Falcon Heavy Fully expendable

Die vollständig verbrauchbare Konfiguration ist das Flugprofil, bei dem die Falcon Heavy auf die Bergung aller drei Kerne ihrer ersten Stufe verzichtet. Die beiden seitlichen Booster und der Zentralkern fliegen ohne Landebeine und ohne Gitterflossen, und der gesamte Treibstoff, der in einem wiederverwendbaren Profil für das Abbremsen, die Rückkehrdrehung und die Landezündung reserviert ist, kommt stattdessen der Mission zugute. Die Hardware ist dieselbe Falcon Heavy wie immer – drei verstärkte erste Stufen der Falcon 9, siebenundzwanzig Merlin-1D-Triebwerke und eine zweite Stufe mit einem einzigen Merlin Vacuum –, sodass nicht die Maschine diese Variante unterscheidet, sondern die operative Entscheidung, sie zu verbrauchen.

Dies ist das Profil, das die Falcon Heavy in die Kategorie der superschweren Trägerraketen einordnet. Ohne Bergung irgendeiner Stufe kann das Fahrzeug 63.800 kg in die niedrige Erdumlaufbahn, 26.700 kg in die geostationäre Transferbahn und 16.800 kg auf eine translunare Einschussbahn Richtung Mars bringen. Der Wert für die niedrige Erdumlaufbahn wurde im April 2017 von den geplanten 54,4 t auf die heutigen 63,8 t angehoben und stützt die Aussage, dass die Falcon Heavy die zweithöchste Hubkapazität unter den operativen Raketen besitzt.

Der verfügbare Schub ändert sich gegenüber den anderen Profilen nicht: 22.819 kN (5.130.000 lbf) beim Abheben mit den siebenundzwanzig Merlin-1D-Triebwerken auf Meereshöhe, ein Schub, der auf 24,68 MN ansteigt, sobald das Fahrzeug die Atmosphäre verlässt. Die zweite Stufe liefert 934 kN bei einer nominalen Brenndauer von 397 Sekunden. Der Leistungsunterschied gegenüber den wiederverwendbaren Profilen rührt somit nicht von mehr Schub her, sondern davon, dass kein Treibstoff für die Rückkehr aufgespart werden muss.

Der am besten dokumentierte Fall dieser Konfiguration ist der Start der NASA-Sonde Europa Clipper am 14. Oktober 2024. Die Mission war ursprünglich dem Space Launch System zugeteilt; die angehäuften Verzögerungen veranlassten die NASA, den Auftrag 2021 an SpaceX zu vergeben, ausdrücklich unter der Bedingung einer vollständig verbrauchbaren Falcon Heavy. Selbst beim Verbrauch aller drei Kerne konnte die Rakete die Sonde nicht direkt zum Jupiter schicken: Das Raumschiff wird einen Vorbeiflug am Mars und einen weiteren an der Erde absolvieren, bevor es das Jupitersystem erreicht. Das ist die klarste Illustration dafür, wofür dieses Profil existiert und wo seine Grenzen liegen.

Auf alle drei Kerne zu verzichten bedeutet, auf Hardware zu verzichten, die SpaceX nachweislich erneut fliegen kann, und der Startpreis spiegelt das wider: Der Katalog des Unternehmens unterscheidet ausdrücklich zwischen dem Profil mit Bergung aller drei Stufen – mit 97 Millionen US-Dollar beziffert – und dem teureren verbrauchbaren Profil. Der Kunde kauft Leistung gegen Fahrzeug. Deshalb bleibt diese Konfiguration Nutzlasten vorbehalten, die keine andere Kombination befördern kann: schwere interplanetare Sonden und geostationäre Satelliten am oberen Ende der Massenskala.

Es lohnt sich, in Erinnerung zu rufen, woraus das verbrauchbare Profil besteht. Die erste Stufe setzt sich aus drei ersten Stufen der Falcon 9 mit verstärkten Tankwänden zusammen – der Zentralkern trägt dickere Wände und das Trennsystem für die Booster –, und darüber fliegen dieselbe zweite Stufe und dieselbe Nutzlastverkleidung wie bei der Falcon 9, mit dem gesamten Flugerbe, das das mit sich bringt. Die Zwischenstufenstruktur ist ein 4,5 m großes Verbundbauteil mit einem Wabenkern aus Aluminium und Kohlefaserlagen. Die Tanks bestehen aus reibrührgeschweißter Aluminium-Lithium-Legierung. Bei Langzeitmissionen ist die zweite Stufe zusätzlich mit einem Missionsverlängerungs-Kit ausgestattet – verstärkte COPV-Tanks, zusätzliche TEA-TEB-Zündflüssigkeit und ein grauer, auf den RP-1-Tank aufgetragener Anstrich, der Sonnenlicht absorbiert, um ein Einfrieren des Treibstoffs zu verhindern –, das lange Driftphasen zwischen den Zündungen ermöglicht. Nichts davon ändert sich durch den Verbrauch der Kerne: Das Einzige, was sich ändert, ist, dass sie nicht zurückkehren.