Bigelow – Teil 2

So weiter gehts mit Bigelow, diesmal habe ich mal willkürlich gekürzt an dem Teil wo es dann um die Versorgung die Kosten geht. Das kommt dann morgen dran.

Das Ziel?

VergleichBigelow will die Station vermieten, entwickelt aber selbst kein Weltraumtaxi. Auf frühen Abbildungen sieht man eine Sojus andocken. Mittlerweile ist er von der Idee abgerückt, da er nicht meint, dass die russischen Partner und ihre Leistung in seinen „Business Case“ passen. Offen ist, ob man an beiden Seiten andocken kann oder nur an einer Seite. Nach den Abbildungen scheint nur ein Anschluss für bemannte Transporter und der zweite zum Verbinden mehrerer Stationen gedacht sein. Zwei Anschlüsse würden die Kopplung sowohl von Sojus wie auch der Dragon erlauben. Diese setzt einen CBM-Mechanismus ein. Für das CST-100 benötigt man wiederum einen APASA kompatiblen Anschluss. Eventuell wird den auch eine bemannte Dragon einsetzen, denn der CBM-Anschluss ist für unbemannte Frachter gedacht und für Raumschiffe, die nicht selbst aktiv andicken (sie werden vom Canadaarm eingefangen und dann manuell von der Besatzung der ISS angekoppelt) und damit für die BA-330 nicht gut geeignet.

Da Bigelow sich des Mankos keinen Zubringer zu haben, bewusst war, schrieb die Firma 2004 „Americas Space Price“ aus, 50 Millionen Dollar konnte eine Firma erhalten, die bis zum 10.2.2010 ein bemanntes Gefährt startete. Der Zeitpunkt verstrich ohne, dass auch nur jemand in die Nähe dieses Ziels kam. Frühestens 2015 soll der erste bemannte Testflug von SpaceX erfolgen, von Boeing gibt es noch gar keinen Termin und andere Konkurrenten sind entweder in der Entwicklung weiter zurück oder es ist kaum etwas über ihre Aktivitäten bekannt.

Im Mai 2012 kündigten Bigelow und SpaceX eine Zusammenarbeit an, schon im September 2009 gab es eine Vereinbarung mit Boeing. Ob nun die BA-330 Kopplungsmöglichkeiten für beide Raumschiffe bietet oder beide Raumschiffe einen gemeinsamen Dockingadapter verwenden werden (eher anzunehmen, da sie primär für die ISS entwickelt werden und dort wird man nicht für jedes Raumschiff einen eigenen Docking Adapter haben wollen) ist offen.

Kunden von Bigelow sollen Einzelpersonen, Gruppen oder Nationen sein. Ziel ist nicht der Weltraumtourismus, sondern das Vermieten der Stationen, beginnend von 30-60 Tage dauernden Aufenthalten eines Astronauten bis zum Mieten einer ganzen Station. Sie weisen drauf hin, das Nationen praktisch einen bezahlbaren Zugang zur bemannten Raumfahrt haben, der sonst nicht möglich wäre. Das wäre vielleicht für Nationen, die nicht an der ISS beteiligt sind und kleine Budgets haben interessant. Weltraumtourismus durch zahlungskräftige Kunden wird nicht generell ausgeschlossen, aber man denkt zumindest bei der BA-330 nicht an ein Weltraumhotel. In eigenen Worten: “to create structures for other people to use as hotels, laboratories, factories, corporate yachts, adjunct colleges, medical clinics, astronautical training facilities, or imaginative environments for public entertainment etc., etc., etc…”

ZusammenkopplungDie Kosten für einen vierwöchigen Aufenthalt eines Astronauten sollen 2006 15 Millionen Dollar betragen. Eine Verlängerung um eine Woche soll weitere 3 Millionen kosten. Eine Station kann für 88 Millionen Dollar pro Jahr gemietet werden, eine „halbe“ Station für 54 Millionen Dollar. Im Februar 2010 gab die Firma einen neuen Preis an: 23 Millionen Dollar für einen 30-Tage Aufenthalt. Dieses „All-inklusive“ Paket umfasst Training, Transport und Verbrauchsgüter.

Eine geplante, größere, Station mit 2.100 m³ Volumen wäre dann wohl eher als Weltraumhotel geeignet. Geht man von den Kalkulationen aus, die für die BA-180 veröffentlicht wurden (3-4 Astronauten auf 180 m³ Volumen) so wäre dieses Volumen für 35 bis 46 Personen ausreichend. Der Raum pro Person entspricht dem, welche die Saljut ohne Ausbaumodule boten, also rund 50 m³ pro Person. Sowohl auf Mir wie auch Skylab oder der ISS gibt es mehr Raum pro Person, doch Zeithorizonte von 30 bis 60 Tagen, die genannt werden, gehen auch nicht von den langen Aufenthalten wie bei der ISS aus, sodass dies durchaus realistisch ist. Weltraumtouristen würden sich wahrscheinlich über mehr Raum und mehr Bequemlichkeit freuen, doch damit man genügend Kunden für diese Station gewinnt, dafür müssten die Transportkosten ins All doch deutlich absinken.

2007 sollte der Aufbau noch so geschehen: Zuerst startet eine 180 m³ Station „Sundancer“ in einen 40 Grad geneigten Orbit in 250 Meilen (402 km) Höhe. Danach koppelt die erste Besatzung an. Es folgt ein Antriebs- und Energieversorgungsmodul. Dieses wird von der Besatzung angekoppelt. Diese Station kann dann von 3-4 Personen betrieben werden. Danach folgt eine zweite Sundancer Station. Sie koppelt an das Antriebsmodul an. Diese kann nun von einer zweiten Besatzung angeflogen werden. Sie sollte dann 2-3 Jahre später um die BA-330 ergänzt werden. Damit wäre der Komplex dann 690 m³ groß. Auf Abbildungen ist zu sehen, wie verschiedene dieser Module zusammengekoppelt werden. So könnte bei Bedarf eine sehr große Station  entstehen. Schon drei BA-330 Module hätten genauso viel Innenvolumen wie die ISS. Warum die Firma allerdings den Weg über zwei verschieden große Module geht ist offen. Eventuell wurde dieses Konzept inzwischen auch komplett auf die BA-330 umgestellt, denn die Sundancer war als erste Entwicklung zwischen 2010 und 2012 vorgesehen. Da sich nun ohne Transporter alles verzögert könnte Bigelow gleich zur BA-330 übergehen.

Weitere Pläne mit Stationen die zum L1-Librationspunkt oder in eine Mondumlaufbahn gebracht werden gibt es, sie sind jedoch noch zu wenig konkret um Details angeben zu können.

Ein tragfähiges Konzept?

An dieser Stelle einmal eine Betrachtung, ob die Firma tatsächlich die Kunden gewinnen kann, die ihr vorschweben. Es gibt drei Arten von Kunden, die ihr vorschweben:

  • Die Industrie, welche Forschung in der Umlaufbahn durchführen möchte, aber der vielleicht derzeit die Kosten zu hoch und die Hindernisse bei Raumfahrtorganisationen zu stark sind.
  • Staaten, denen die Entwicklung von eigenen bemannten Raumfahrzeugen zu teuer ist, aber Astronauten aus Prestigegründen im All haben wollen.
  • Einzelpersonen, die das nötige Kleingeld dafür haben.

Der Hauptkritikpunkt ist, das sich Bigelow auf einen Aspekt der Raumstation fokussiert, der bei der Nutzung als Forschungskomplex relativ unbedeutend ist. Die Firma hebt hervor, in ihrem Modul gäbe es mehr Platz und es wäre leichter als eine herkömmliche Metallkonstruktion, doch dies ist nur ein Aspekt. Ich will am Beispiel von Columbus, dem europäischen Labor andeuten, was die eigentlichen Herausforderungen sind.

Columbus basiert in der Struktur auf den MPLM, den Multi-Purpose-Logistic Modulen, von denen eines auch dauerhaft an der Station angebracht wurde. Genauer gesagt, es verwendet deren Hülle, ergänzt um einen Mikrometeoritenschutzschild, der auch später bei dem dauerhaft angebrachten Modul zusätzlich angebracht wurde. Man kann daher annahmen, dass die Kosten und das Gewicht ähnlich sind, doch gibt es deutliche Unterschiede:

  MPLM Columbus
Länge 6,60 m 6,81 m
davon zylindrischer Teil 4,80 m  
Gewicht: (leer) 4.500 kg 10.275 kg
Voll Beladen 13.500 kg 21.000 kg
Herstellungskosten 400 Millionen Dollar (3 Module) 880 Millionen Euro

Sehr deutlich ist, dass das Labor deutlich teuer ist, auch teurer als die beiden Verbindungsknoten, die ebenfalls von der ESA stammen (Kosten rund 300 Millionen Euro) und es ist auch schwerer. Der Grund ist relativ einfach. Die MPLM sind wirklich nur Aluminiumzylinder mit Befestigungen für Standardracks. Sie haben keine Verbindung zur ISS, keine Anschlüsse für Computer, Strom, Gase, Wasser. All dies besitzt Columbus. Dort sind auch Stromverteilungsinstallationen, Umweltkontrollapparaturen für Experimente (Heizen, Kühlen, Vakuum herstellen) etc. vorhanden. Das macht einen Großteil des Mehrgewichtes aus (der Rest entfällt auf den 2 t schweren Mikrometeoritenschutzschild) und das macht es auch so teuer, denn dieses Geflecht von Daten-, Strom- und Versorgungsleitungen muss verlegt und abgeschirmt sein, Temperaturen müssen gewährleistet sein, Umweltkontrollstationen müssen installiert sein etc. So stehen auch nur 10 der 16 Racks für Experimente zur Verfügung. Der Rest wird von der Infrastruktur belegt.

Zu beachten ist aber vor allem die letzte Zeile: Voll ausgerüstet wiegt das Columbuslabor mit 16 Racks 21 t. Jedes Rack macht das Labor um durchschnittlich 900 kg schwerer. 6 sind im Leergewicht schon enthalten, das sind die nicht für die Forschung zur Verfügung stehenden Racks mit festen Installationen.

Was gewinnt man nun, wenn man die Struktur wechselt? Man spart einen Großteil der 4,5 t Struktur ein, und den 2 t schweren Mikrometeoritenschutzschild. Das Transhab hätte 5,4 t bei ebenfalls 6,7 m Länge im Kern (und nur dort befinden sich ja bei der BA-330 die Experimente) gewogen. Für die gleiche Anzahl von Rackplätzen wäre die BA-330 bei gleichen Daten dann 1,1 t leichter. Es gäbe das vierfache Volumen rund herum, doch dies ist für die Forschungsmöglichkeiten nicht relevant, da wie schon gesagt alle Racks im Innenraum sind.

Dafür gestaltet sich die Inbetriebnahme erheblich komplexer, weil Leitungen sicher nicht so einfach biegsam gestaltet werden können. Es ist kein Zufall, dass das Transhab nur als Quartier für die Mannschaft, nicht für Experimente ausgelegt war. Für die Arbeit ist zu viel Bewegungsfreiheit hinderlich. Die relativ engen Mittelgänge in den Laboren erlauben es auch, der Besatzung sich besser zu fixieren. Der große Raum im Transhab war für „Vergnügen“ gedacht, um die Schwerelosigkeit in den Freistunden zu erleben. Das dürfte auch der Grund sein, warum Bigelow plant in der Mitte die Racks anzubringen. Nur so kann eine Station schon vor dem Start mit Umweltkontrollsystemen, Versorgungsleitungen etc. ausgestattet werden, alle diese Teile die schwer zu verlegen oder essenziell für eine Besatzung sind, müssen schon beim Start vorhanden sein. Spätere Missionen können dann den Zwischenraum strukturieren, kleinere Geräte etc. mitführen.

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