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"Wir hatten seit sieben Jahren keinen Fehlstart mehr. Der letzte ereignete sich, als meine Firma gerade mal 500 Personen beschäftigte. Heute hat SpaceX über 4.000 Mitarbeiter. Praktisch 90 Prozent meiner Leute haben noch nie einen Fehlschlag erlebt. Für die ist der Erfolg der Normalfall. Womöglich sind wir dadurch ein wenig leichtsinnig geworden".

SpaceX CEO und Chefdesigner Elon Musk ließ keinen Zweifel daran, dass ihn das Geschehen drei Wochen zuvor am Himmel über Cape Canaveral bis ins Mark getroffen hatte. Immer wieder suchte er lange nach Worten. Dennoch ließ er es sich nicht nehmen, die Presse am 20. Juli ausführlich über den Status der Fehleranalysen des Unglücksfluges von CRS-7 zu unterrichten. Die Telefonkonferenz dauerte am Ende mehr als doppelt so lange, wie geplant.

Musks vorläufige Erkenntnisse deuten auf einen Strukturbruch an einer Haltestrebe eines der beiden Helium-Drucktanks in der zweiten Stufe hin. Mit dem Helium wird zum einen der Oxidator auf Betriebsdruck gebracht zum anderen dient es dazu, die Tankstruktur steif zu halten, während sich der Tank entleert. Dieser Heliumtank, es handelt sich um einen Wickeltank modernster Bauart (SpaceX bezeichnet ihn als „Composite Overwrapped Pressure Vehicle“ oder kurz COPV), brach sich los und löste eine Serie von Ereignissen aus, die am Ende zur Zerstörung des Trägers und zum Verlust der Dragon-Kapsel führten.

Die Falcon 9 CRS-7 Mission hatte die Aufgabe, die insgesamt siebte Dragon-Versorgungskapsel auf den Weg zur Internationalen Raumstation zu bringen. 139 Sekunden nach dem Verlassen der Startrampe kam es aber zu etwas, das Elon Musk in einer ersten Stellungnahme wenige Stunden nach dem Fehlstart als "Overpressure event" bezeichnete, als "Überdruck-Ereignis".

Dieser Hinweis lenkte die Aufmerksamkeit zunächst auf die Helium-Drucktanks selbst. Sie speichern das Edelgas mit einem Druck von 350 bar und waren in der Geschichte der Falcon 9 eine erhebliche Entwicklungsherausforderung. Auch in der Serienfertigung gab es immer wieder Probleme mit ihnen. Mehrmals führten Schwierigkeiten mit diesen Tanks zu Startverzögerungen. Doch nach der detaillierten Auswertung der Telemetriedaten wurde der Verdacht schon bald in eine ganz andere Richtung gelenkt, nämlich auf die Haltestreben dieser Drucktanks. Musk und seine Leute deuten die verfügbaren Daten so, dass es zum Bruch einer solchen Strebe kam. In der folge gaben auch die drei übrigen Streben nach und der Tank löste sich aus seiner Halterung. Das sehr leichte Helium in seinem Inneren ließ ihn im wesentlich schwereren flüssigen Sauerstoff wie ein Ballon nach oben treiben. Dabei brachen die Leitungen zu den Druckventilen und der Inhalt des Tanks strömte aus. Zusätzlich hatte er beim nach oben schwimmen wahrscheinlich den Dom des noch randvollen Sauerstofftanks beschädigt.

Musk gab bekannt, dass das Unternehmen in der Zwischenzeit eine große Anzahl - mehr als 1000 - dieser Struts metallurgisch untersucht hat. Alle bis auf einige wenige erfüllten die Spezifikationen vollständig. Bei den ungenügenden Exemplaren lag sie allerdings bei weniger als 20 Prozent der geforderten Festigkeit. Nicht ganz erklären kann das aber, warum das Versagen einer dieser Streben zum Abreißen des Tanks führte, denn der wird von insgesamt vier dieser Vorrichtungen gehalten. Unter normalen Bedingungen müssten die verbliebenen drei Streben den Tank mit Leichtigkeit an seiner Position fixieren können. Die Wahrscheinlichkeit ist daher hoch, dass es gar nicht die Strebe selbst war, die brach, sondern eine oder mehrere der Schrauben, welche die Strebe an ihrem Platz hielten.

Ein weiterer Punkt, der die Ermittlung der exakten Fehlerursache schwierig macht ist der, dass die Telemetrie schon komplett ausgefallen war, als die Vorgänge noch in Entwicklung waren. Es sind lediglich Daten der seltsamen Vorgänge für weniger als eine Sekunde vorhanden. In den Videoaufzeichnungen des Starts ist zu erkennen, dass sich die Dinge danach noch eine ganze Reihe von Sekunden weiter entwickelten, bevor die Rakete schließlich explodierte.

Die fraglichen Streben sind ein Standardbauteil der Rakete. Sie werden als Halterungen für die beiden großen Erststufentanks, für den Treibstoff- und Oxidatortank der Zweitstufe und eben auch als Befestigung der in den Sauerstofftank integrierten Heliumtanks verwendet. Sie bestehen aus einem Schaft mit einem Gelenkkopf an einem Ende, der an der Tankwand angeflanscht ist, und am anderen Ende einem weiteren Gelenkkopf an den sich entweder ein Winkel oder (meistens) eine Klemme anschließt, der oder die mit Schrauben oder Bolzen am zu fixierenden Element angeschlossen ist. Die ganze Vorrichtung erhält SpaceX von einem Lieferanten. Dieses etwa 60 Zentimeter lange Bauteil ist eine richtige Massenkomponente, denn insgesamt sind pro Rakete etwa 200 Exemplare dieser Strebe verbaut.

Musk erklärte, dass man mit Bodentests die Bedingungen, denen die Hardware bei einem realen Start ausgesetzt ist, nicht vollständig simulieren kann. Obwohl es dem "gesunden Menschenverstand" widerspricht, ist es so, dass sich der Auftrieb mit zunehmender Beschleunigung verstärkt (wegen der Verdichtung des Sauerstoffs durch das Zusammenpressen beim Aufstieg). Als die Beschleunigung das 3,2 fache der Erdschwerkraft erreicht hatte, so seine Aussage, habe sich der Helium-Tank losgerissen. Die Streben sind dafür zertifiziert, eine Last von 4,5 Tonnen zu halten. Zum Zeitpunkt, als das Ereignis auftrat, sollten jedoch nicht mehr als etwa 900 Kilogramm auf die Strebe eingewirkt haben.

SpaceX untersuchte die gesamte Bauhistorie der Falcon 9 der CRS-7 Mission. Jedes Detail war dabei akribisch fotografiert worden. Keines der Bilder offenbart aber ein Problem beim Zusammenbau der Tanks. Die verfügbare Telemetrie zeigt inkonsistente Daten. Sie zeigt zunächst einen Abfall des Druckes im Heliumtank, so wie man es bei einem Bruch des Systems erwarten würde. Gleich darauf stieg der Druck aber wieder an und ging auf den Ausgangswert zurück. Musk bezeichnete das als “very confusing".

Die Theorie, die derzeit verfolgt wird besagt, dass sich der Heliumtanks losbrach, zunächst herumwirbelte, Helium in den Sauerstofftank pumpte und dann - beim "Herumwirbeln" das Anschlussrohr abklemmte wodurch sich im Heliumsystem der Druck wieder stabilisieren konnte. Die in dieser kurzen Zeit - es handelt sich hier um einen Zeitraum von einer Viertelsekunde - in den Sauerstofftank eingebrachte Menge Helium scheint jedoch ausreichend gewesen zu sein, dass der Sauerstofftank riss. Das ist nicht unwahrscheinlich, wenn man bedenkt, dass er zu diesem Zeitpunkt randvoll war und somit schon eine sehr kleine Menge Helium ausgereicht haben könnte, um das Druckniveau stark zu erhöhen. Musk gab aber zu, dass dieses Szenario spekulativ sei. Etwas Besseres sei aus den vorliegenden Daten aber bisher nicht zu machen gewesen. Und er meinte wörtlich: "Ein wirklich sehr seltsamer Fehlermodus".

Wie geht es nun weiter? Der gegenwärtige Plan bei SpaceX sieht vor, zukünftig jede einzelne Strebe individuell zu testen, bevor sie eingebaut wird (Aussage Musk: "Wir werden nichts mehr glauben, was uns ein Hersteller sagt"). Als nächster Schritt will das Unternehmen zu einer Strebe wechseln, die eine höhere Sicherheitsmarge hat. Musk meinte weiter, diese vorläufigen Maßnahmen umzusetzen, wäre eine Sache weniger Monate. Er ging davon aus, dass die Falcon 9 Ende September wieder im Einsatz sein könnte. Er hoffe, dass das gesamte für dieses Jahr vorgesehene Manifest noch "abgearbeitet" werden könne.

Damit das möglich ist, werden die Pläne, bis zum Ende des Jahres eine Schwerlastversion der Falcon 9 zu einem ersten Testflug zu bringen, zurückgestellt. Oberste Priorität ist es nun, alle Kräfte darauf zu konzentrieren die Falcon 9 wieder flugbereit zu machen. Die Version Falcon 9 "Heavy" wird deswegen frühestens im Mai 2016 ihren ersten Einsatz erleben.

Eine ganz andere Sache, die sich im Zusammenhang mit diesem Unfall ergab, erhielt die besondere Aufmerksamkeit der Journalisten und stellte zeitweilig sogar die Fragen über die Falcon 9 in den Schatten. Zur Überraschung aller überstand nämlich die Dragon-Raumkapsel die Explosion der Rakete offensichtlich unversehrt. Sie sendete noch Telemetrie, bis sie hinter dem Horizont über dem Atlantik westlich von Florida verschwand. Da jedoch das Fallschirmsystem nicht für einen Notfall-Auswurf programmiert war, konnten die drei Schirme nicht entfaltet werden. Die Kapsel wurde dadurch beim Aufschlag auf dem Wasser zerstört. Zukünftig will Musk das Fallschirmsystem nun so modifiziert, dass es im Fall eines Fehlstarts aktiviert werden kann. So ließen sich zumindest ein Teil der Fracht und die Kapsel selbst retten.

Bild: Dieses Foto zeigt das Innere des Sauerstofftanks der zweiten Stufe einer Falcon 9 bei einer früheren Mission. Der Heliumdrucktank (einer von zwei) ist die schwarze Struktur auf der rechten Seite. Die roten Pfeile deuten auf die Streben, mit denen er festgehalten wird. Die wasserklare Flüssigkeit am Boden ist der flüssige Sauerstoff, der hier schon fast verbraucht ist. Credit: SpaceX