Bemannte Raumfahrt könnte billig sein!

Wenn es um bemannte Raumfahrt geht senkt jeder daran wie teuer sie ist. Doch eigentlich müsste das Gegenteil der Fall sein. Warum? Nun unbemannte Raumfahrt ist teuer, weil alles so ausgelegt sein muss, dass es über Jahre funktioniert, absolut zuverlässig. Eine Reparatur ist unmöglich. Redundanz, Tests und Kontrollen sind das Stichwort dafür, dass man dies erreicht. Wenn wir von bemannter Raumfahrt sprechen, brauchen wir erst mal für die Menschen eine stabile Druckhülle, sie muss das Gas innen lassen, sicher vor Mikrometeoriten schützen und natürlich auch temperaturreguliert sein. Zack – sparen wir schon mal die ausgeklügelte Temperaturregulation bei Satelliten, ein Ventilator und Heizelemente reichen aus. Kein Vakuum stört und macht den effizienten Wärmetransport über Konvektion unmöglich. Russland kopierte über Jahre hinweg dieses Prinzip bei zahlreichen Satelliten und Raumsonden.

Dann muss alles bei Satelliten so ausgelegt sein, dass möglichst keine Störung auftritt. Ansonsten wird es schwierig, aus der Telemetrie die Situation zu erkennen und bei fatalen Dingen rechtzeitig einzugreifen, Bein einem bemannten Raumfahrzeug ist ein Mensch an Bord. Er sieht was los ist und kann sofort reagieren. Als bei Gemini 8 durch einen technischen Defekt eine Düse dauernd zündete und die Kapsel in die Rotation geriet konnte Armstrong diese stoppen und eine Notlandung einleiten. Bei einem bemannten Raumfahrzeug wäre es wohl verloren gewesen. Man denke nur an Phobos Grunt, die taumelnd um die Erde kreist, ohne das man einen Funkkontakt herstellen konnte.

Wenn ein bemannte Raumfahrzeug richtig ausgelegt ist, ist es mit der Kombination Mensch + Gefährt richtig sicher. Denken wir mal an eine Kapsel, die an einer Raumstation hängt. Fällt die Raumstation aus, so kann man jederzeit ablegen und zur Erde zurückkehren. Klappt die Zündung der Kapsel  nicht durch den Computer, so kann die Besatzung wenn sie direkte Kontrolle hat sie in die richtige Richtung drehen und die Triebwerke manuell zünden. Hat sie eine entsprechende Form, so rotiert sie durch den Schwerpunkt und aerodynamische Kräfte automatisch so, dass der Hitzeschutzschild in die Flugrichtung zeigt. Dann gibt es nur noch die Landung. Fallschirme die schwere Gegenstände abbremsen gibt es beim Militär seit Jahrzehnten. Sie sind erprobt und bewährt. Wenn sie nicht automatisch ausgelöst werden, dann kann man sie manuell auslösen.

Kurzum: Wenn noch ein Rettungsturm dazu kommt, sollte ein bemanntes Raumfahrzeug sicher vom Start bis zur Landung sein. Selbst wenn es beschädigt wird, so schützt der Raumanzug die Besatzung. Zudem wird es eigentlich nur einige Tage lang betrieben, nicht Monate oder Jahre. Es muss nur so lange inaktiv im Orbit verharren können. So sparen wir und eine Regeneration der Luft und des Wassers bei dieser kurzen Zeiot weitgehend ein. Ausreichende Vorräte wiegen für Kurzzeitmissionen nicht viel, selbst auf Solarzellen kann man verzichten und mit Batterien auskommen.

So gesehen, sollte es auch preiswert zu produzieren sein, denn ausgeklügelte Systeme können eingespart und durch die direkte Kontrolle durch die Besatzung ersetzt werden. Dazu kommt, dass man eine Kapsel in Serie produziert und so Kosten spart, denn die Entwicklungskosten fallen nur einmal an. Dagegen werden Satelliten nur als Einzelexemplare produziert.

Und: bemannte Raumfahrt ist auch preiswert. Kürzlich sah ich einen Film über Ansari, eine der letzten Weltraumtouristinnen. Sie bezahlte 20 Millionen Dollar, was nach diesem Bericht fast die Hälfte des ganzen Starts ausmacht. Also kann man den auf 50 Millionen Dollar ansetzen. Nun sind nicht russische Preise vergleichbar mit den westlichen: Russland zahlte vor einigen Jahren auch nur 20 bis 25 Millionen Dollar für eine Proton, während sie im Westen für 90 bis 100 angeboten wurde. Nimmt man diese Differenz um den Faktor 4, so kommt man aber immer noch auf überschaubare 200 Millionen Dollar. Der Start eines über 7 t schweren Satelliten wäre auch teurer.

Auch im Westen war dem so. Die Fertigungskosten einer Gemini-Kapsel betrugen 13 Millionen Dollar. Die Startkosten weitere 10 Millionen. Dies auf der Preisbasis von 1965. Das wären 164 Millionen in heutiger Währung: Die beiden Mariner 6+7 Sonden die etwa zur gleichen Zeit gebaut wurden waren mit 146 Millionen Dollar erheblich teurer. Okay dazu kämen noch die Missionskosten, die damals schon wegen der Bergungsflotte teuer waren. Aber das Preisschild ist vergleichbar mit dem der Sojus.

das es zeigt, dass es anders geht. Warum ist dann US-Raumfahrt heute so teuer? Die Gemini waren auf ein „Loss of Crew“ Risiko (LOC) von 1:200 ausgelegt. Orion sollte 1:2000 aufweisen. Atlas V und Delta 4 als Träger wurden z.B. abgelehnt, weil mit ihnen kein LOC unter 1:1000 zu erreichen war. Wie immer wird es extrem teuer, wenn die Anforderungen extrem sind. Die Frage ist ob es nötig ist. Das Shuttle hat ein LOC von 1:60 bis 1:80 je nach Umlaufbahn. Ein Risiko von 1:200 würde bei 4 Flügen pro Jahr zur ISS, wie es nun der Fall ist einen Unfall alle 50 Jahre bedeuten. Kritiker werfen der NASA beim CCDev vor, als Kunde nicht mehr die Möglichkeit zu haben, ihre Standards durchzusetzen, sondern sie kaufen eben fertige Produkte. Wenns nicht sicher ist, dann ist das Problem der NASA – nun ja außer dem PR-Risiko, das bleibt bei der NASA hängen. Das sollte sich nächstes Jahr ändern, als der Auftrag für zwei Raumschiffe erwartet wurde. Aber da nun die Mittel weniger als halb so viele wie die beantragten sind , wird sich da nichts dran ändern. Und das Firmen durchaus jemanden brauchen, der ihnen auf die Finger klopft zeigte schon die Vergangenheit. Nach dem Feuer von Apollo 1 wurde die Kapsel und ihre Konstruktion genau untersucht und man stellte erschreckend viele Versäumnisse und niedrige Sicherheitsstandards fest. Und als der erste Moonlander von Grumman ans Cape für Abnahmetests geliefert wurde, bekam der Grumman Chef nach Kontrollen vorgeworfen, er würde „Trash“ liefern und der Lander würde „lecken wie ein Sieb“. Er hatte die Dichtigkeitsprüfungen nicht bestanden. Er flog nie ins All.

Es wird spannend zu sehen was die NASA als nächstes macht. Wird sie dem politischen Druck nachgeben und den Anbieter wählen der am billigsten ist, aber vielleicht nicht gerade bisher durch hohe Sicherheitsstandards und umsichtige Arbeit auffiel, weil das Budget laufend sinkt, oder nicht?

5 thoughts on “Bemannte Raumfahrt könnte billig sein!

  1. Hallo Bernd, hallo Leute
    ich bin auch der Meinung, dass bemannte Raumfahrt wesentlich günstiger sein könnte und müsste. Und natürlich hängt es im wesentlichen vom “Loss of Crew” Risiko ab, das man bereit ist einzugehen. Dabei sollten beim LOC die Raumfahrer ein Wörtchen mitzureden haben, also genau diejenigen, die sich später dem Risiko aussetzen.
    Der “typische” Raumfahrer ist entweder ein ehemaliger Militär (Kampfpilot) oder ein Wissenschaftler oder ein Tourist. Militärs waren schon immer bereit ein höheres Risiko einzugehen, und sind es auch heute noch. Sie werden in Kriege geschickt und müssen mit ihrem Tod rechnen. Wissenschaftler zeigen sich bereit in Tauchbooten auf den Grund des Meeres hinab zu steigen (aus meiner Sicht nicht weniger risikoreich als ein Flug ins Weltall) und Extremtouristen besteigen den Mount Everest, klettern ungesichert Steilwände empor oder tauchen mit Haien. Sie sind bereit ein gewisses Risiko einzugehen.
    Mich würde mal interessieren welchen LOC-Wert diese Menschen für ausreichend halten.
    Weltraumorganisationen sind staatliche Behörden – Behörden werden von Bürokraten geleitet – Bürokraten wollen jeglichen Zwischenfall vermeiden, der sich negativ auf ihre Laufbahn auswirken könnte – um ihr persönliches Risiko zu minimieren werden die Sicherheitsanforderungen maximiert mit der Folge, dass lieber keine Raumfahrt betrieben wird als eine risikobehaftete. Es ist so als würde ein Präsident seine Generäle fragen: “Was braucht ihr um einen Krieg ohne jegliche Verluste zu führen?”
    “Frieden.”

    Es sind die falschen Köpfe, die essenzielle Programmweichen stellen.

  2. Zu diesen LOC Risiken sollte man auch sagen, wie realistisch sie sind. Bei Apollo plante man eines von 1:1000 und das wurde damals so begründet: „Die Chance für einen 40 jährigen innerhalb der nächsten 14 Tage zu sterben liegt bei 1:1000 – der Tripp zum Mond erhöht es also für diesen Zeitraum auf das doppelte“.

  3. Vor allem sind das alles nur recht grobe Schätzwerte. Um auch nur einigermaßen aussagekräftige Daten zu erhalten, bräuchte man einige zehntausend Starts. Das ist deutlich mehr, als sämtliche gestarteten Trägerraketen aller Länder zusammen.

    Also macht man es anders: Der Gesamtwert wird aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von Teilwerten berechnet. Aber auch die basieren auf für eine sinnvolle Statistik viel zu wenig Versuchen, oder sind völlig geschätzt! Das Gesamtergebnis ist dann nicht viel genauer, als wenn man es auswürfeln würde. Gegen diese „soliden“ NASA-Angaben sind selbst die Fantasiewerte von SpaceX ein Muster an Genauigkeit.

  4. Na ja grobe Schätzwerte sind es nicht. De Fakto ist es schon so, dass man bei jedem Teil untersucht wie groß seine Ausfallswahrscheinlichkeit ist und das auch sehr intensiv – irgendwo müssen die Summen die die Entwicklung kostet ja bleiben.
    Die Unsicherheiten liegen eher im Zusammenspiel und in dem was man nicht untersucht hat oder nicht kennt. De Fakto liegen die meisten Schätzungen aber eher auf der pessimistischen Seite. So hat ein ATV z.B. ein LOM Risiko von 1:20. Beim Start vom MSL rechnete die NASA mit einem Fehlstartrisiko von 3,3% – obwohl die Atlas V bisher keinen Fehlstart hatte (nur einmal eine zu niedrige Bahn).

  5. die Manie für Sicherheit ist gut für die Moral , aber VOLLKOMMEN NUTZLOS !
    Einige Raketenstarts werden IMMER in Katastrophe enden
    Man kann Nicht einen Rakete bauen die 99,99% Perfekt ist
    die Space Shuttle sollte eine solche Perfektion erreichen: Die Realität: 14 tote Astronauten und 2 tote Techniker
    Soyuz hatte zwei „fehlfunktionen“ bei Start und Rettungsturm brachte die Crew in Sicherheit.
    Trotzdem hat das billiger Raumschiff 4 Kosmonauten getötet ! warum ?
    Erstes war Übereilte und fehlerhafte Bemannter Prototyp der auf Politischen druck gestartet wurde.
    zweiten war auch der Politischen druck, drei Personen OHNE Raumanzüge in Kapsel zu stopfen
    ohne zu ahnen das auch Ventile oder Dichtungen versagen.

    Apollo 1 zeigte das auch ein Teueres Raumschiff tödlich sein können
    wenn man schlampig arbeitet, nach der Katastrophe zerlegte man CSM-012 und 014
    man entdecke vergesse werkzeug, Kurzschlüsse, Lecks im Kühlsystem etc.
    Man brauchte 21 Monate um die Fehler zu beheben,
    aber dies hatte 3 Menschen das Leben gekostet und später 3 weiter fast Umgebracht

    Lektion:
    Ein bemannest Raumschiff muss gut entworfen und gründlich gebaut werden
    Es und die Trägerrakete benötig mehre Sicherheitssysteme die das Raumschiff von der Rakete wegbringt.

    Mal sehen ob SpaceX diese Lehre berücksichtig
    oder in Zukunft muss am den Space Mirror Memorial weitere Namen hinzu gefugt werden…

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