Konzeptbeschreibung
Das Basiskonzept besteht aus einer vollständig wiederverwendbaren Trägerrakete mit paralleller Anordnung aus Booster- und Oberstufe. Letztere kann sowohl als Passagierstufe oder auch als orbitaler, unbemannter Satelliten-Transporter ausgelegt werden.
Die zweistufige Senkrechtstartkonfiguration besteht aus einem großen unbemannten Booster und einer bemannten Stufe, die für 50 Passagiere und 2 Besatzungsmitglieder ausgelegt ist. Das vollständig wiederverwendbare Fahrzeug wird durch insgesamt elf Flüssigkeitsraketentriebwerke (9 für den Booster, 2 für die Passagierstufe) beschleunigt, die mit kryogenem Flüssigsauerstoff (LOX) und Wasserstoff (LH2) betrieben werden sollen.
Das Konzept sieht auch vor, dass die Passagierkabine als autonome Rettungskapsel fungiert, die im Notfall vom Fahrzeug getrennt werden kann und den Passagieren eine sichere Rückkehr zur Erde ermöglicht.
Mission
Nach dem Abschalten der Triebwerke soll die Orbiterstufe in eine Hochgeschwindigkeits-Gleitflugphase übergehen und in kürzester Zeit große interkontinentale Entfernungen zurücklegen können. Je nach Mission sind Flughöhen von 80 Kilometern und Machzahlen jenseits der 20 vorgesehen. Die Flugzeit des SpaceLiners von Australien nach Europa soll nur 90 Minuten betragen, auf der Strecke Europa - Kalifornien nicht mehr als 60 Minuten.
Die Beschleunigungsbelastungen für die Passagiere sollen bei diesen Missionen unter denen der Space Shuttle-Astronauten bleiben, wobei während des angetriebenen Teils des Fluges maximal 2,5 g auftreten.
Technologien
Für die Realisierung des SpaceLiners sind mehrere fortschrittliche Technologien erforderlich, die derzeit im DLR und mit internationalen Partnern untersucht werden.
Hier ein paar Beispiele:
Der SpaceLiner 7 erreicht ein exzellentes Hyperschall-L/D von 3,5 bis M=14 ohne Klappenausschlag, wobei eine vollturbulente Grenzschicht angenommen wird. Mach-Konturen der SpaceLiner 7-1 Passagierstufe bei M= 10, Anstellwinkel alfa = 6° aus ESA-ESTEC Euler CFD- Berechnung:
Als Hauptantriebssystem werden Raketenmotoren im Hauptstromzyklus mit vollständiger Vorverbrennung wie beim SpaceX Raptor verwendet. Die Leistungsdaten der Triebwerke sind nicht übermäßig ehrgeizig. Das ehrgeizige Ziel einer Passagierrakete besteht jedoch darin, die Zuverlässigkeit und Wiederverwendbarkeit der Triebwerke über den derzeitigen Stand der Technik hinaus erheblich zu verbessern.
Die maximal zulässige Temperatur eines passiven Thermalschutz am SpaceLiner beträgt 1850 K. Die Bereiche der Vorderkante und der Nase überschreiten diesen Grenzwert und benötigen eine fortschrittliche aktive Kühlung.
In den Bereichen, in denen der Wärmestrom und die Temperaturen die für CMC akzeptablen Werte überschreiten, ist die Transpirationskühlung mit flüssigem Wasser eine mögliche technische Option. Diese innovative Methode wurde experimentell im lichtbogenbeheizten Windkanal des DLR in Köln mit kleinen Proben aus verschiedenen porösen keramischen Materialien getestet.