Everyday Astronaut – Eine Unterhaltung mit Elon Musk über Starship

Am 28.09.2019 fand auf dem SpaceX Gelände in der Nähe von Boca Chica die „Starship“ Präsentation statt. Nach der Veranstaltung hatte Tim Dodd, aka Everyday Astronaut, die Gelegenheit, mit Elon Musk über die Arbeitsweise des SpaceX Teams, die eine so schnelle Entwicklung überhaupt erst ermöglicht, über verschiedene Antriebsdesigns und deren Vor- und Nachteile und über die Integration der oberen Treibstofftanks in das Raketendesign, zu sprechen. Das von Everyday Astronaut am 01.10.2019 auf YouTube veröffentlichte Video enthält Untertitel in 11(!) verschiedenen Sprachen, darunter auch Deutsch. Die vorliegende deutsche Übersetzung und zum Teil auch das englische Transkript sind nicht identisch mit den Untertiteln des Videos.

Tim Dodd: (00:00) Hallo, ich bin’s, Tim Dodd, der ‚Everyday Astronaut‘ (Alltags-Astronaut).

Tim Dodd: (Off-Kommentar) Gestern Abend hat Elon Musk die Welt über die Entwicklung von SpaceX’s Starship informiert. Lassen Sie mich Ihnen sagen, die Veranstaltung war unglaublich. Wir haben eine Menge wirklich cooler Details erfahren. Und ich bin immer noch ein wenig verblüfft von dem Tempo dieses Programms; so etwas hat es noch nicht gegeben. Wenn es nur jemanden gäbe, der ein paar mehr meiner Fragen über dieses Programm und über Starship beantworten könnte.

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Elon Musk: Das ist ein schönes T-Shirt.

Tim Dodd: Elon, wie geht‘s? Danke, Du weißt schon, ‚Full-Flow Staged Combustion(Vollstromvorverbrennung), keine schlechte Idee. Würden Du Dir bitte selbst ein Mikrofon anstecken? (reicht Elon Musk ein Mikrophon, das dieser sich ans Revers steckt)

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Tim Dodd: (Off-Kommentar) Nachdem Elon mir ein Kompliment für mein T-Shirt gemacht hat, habe ich ihm ein Mikrofon verpasst und die Kameras laufen lassen. Nun, für diejenigen von Ihnen, die neu auf meinem Kanal sind: wir werden in einige Bereiche der Raketenwissenschaft ziemlich tiefgründige einsteigen. Wenn Sie etwas nicht verstehen, machen Sie sich keine Sorgen. Bleiben Sie auf meinem Kanal und ich verspreche Ihnen, dass ich Ihnen alles erklären werde, worüber wir sprechen, wie z.B. die Vollstromvorverbrennung und Aerospike-Triebwerke.

Es gab Teile dieses Interviews, die ich zuerst nicht wirklich veröffentlichen wollte, aber ich denke, das Beste, was ich tun kann, ist, Ihnen einfach das Ganze zu zeigen, ungeschnitten, mit einer einzigen Kamera aufgenommen, damit Sie das Gefühl haben, dass Sie direkt bei uns sind.

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Tim Dodd: Ja, zunächst einmal vielen Dank dafür, dass wir miteinander reden können. Wir stehen hier unter Deinem schönen Biest.

Elon Musk: Ja, es ist verrückt. Kann man sich vorstellen, dass es das hier überhaupt gibt?

Tim Dodd: Ich war vor einem Monat hier, stand buchstäblich genau hier – na ja, nicht ganz, nur hinter dem Zaun – und da stand eine Röhre und eine spitze Röhre; und jetzt hast Du das! Ich meine, wie machst Du das? Ist das nur der pure Wille? Ist jeder so besessen von dem Ziel?

Elon Musk: Ich glaube, ich habe eine Menge darüber gelernt, wie man Dinge schnell macht und habe dann diese Lektionen an das SpaceX-Team weitergegeben. Wir haben einfach ein unglaublich talentiertes, hart arbeitendes Team bei SpaceX. Manchmal denke ich sogar, dass es vielleicht zu viele talentierte Leute bei SpaceX gibt. Wir haben so viele Talente, dass wir wohlmöglich den Markt beherrschen.

Aber es gibt diese sehr talentierte Gruppe, die super hart arbeitet und einfach den allgemeinen Ansatz verfolgt: Wenn ein Design zu lange dauert, ist das Design falsch, und deshalb muss das Design geändert werden, um den Fortschritt zu beschleunigen. Einer der grundlegendsten Fehler bei fortgeschrittenen Entwicklungen ist es, an einem Design festzuhalten, selbst wenn es sehr kompliziert ist, und nicht danach zu streben, Teile und Prozesse zu streichen. Das ist ungeheuer wichtig. Das ist auch der Grund für den Wechsel zu Stahl – weil wir mit der fortschrittlichen Kohlefaser zu lange brauchten.

Tim Dodd: Richtig, und Du bist definitiv kein Sunk-Cost-Fallacist, sondern eher der Typ: „Das ist eindeutig der neue Weg nach vorne, lasst uns da aufspringen.“

Elon Musk: (02:30) Ja. Hat es Zukunft oder nicht? Wenn es keine Zukunft hat, wen kümmert es?

Tim Dodd: Ja, und so hast Du es gemacht; ich meine, wenn man sich die „dearMoon“-Veranstaltung vom letzten Jahr ansieht: Ihr wart sozusagen in dieser schwierigen Phase, in der Ihr das hier herausfinden wolltet. Ihr hattet den Kohlefaserdorn. . .

Elon Musk: Ich glaube, wir hatten noch nicht einmal den Stahl; ich glaube, wir waren noch auf dem Weg… Wann war die „dearMoon“-Sache?

Tim Dodd: Vor ziemlich genau einem Jahr.

Elon Musk: Das war vor der Umstellung auf Stahl.

Tim Dodd: Ja, Ihr habt den Karbondorn und alles gezeigt, und Ihr wart begeistert davon, aber dann habt Ihr plötzlich gewechselt.

Elon Musk: Ich habe das Kohlefaserdesign im Oktober letzten Jahres gestrichen.

Tim Dodd: Ja, also gleich danach. Also, die meisten wissen gar nicht, dass Du der leitende Ingenieur bist. Du sitzt buchstäblich…

Elon Musk: Buchstäblich. Ich war gerade mit einem Freund beim Abendessen und er fragte: „Wer ist der Chefingenieur von SpaceX?“ Und ich sagte: „Das bin ich.“ „Nein, nein“, sagte er, „Du bist das nicht. Wer ist es?“ Er dachte sich wahrscheinlich, ich sei entweder jemand mit einem sehr niedrigen Ego oder, was auch immer. Aber ich sage dem Team immer, dass jeder von ihnen ein Chefingenieur ist. Das ist extrem wichtig. Jeder einzelne muss im weitesten Sinne verstehen, wie das Raumschiff funktioniert, damit es nicht zu einer Selbstoptimierung des Systems kommt. Denn das ist es, was normalerweise passiert.

Man kann die organisatorischen Fehler sehen…- Die Fehler im Produkt spiegeln die organisatorischen Fehler wider. Im Wesentlichen sieht man, dass es eine Schnittstelle an dieser bestimmten…- Die Schnittstellen im Produkt werden durch die Unternehmensstruktur, d.h. die Abteilungen im Unternehmen, definiert.

Und anstatt etwas loszuwerden oder Einschränkungen in Frage zu stellen, wird die eine Abteilung nach den Einschränkungen entwerfen, die die andere Abteilung ihnen gegeben hat, ohne diese in Frage zu stellen und zu sagen: „Diese Einschränkungen sind falsch.“ Und sie sollten eigentlich den Ansatz verfolgen, dass die Einschränkungen, die sie durch eine andere Abteilung erhalten, garantiert bis zu einem gewissen Grad falsch sind, denn im Umkehrschluss müssten sie perfekt sein.

Tim Dodd: Richtig, was nie der Fall ist.

Elon Musk: Wie Du schon sagtest, wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies ein platonisches Ideal eines perfekten Teils ist? Null, im Grunde. Hinterfrage also Deine Einschränkungen, selbst wenn sie von einem Nobelpreisträger kommen. Auch unsere eigenen Maßstäbe sind manchmal falsch. Hinterfrage also Deine Einschränkungen; das ist extrem wichtig. Einen weiteren Fehler, den die klugen Ingenieure gerne machen, ist die Optimierung (05:00) einer Sache ist, die es nicht geben sollte.

Tim Dodd: Ja, sie arbeiten dann an einer Sache, obwohl man sich fragt: „Warum haben wir das überhaupt?“

Elon Musk: Richtig. Wenn man auf dem College Physik oder Ingenieurwesen studiert – ich habe Physik studiert – muss man die Frage beantworten, die der Professor einem stellt. Man kann nicht sagen: „Das ist die falsche Frage.“ Aber in der Realität haben wir viel mehr Möglichkeiten. In der Realität hat man alle Freiheitsgrade der Realität, und deshalb sollte man als erstes hinterfragen, ob die Frage richtig ist.

Tim Dodd: Ja, das hast Du auch letztes Jahr gesagt. Ich glaube, Du hast gesagt: „Wir haben lange gebraucht, um die Frage zu formulieren. Wir wussten nicht richtig, worum es geht.“

Elon Musk: Es hat ewig gedauert, die Frage zu formulieren. Es ist wie bei „Per Anhalter durch die Galaxis“ von Douglas Adams, dem besten Philosophen aller Zeiten – vielleicht das beste philosophische Werk aller Zeiten. Aber das Buch ist so tiefgründig, dass die Leute es nicht einmal verstehen.

In ‚Per Anhalter durch die Galaxis‘ ist die Erde ein riesiger Computer, der auf die Frage: „Was ist das Leben, die Antwort auf das Leben, das Universum und alles?“ „42“ antwortet. Woraufhin alle sagen: „Was zum Teufel soll das heißen – das macht keinen Sinn.“ Und wiederum die Antwort bekommen: „Oh, du… der schwierige Teil ist die Frage. Die Antwort ist der einfache Teil. Man braucht einen viel leistungsfähigeren Computer, der einem sagt, was die Frage ist.“ Und das ist wahr. An dem Punkt, an dem man die Frage richtig formulieren kann, ist die Antwort vergleichsweise einfach.

Tim Dodd: Richtig. Ich habe noch eine Frage. Ich arbeite gerade an einem Video über Aerospikes. Es wird ein etwa einstündiges Video über Aerospikes und, Du weißt schon, sie sind so etwas wie der Rotationsmotor der Raketen. Der Umlaufmotor war… er war in mancher Hinsicht vorteilhaft, wie Dein…

Elon Musk: Ja, Aerospikes, richtig.

Tim Dodd: Die sind cool, aber was ist Dein größter Kritikpunkt an ihnen? Ich möchte versuchen zu verstehen, warum Du denkst, dass sie nicht verwendet werden. Und offensichtlich, nehme ich an, wirst Du aus vielen Gründen nie zu einem Aerospike übergehen…

Elon Musk: Weißt Du, ich habe diese Frage intern schon so oft gestellt: „Leute, sollten wir nicht vielleicht einen Aerospike machen?“ Die Herausforderung…- Du wirst dem Publikum erklären, was ein Aerospike ist?

Tim Dodd: Oh ja, was Du dazu sagst, wird sozusagen der Abschluß des Videos sein; ich habe schon alles vorbereitet.

Elon Musk: Okay, denn sonst, Du weißt schon: „Was zur Hölle reden die da?“ Also, man muss die Verbrennungseffizienz….- Es gibt eigentlich zwei Teile zu…- Wenn man einen Raketenmotor hat, was versucht man zu tun? Man versucht, Dinge so schnell wie möglich in einer geraden Linie herauszuschießen.

Tim Dodd: Ja, so viel Wärme und Druck wie möglich in kinetische Energie umwandeln.

Elon Musk: (07:30) Ja, genau. Du hast also Deine Verbrennungseffizienz, und bei wie viel Prozent der maximalen theoretischen Verbrennungseffizienz bist Du? Und dann, was ist Dein Düsenwirkungsgrad, der wirklich … – also, hat man eine gerade Strömung, und schießen die Moleküle in einer geraden Linie heraus, so dass man sich in die andere Richtung bewegt? Newtons drittes Gesetz.

Mit einer traditionellen Verbrennungskammer kann man einen sehr hohen Verbrennungswirkungsgrad erreichen, weil die Moleküle dort alle irgendwie herumhüpfen; sie haben Zeit, sich zu verbinden und ihr Ding zu machen. Und dann, wenn man sie sozusagen durch den Düsenhals zwängt, haben sie noch mehr Gelegenheit, sich zu verbinden.

Wir denken also, dass wir bestimmt 98,5, hoffentlich sogar 99 Prozent der theoretischen Verbrennungseffizienz erreichen können. Also, wenn Gott selbst das in die Hand nehmen würde, wäre es ein Prozent besser. Okay, vielleicht eineinhalb Prozent besser. Das ist ein sehr hoher Wirkungsgrad.

Tim Dodd: Wegen der Vollstromvorverbrennung.

Elon Musk: Richtig. Man hat eine Gas-Gas-Wechselwirkung, also zwei heiße Gase, die sich verbinden. Und das mit einer relativ einfachen Reaktion – das einzige, was einfacher wäre, wäre Wasserstoff. Aber man hat CH4 und O2; das ist ziemlich einfach. Man hat keine langkettigen Kohlenwasserstoffe. Bei Kerosin hat man die langen Ketten; sie müssen sich aufspalten, sie müssen sich neu verbinden. Es ist sehr schwer, eine hohe Verbrennungseffizienz mit Kerosin zu erreichen.

Also, wenn man sich anschaut, sagen wir, „Was ist der theoretische Wert eines Lox/Kerosin-Motors, im Vergleich zu einem Methan-Motor?“, sieht Kerosin eigentlich überzeugender aus, als es in Wirklichkeit ist, weil man mit Kerosin nicht den hohen Verbrennungswirkungsgrad erreichen kann, den man mit Methan erreichen kann. Man muss also sagen: „Wie hoch ist der tatsächlich erreichbare Verbrennungswirkungsgrad, multipliziert mit der theoretischen chemischen Energie?“

Das ist die wirkliche Zahl, und hier beginnt Methan richtig gut auszusehen. Es ist sehr schwer, einen Verbrennungswirkungsgrad von 96 Prozent oder sogar nur 95 Prozent mit Kerosin zu erreichen, aber mit Methan kann man leicht 98, mit ein wenig Mühe 99 % erreichen.

Tim Dodd: Du glaubst also nicht – sag es mir einfach, Spoiler-Alarm – dass wir jemals einen von SpaceX produzierten Aerospike-Antrieb mit Vollstromvorverbrennung sehen werden?

Elon Musk: Wenn uns jemand zeigen kann, dass wir falsch liegen, wäre das großartig. Wenn jemand erklären kann, (10:00) „Es gibt einen Weg, das Design zu verbessern“, ist das ein Geschenk. Ich würde dieses Geschenk sofort annehmen. Das Schlimmste wäre, bei einem dummen Design bleiben zu wollen, nur weil man es schon hatte. Das wäre der Wahnsinn. Ich fände es toll, wenn jemand zeigen könnte, warum ein Aerospike der klügere Weg ist. In einem solchen Fall würden wir einfach einen Aerospike machen.

Tim Dodd: Ja, dann würdet Ihr einfach einen Aerospike machen; es gibt also einen Grund, warum sie nicht verwendet wurden. Punkt.

Elon Musk: Aber vielleicht ist dieser Grund nichtig. Denn es gab auch keinen Methan-Antrieb für den Orbit.

Tim Dodd: Genau. Oder eine Vollstromvorverbrennung im Flugbetrieb; stimmt.

Elon Musk: Also, es gab weder einen Vollstromvorverbrennungsmotor, der einen Flug gesehen hat, noch gab es einen Methanantrieb, der einen Flug gesehen hat, zumindest in einem Raketenszenario. Ich glaube, es gab vielleicht ein paar kleine Tests oder so, aber keine echten Raketen. Aber ich bin sehr zuversichtlich, dass CH4 der richtige Treibstoff ist. Vielleicht wäre ein Aerospike richtig, auch wenn es noch nicht gemacht wurde. Aber man muss einfach zeigen, dass die Verbrennungseffizienz nicht beeinträchtigt wird und dass man die Strömung ausreichend begradigt.

Tim Dodd: Um das Expansionsverhältnis zu erhalten.

Elon Musk: Ja

Tim Dodd: Jep, großartig.

Elon Musk: Außerdem, wenn man eine zweistufige Rakete hat…- Ich denke, das ist die andere Sache: Man hat zweistufige Raketen, wo sich die Antriebs-Stufe in erster Linie in der Atmosphäre befindet, und die obere Stufe in erster Linie im Vakuum. Dann kann man eine Vakuum-Düse und eine Meeresspiegel-Düse entwickeln. Und dann fragt man sich: „Wozu braucht man den Aerospike?“ Nur, wenn man versuchen wollte, eine einstufige, wiederverwendbare Version zu bauen, würde man zum Aerospike greifen.

Tim Dodd: Richtig, jep, das ist fantastisch. Aerospikes, mit Elon Musk! Ich danke Dir so sehr.

Elon Musk: Ich fände es toll, wenn jemand zeigen könnte: „Hey, du verfehlst das Ziel, du könntest das anders machen, und das wäre ein besserer Schritt.“ Ich wäre sehr dankbar dafür.

Tim Dodd: Richtig, ja, natürlich, absolut. Hey, danke noch mal für Deine Zeit, bis bald, war mir ein Vergnügen. Vielleicht müssen wir Dir noch das Mikrofon klauen; ich meine, ich weiß nicht, ich könnte es Dir auch später in Rechnung stellen. Nochmals vielen Dank für das Gespräch.

Elon Musk: Keine Ursache.

Tim Dodd: Ich muss gestehen, ich war auf der IAC (Internationaler Astronautischer Kongress) 2016 und habe gesehen…- Das war fast ein bisschen peinlich damals, weil es einem so verrückt vorkam. Und jetzt sehen wir, dass es keinesfalls verrückt ist.

Elon Musk: Nun ja, es ist offensichtlich verrückt. (12:30) Selbst, wenn ich den ganzen Tag dem ausgesetzt bin, bleibt es unglaublich. Es ist so verrückt, es tatsächlich dort zu sehen. Und ich war oben in der Rakete… Ich werde das später posten, aber. .

Tim Dodd: Das Foto von Jack Beyer. Er hat ein Foto von Dir, wie Du, glaube ich, dort rausschaust.

Elon Musk: Nun, das war, als ich dort drinnen war. (zeigt Tim ein Photo auf dem Smartphone)

Tim Dodd: Wow! Und das sind die oberen Tanks?

Elon Musk: Ja.

Tim Dodd: Und alle Batterien haben, was sechs…

Elon Musk: Sie haben vier Tesla-Batterien mit 100 Kilowattstunden. Und die haben wir sozusagen einfach an die oberen Tanks geschweißt.

Tim Dodd: Richtig. Oh, darüber haben wir noch gar nicht gesprochen; Ihr verwendet im Grunde genommen Model 3 Motoren; ist das so?

Elon Musk: Ja. Ich denke, wir sollten das machen; wir sollten einfach elektro-mechanisch…- Ich denke, wir werden – wahrscheinlich mit Mach 3 – zu einem rein elektro-mechanischen Antrieb für die Klappen übergehen. Momentan werden sie von Elektromotoren angetrieben. Es sind Tesla-Motoren und Batterien, die im Wesentlichen Hydraulikflüssigkeit in den Akkumulator pumpen, und dann bewegt der Hydraulikkolben die Klappe. Einfacher wäre es aber, wenn die Motoren direkt…

Tim Dodd: Tut es einfach.

Elon Musk: …über eine Schnecke die Klappe bewegt.

Tim Dodd: Das ist großartig.

Elon Musk: Und außerdem ist die Art und Weise, wie die oberen Tanks im Moment gemacht werden, unglaublich. Wir sollten die Header-Tanks nicht wie Fracht transportieren. Ich meine, wir wollen, dass die Header-Tanks fest mit der Raketenspitze verbunden sind. Also ernsthaft, nimm einfach die Spitze, benutze die Spitze der Rakete als die Hälfte des Header-Tanks und spiegel im Wesentlichen die Haupttanks, aber in kleiner Form, in der Rakenspitze. Also, einfach zwei Kuppeln, und den Sauerstoff und Kraftstoff in der Spitze der Rakete, und nicht die Tanks wie eine Fracht transportieren, aber mit den Tanks…

Tim Dodd: Einfach integriert, richtig?

Elon Musk: Ja, nur eine Mini-Version der großen Tanks.

Tim Dodd: Richtig, oh, und dann habt Ihr auch keine extra Wand und alles, es ist einfach integriert in…

Elon Musk: In den frühen Tagen der Raketentechnik, wie zum Beispiel bei den V2 Raketen, wurden die Treibstoff- und Sauerstofftanks wie eine Fracht in der Aeroshell transportiert.

Tim Dodd: Ach wirklich?

Elon Musk: Ja. In den frühen Tagen der Flugzeuge und Raketen wurden die Treibstofftanks wie Frachtgut transportiert. Und jetzt, bei modernen Raketen und Flugzeugen – der Flügel ist ein Treibstofftank in Flügelform. Wir sollten das Gleiche mit den Header-Tanks machen.

Tim Dodd: Das ist großartig. Nochmals vielen Dank.

Elon Musk: Alles klar. Ich danke Dir. (15:00)

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