Krater statt Startrampe
Wie der fehlgeschlagene „Starship“-Start zur sicheren Mond-Raumfahrt beiträgt
Ein Forschungsteam untersucht den Krater, den das „Starship“ beim ersten Start hinterlassen hat und vergleicht das Ergebnis mit einer Naturgewalt.
Boca Chica – Im April endete der erste Start der weltgrößten Rakete „Starship“ mit einer Explosion. Bereits einige Stunden nach dem Start zeigten sich die Auswirkungen: Bei ihrem Start hatte die Rakete einen Krater hinterlassen, wo einst der Startplatz war. Betonbrocken wurden beim Start durch die Gegend geschleudert. Längst hat SpaceX, das Unternehmen, dem die Rakete gehört, den Startplatz repariert und für den nächsten Start besser ausgerüstet.
Im Nachhinein erweist sich jedoch auch der Krater, der beim ersten Start des „Starship“ entstanden ist, noch als nützlich. Der Astrophysiker Phil Metzger hat sich den Raketenstart und seine Auswirkungen gemeinsam mit einem Team genauer angeschaut und sich dabei vor allem auf das fokussiert, was mit dem Untergrund geschehen ist. Der Fund ist relevant für die künftige Raumfahrt, wie sich zeigte.
„Starship“-Start zerstörte die Startrampe – „wie ein Vulkanausbruch“
Metzger erklärt auf der Plattform X (Twitter), was sein Team gefunden hat: „Wir haben festgestellt, dass der Druck, der sich unter der Startrampe aufbaute, mit dem eines Vulkanausbruchs vergleichbar war, bei dem die Ansammlung von heißem Gas, das sich aus dem Magma entwickelt, das Deckgestein aufsprengt und es ausstößt.“ Die Theorie zu Vulkanausbrüchen sage einen Geschwindigkeitsbereich voraus, der mit dem übereinstimme, der bei den Betonbrocken von der Startrampe gemessen wurde – etwa 90 Meter pro Sekunde (324 km/h), so der Forscher.
2/ What we found is that the pressure that built up beneath the launch pad was comparable to a volcanic eruption when the buildup of hot gas that evolves from the magma busts apart the caprock and expels it. (Pic: Fagents & Wilson, Geophys J Int 113(2): 359.) pic.twitter.com/UdLmRiwvQY
— Dr. Phil Metzger (@DrPhiltill) October 6, 2023
Doch woher kam die Gasmenge, die ausgestoßen wurde? Die Forschenden um Metzger schlussfolgern, dass Grundwasser, das sich unter der Rampe befand, verdampft ist. Metzger erklärt: „Wir schätzten das Wasser auf der Grundlage des Kratervolumens und der Durchlässigkeit des Sandes unter der Rampe. Es liegt in dem Bereich, der mit der Theorie übereinstimmt.“
Weltgrößte Rakete „Starship“ hat Grundwasser beim Start verdampft
Durch den Start der weltgrößten Rakete ist also Grundwasser unter dem Startplatz verdampft, was den Krater zur Folge hatte. Doch was hat das mit der künftigen Raumfahrt zu tun? Eine ganze Menge, wie Metzger auf X zeigt. Schließlich sollen in Zukunft Raumschiffe – allen voran das „Starship“ von SpaceX – auf dem Mond landen und von dort wieder starten.
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Der Forscher erklärt: „Dies wirft die Frage nach dem Eis im polaren Mondboden unter einer Startrampe auf. Wenn die Startrampe Risse bekommt und heißes Gas hindurchströmt (wie wir es beim ‚Starship‘ vermuten), kann die Verdampfung des Eises zu einer ähnlichen Situation führen.“ Die Geschwindigkeit, mit der Material auf dem Mond von der Startrampe weggeschleudert würde, könnte sogar noch höher sein als auf der Erde, mutmaßt der Forscher.
Wie kann man verhindern, dass Ähnliches auf dem Mond passiert?
„Wir müssen Methoden entwickeln, um dies zu verhindern“, schreibt Metzger und ergänzt: „Das sollte nicht schwer zu machen sein. Beispiele: Die Oberfläche dicker machen. Das Eis vor dem Bau messen. Belüftungsöffnungen unter der Rampe anbringen.“ Für den Forscher war der missglückte „Starship“-Start ein Glückstreffer, wie er selbst auf X feststellt: „In den letzten 25 Jahren habe ich wahrscheinlich mehr als 1000 Experimente mit Raketentriebwerken und anderen Gasdüsen durchgeführt, die Krater in den Regolith sprengen. Aber ich habe mir nie, *nie*, NIEMALS vorstellen können, Daten von einem Experiment dieser Größe zu erhalten.“
Metzger ist sich sicher: Der „Starship“-Start vom April 2023 „wird wahrscheinlich als das größte Experiment mit Raketen, die Regolith zertrümmern, in die Geschichte eingehen, denn es wird nie wieder mit einer so großen Rakete passieren.“ Tatsächlich hat SpaceX einiges getan, um ähnliches beim nächsten Start des „Starships“ zu verhindern. Unter anderem wurde eine wassergekühlte Stahlplatte eingebaut, die den Untergrund schützen soll. (tab)
Rubriklistenbild: © IMAGO/Liu Jie
