Merlin-Triebwerk
2006Das einfache, selbst entwickelte Triebwerk der Falcon 9 von SpaceX.
Merlin heißt die Familie der Flüssigkeitsraketentriebwerke von SpaceX. Dieses Arbeitspferd hat den günstigen Zugang zum Orbit möglich gemacht. Jedes Merlin verbrennt RP-1, ein raffiniertes Raketenkerosin, mit flüssigem Sauerstoff (Liquid Oxygen, LOX). SpaceX entwickelte das Triebwerk Anfang der 2000er-Jahre selbst. Auf der ersten Stufe der Falcon 9 zünden neun Merlin-1D-Triebwerke für Meereshöhe gemeinsam in einer kreisförmigen Anordnung namens „Octaweb“. Eine für das Vakuum optimierte Version, das Merlin Vacuum, treibt die Oberstufe an.
Was ist das Merlin-Triebwerk?
Das Merlin ist ein Raketentriebwerk im Nebenstromverfahren (Gasgenerator-Zyklus). Bei dieser „offenen“ Bauweise wird ein wenig Treibstoff abgezweigt, um die Pumpen anzutreiben, und das Gas danach ins Freie abgelassen. Das Merlin treibt die Falcon 1, die Falcon 9 und die Falcon Heavy an. Das aktuelle Merlin 1D erzeugt auf Meereshöhe etwa 845 Kilonewton (190.000 lbf) Schub pro Triebwerk und lässt sich weit herunterdrosseln.
Warum es das Merlin-Triebwerk gibt
Am Anfang stand das Geld, erst danach die Technik. SpaceX brauchte ein Triebwerk für die erste Stufe und wollte den hohen Preis der vorhandenen Modelle nicht zahlen. Deshalb baute das Unternehmen selbst ein günstiges, einfaches Triebwerk. Das Nebenstromverfahren ist weniger effizient als die aufwendigen Triebwerke im Hauptstromverfahren (Staged Combustion), aber viel einfacher und günstiger zu bauen. SpaceX übernahm außerdem den Zapfeninjektor, das Bauteil, das Treibstoff und Oxidator mischt, vom Abstiegstriebwerk der Apollo-Mondlandefähre, einer bewährten Konstruktion aus den 1960er-Jahren. In den ersten Jahren stellten die Ingenieure wichtige Teile von Aluminiumguss auf das widerstandsfähigere Inconel um, eine Nickellegierung, damit sie der Hitze standhielten.
So funktioniert es
Der Zapfeninjektor (Pintle Injector) erfüllt zwei Aufgaben. Mit ihm lässt sich das Merlin von voller Leistung bis auf 40 % drosseln, und dieser Bereich erlaubt es einem Falcon-9-Booster, so weit abzubremsen, dass er landen kann, statt auszubrennen. Das Triebwerk ist außerdem leicht für seinen Schub: Das Schub-Gewichts-Verhältnis liegt über 150 zu 1.
Der Schub pro Triebwerk auf Meereshöhe stieg von etwa 340 Kilonewton beim Merlin 1A im Jahr 2006 auf 654 Kilonewton beim Debüt des Merlin 1D auf der Falcon 9 v1.1 im Jahr 2013. Mit der Falcon 9 Block 5 waren es 2018 etwa 845 Kilonewton. Das ist etwa das 2,5-Fache des ursprünglichen Werts, aus derselben Grundkonstruktion.
Das Triebwerk der Oberstufe unterscheidet sich in einem wichtigen Punkt. Ersetzt man die Düse für Meereshöhe durch eine große, für das Vakuum geformte Glocke, gewinnt derselbe Kern etwa 66 Sekunden spezifischen Impuls (Isp). Dieses Maß für die Treibstoffeffizienz wird in Sekunden angegeben und steigt von 282 Sekunden auf Meereshöhe auf 348 im Vakuum. Die größere Düse macht sich auf dem langen Aufstieg in den Orbit bezahlt.
Die Wirtschaftlichkeit des Merlin-Triebwerks
Die Wiederverwendung verändert die Rechnung. Im Oktober 2026 zeigte der Zähler von SpaceX etwa 666 Landungen von Falcon-Boostern, und der Booster B1067 flog am 25. August 2026 seine 37. Mission, ein Rekord. Verteilt man die Kosten von neun Triebwerken auf mehr als 30 Flüge, machen die Triebwerkskosten pro Flug nur noch einen kleinen Teil jedes Starts aus. Dieselbe Logik zieht sich durch das ganze Geschäft: hohe Stückzahlen, jedes Jahr mehr Wiederverwendung und sinkende Stückkosten. Davon profitiert ein Startgeschäft, das auch die eigene Starlink-Flotte von SpaceX ins All bringt.
Aktueller Stand beim Merlin
Das Merlin gehört heute zu den am häufigsten gebauten und geflogenen Raketentriebwerken überhaupt. SpaceX fertigt bis zu rund 500 Stück pro Jahr, und die erste Stufe der Falcon 9 mit ihren neun Triebwerken liefert beim Abheben zusammen mehr als 7,6 Meganewton Schub auf Meereshöhe. 2025 flogen Falcon-Raketen 165-mal, so oft wie nie zuvor.
Wie es weitergeht
Elon Musk sagt offen, dass das Merlin Rekorde hält, an die sein Nachfolger womöglich nicht heranreicht. Er nannte es den Weltrekordhalter beim Verhältnis von Schub zu Gewicht und von Schub zu Kosten. Er sorgt sich, dass das mit Methan betriebene Raptor zwar effizienter ist, bei genau diesen beiden Werten aber zurückbleiben könnte. Vorerst fliegt das Merlin bei mehr als 100 SpaceX-Starts pro Jahr, während das Raptor das langfristige Starship-Programm antreibt.
Unterm Strich
Das Merlin hat bewiesen, dass ein einfaches, günstiges und wiederverwendbares Triebwerk aufwendigere Konstruktionen bei den Flügen pro Dollar schlagen kann. Inzwischen ist es bei mehr als 700 Falcon-Starts geflogen.
Chronik
- 2003: Die Entwicklung des Merlin beginnt richtig, mit Heißtests von Prototypen des Merlin 1A in McGregor, Texas.
- 2004: Die Ingenieure stellen wichtige Bauteile von Aluminiumguss auf das haltbarere Inconel um. Diese Änderung übernimmt die Konstruktion des Merlin 1.
- 24. März 2006: Das Merlin 1A fliegt erstmals beim ersten Start der Falcon 1 von der Insel Omelek; der Flug endet kurz nach dem Abheben.
- November 2007: SpaceX schließt die Entwicklung des Merlin 1C ab. Das Programm kommt auf mehr als 3.000 Sekunden Brenndauer in über 125 Tests und endet mit einem 170 Sekunden langen Qualifikationstest in McGregor.
- 28. September 2008: Das Merlin 1C bringt die Falcon 1 bei Flug 4 in den Orbit. Sie ist die erste privat entwickelte Flüssigtreibstoffrakete im Orbit.
- Dezember 2008: Etwa drei Monate nach dem Erfolg im Orbit gewinnt SpaceX einen NASA-Vertrag über Commercial Resupply Services (CRS, Frachtflüge zur ISS) im Wert von rund 1,6 Milliarden US-Dollar.
- 4. Juni 2010: Neun Merlin-1C-Triebwerke treiben den ersten Orbitalstart der Falcon 9 v1.0 von Cape Canaveral an.
- 2011: Die Entwicklung des Merlin 1D beginnt, eine Neukonstruktion für mehr Schub und Effizienz.
- 2013: Das Merlin 1D und die Octaweb-Anordnung mit neun Triebwerken fliegen erstmals auf der Falcon 9 v1.1.
- Dezember 2015: Die Falcon 9 Full Thrust fliegt erstmals, mit leistungsgesteigerten Merlin-1D-Triebwerken und gekühltem Treibstoff.
- 11. Mai 2018: Die Falcon 9 Block 5 fliegt erstmals, jedes Merlin 1D mit etwa 845 Kilonewton.
- 25. August 2026: Der Booster B1067 fliegt seine 37. Mission, ein Rekord, und trägt 29 Starlink-Satelliten.
Quellen (6)
- SpaceX: Seite zur Falcon 9
- SpaceX: Starlink 10-49, der 37. Flug des Boosters B1067
- Elon Musk auf X: Schub-Gewichts- und Schub-Kosten-Verhältnis des Merlin
- Spaceflight Now: Missionsstatus von Falcon 1 Flug 4
- NASA: „Commercial Orbital Transportation Services, A New Era in Spaceflight“
- Wikipedia: SpaceX Merlin
