch signifikant leichter) und besitzt im Vergleich zu eben diesen auch ein besseres TWR.

Bei gleichem Schub hat ein Aerospike-Triebwerk ein niedrigers TWR als ein herkömmliches Raketentriebwerk.

Der Vorteil eines Aerospike Triebwerks ist die höhere Effizienz im ganzen Flugverlauf. Deshalb ist es - theoretisch - möglich einen einstufigen Aerospike SSTO zu bauen. Setzt man dagegen wir die Firma hier auf Turbojets für die niedrigeren Flugphasen negiert man den Vorteil der Aerospikes gegenüber konventionellen Raketentriebwerken und wäre mit der Kombo Turbojet + Konventionelles Raketentriebwerk besser bedient. Wobei beide Ansätze nicht SSTO fähig sind.

Für die Höhen, in denen die Geschwindigkeit erreicht werden soll (zumindest gehe ich nach den öffentlich verfügbaren Informationen davon aus), ist die Hitzebelastung gar keine so große Herausforderung beispielsweise im Vergleich zum Wiedereintritt aus dem Orbit.

Ja? Aber das Ding wird eh nie den Orbit erreichen. Ein Parabelflug in große Höhen und dann ein rascher Rücksturz zur Erde ist etwas völlig anderes als ein Wiedereintritt aus einer Orbitalbahn.
Und der Unterschied zwischen einem kurzem Parabelflug und einem längeren Flug in einem thermisch belastenden Regime ist offensichtlich: Die Hitzebelastung baut sich mit der Zeit auf.

Ein relevanter Faktor bleibt das natürlich, aber keine unlösbare Aufgabe.

Es ist die ungelöste Herausforderung schlechthin. Ein wie auch immer geartetes Raketentriebwerk an einen Flugkörper zu hängen ist keine große Kunst. Aber es hat seinen Grund warum einsatzfähige Hyperschallwaffen so schwierig zu entwickeln sind, das Shuttle eine technologische Sackgasse war, die Air Force nie einen Mach 10 Aufklärer geflogen hat und SpaceX trotz großmundiger Versprechen wieder dabei ist Hitzeschutzkacheln auf ihren Edelstahlrumpf zu kleben.
Ja es gibt andere Ansätze. In deren Erforschung multiple Aerospace Firmen seit Jahr und Tag Milliardenbeträge investieren. Unwahrscheinlich, dass ein 60 Mann Startup da den heiligen Gral finden wird. Ein paar schöne Buzzwords reichen dafür leider nicht aus.

Gegenüber bestehenden Lösungen ist der einzige Vorteil des Konzepts von Dawn Aerospace, dass das Fluggerät theoretisch von jedem Flughafen aus operieren kann. Praktisch wird das Aufgrund des Antriebssystems und des Flugbereichs wieder deutlich eingeschränkt. Darüber hinaus handelt es sich doch einfach nur um eine konventionelle, wiederverwendbare Rakete, die aufgrund der zusätzlichen aerodynamischen Strukturen schwerer sein wird als eine klassische Hauptstufe. Natürlich ist es einfacher, so etwas zu konstruieren, aber du sagst es selbst: abgesehen von der vermeintlichen Flexibilität lassen sich diese Fähigkeiten auch nochmal einfacher mit etablierter, wiederverwendbarer Raketentechnik umsetzen. Und bei einem luftgestarteten System sogar ohne Verzicht auf diese Form der Flexibilität.

Gerade deshalb sind die Aerospike-Triebwerke für das Konzept von Polaris auch so relevant, genauso wie die Kombination mit Turbofans. So kann das Fluggerät wie ein klassisches Flugzeug betrieben werden und ist dadurch tatsächlich auch praktisch in der Lage, wesentlich flexibler zu operieren.

Alle Kritikpunkte die du hier gegen Dawn Aerospace anbringst (und IMO korrekt sind) gelten für Polaris ganz genauso.
Der Umstand, dass Polaris zusätzlich zum Aerospike-Triebwerk noch auf Turbojets setzt bedeutet nicht, dass es im Betrieb flexibler ist als ein Fluggerät mit reinem Raketenantrieb. Das Aerospike Raketentriebwerk bennötigt genauso Ground Support wird das konventionelle Raketentriebwerk. Das nimmt sich nichts. Nur das du bei Polaris dich halt auch noch um die Turbojets kümmern musst.

Zudem ist der Flugbereich wesentlich größer, nicht nur gegen eine wiederverwendbare Hauptstufe, sondern eben auch gegen rein raketengetriebene Raumflugzeuge.

Höchstens marginal höher. Die Treibstofftzuladung für die Turbojets wird so bemessen sein, dass es gerade ausreichend ist um das Ding in das für die Zündung der Raketentriebwerke vorgesehe Flugprofil zu bekommen. Sprich Launch und Clim auf 40k ft und Beschleunigung auf Mach 2+. Plus für die Rückkehr dann eine kleine Reserve für die Landung. Alles andere würde nur zu massiven Einschnitten in der Nutzlast führen. Da ist nichts mit "wir fliegen erstmal 1000km downrange, da ist der Orbit schöner".

Wo ich zustimme, aktuell fällt es mir schwer mir so ein SSTO vorzustellen. Allerdings halte ich das als Ziel auch nicht für so relevant, es ist eine nette Vision, und davon lebt die Raumfahrt seit jeher. Ich sehe das Projekt aktuell eher als ausgelagertes Forschungsprogramm des DLR, und halte die öffentliche Förderung für zwingend notwendig, gerade weil die Strukturen hier in Europa sind wie sie sind.

Angesichts der Umwälzungen vor denen die Raumfahrt unmittelbar steht ist es halt eine Forschung ins Nichts. Nimm den Elon und wiederverwendbare Raketen aus der Gleichung und ich wäre der erste der Grundlagenforschung für SSTOs fordert. Habe ich lange Zeit auch tatsächlich gemacht. Aber die Zeiten ändern sich VTVL TSTO Rockets sind der bessere Weg und stehen unmittelbar vor Marktreife.