Politiker und der Mond

Es scheint irgendwie ein Dauerbrenner zu sein. Immer wenn Politiker ein Problem haben, legen sie ein Mondprogramm auf. Bei Bush war es im Wahljahr vor seiner zweiten Amtszeit. Bei Obama, um von der Einstellung von Constellation abzulenken und bei Problemen mit einer fehlenden Mehrheit im Kongress und nun kommt von Pence die Ankündigung in 5 Jahren auf dem Mond zu landen. Just wo gestern die Meldung kam, dass 16 Bundesstaaten gegen Trumps Notstandsgesetzgebung klagen werden. Kurzum: Politiker erzählen einem gerne etwas vom Mond(programm).

Also ich nehme es nicht ernst, damit könnte ich den Blog eigentlich schon beenden. Aber machen wir mal eine kleine Analyse. Obamas Mondersatzprogramm ist ja kein Mondlandungsprogramm. Die Ziele sind auch eher vage. Eher sollen Asteroiden besucht werden, sogar einer abgeschleppt, ohne zu verraten, wie das gehen soll. Aber das Programm davor, Bushs Constellation sollte ja auf dem Mond landen. Es war eine Wiederholung von Apollo, von vielen auch „Apollo 2.0“ oder „Apollo on Steroids“ genannt. Es bestand aus vier Teilen:

  • Der Schwerlastrakete Ares V
  • Der mitelgroßen Rakete Ares I
  • dem „CSM“ Orion
  • dem Mondlander Altair

Das ist wirklich eine 1:1 Kopie von Apollo inklusive der Saturn I. Als Obama das Programm sechs Jahre später einstellte, war davon nichts fertig entwickelt, es gab einen Testflug der Ares I ohne aktive Oberstufe. Der Altair war nur ein Projekt. Die Augustine-Kommission bescheinigte, dass es hoffnungslos unterfinanziert war und wenn sich daran nichts ändert, man wohl eher in en 2030-ern landet.

Nehmen wir mal Apollo als Vergleich. Was gerne vergessen wird: Apollo begann nicht mit Kennedys Mondrede. Vor allem bei den Trägerraketen gab es vorher schon Studien und Entwicklungen. Das waren die Daten der finalen Kontrakte:

  • Saturn I: 26.4.1960
  • Saturn IB:31.3.1961
  • CSM: 12.12.1961
  • Saturn V: August 1962
  • LM: Januar 1963

Saturn I und IB wurden genehmigt, bevor es das Apolloprogramm gab. Das CSM wurde auch seit 1960 ausgeschrieben. Lediglich Saturn V und LM konnten erst entwickelt werden, nachdem man das LOR-Verfahen selektiert hatte. Vorher war die Nutzlast, für die Saturn V unbekannt und ob man ein LM brauchte, fraglich.

Der erste Flug eines bemannten CSM sollte im März 1967 erfolgen, also mehr als 5,5 Jahre nach Auftragsbeginn. Der Jungfernflug der Saturn V wäre ziemlich genau 5 Jahre nach Auftragsvergabe gewesen, verschob sich aber und das LM sollte 5,5 Jahre nach dem Auftrag erfolgen, kam aber auch erst 6 Jahre später. Dabei gingen diesen ja Vorstudien voraus und erster Flug bedeutet keine Landung. Die fand bei Apollo acht Jahre nach Programmstart statt.

Aus der Sicht sind daher 5 Jahre bis zur bemannten Landung völlig irreal. Vor allem, wenn man bedenkt, das Apollo nicht „cost-Driven“ sondern „schedule-Driven“ war. Sprich es ging nicht um die Kosten, sondern wenn man den Zeitplan einhalten konnte, auch wenn es mehr kostete, dann machte man das Geld locker. Heute völlig unvorstellbar. Die Terminprobleme der SLS, die ja anders als die Saturn V nicht neu entwickelt wurde, kommen daher, dass man schon den klassischen Zyklus verhindern will, der hat einen steilen Anstieg zum Ende der Entwicklung uns sackt dann in der Produktionsphase ab. Hier am Beispiel der Saturn V. 1969 als die Rakete am meisten flog brauchte sie nur 60 % der Mittel von 1966.

Für die ISS ist nicht mal eine adäquate Oberstufe bewilligt, immerhin die Orion eigentlich einsatzbereit. Ein Mondlander fehlt komplett. Die Ausgangslage ist also nicht viel besser als bei Apollo und bei dem schaffte man die Mondlandung auch nicht in fünf Jahren.

Was wäre wenn?

Außer Konkurrenz, denn Trump wäre es ja zuzutrauen. Wer einen Notstand ausruft nur um einen Zaun zu bauen, der wie ich den Nachrichten entnehme 1 Milliarde Dollar für 90 km kostet – mithin 11.111 Dollar pro Meter, da würde ich nur mal als Hinweis, an die Grenze Häuser bauen, die sind billiger pro Meter Fassade. Aber mal weiter gedacht. Die Grenze zu Mexiko ist 3144 km lang. Wenn 90 km 1 Milliarde Dollar kosten, dann braucht man für die ganze Grenze 35 Milliarden Dollar, okay, dafür könnte man auch ein Mondprogramm durchführen, wenn man die gleiche Summe über Notstandsregelungen frei schaufelt (ohne geht es nicht, weil sonst erst mal 1 Jahr vergeht, bis der nächste Haushalt durch ist, man also ein Jahr verliert. Kennedy bekam nach seiner Rede auch die Bewilligung Extragelder für Apollo auszugeben). Wäre es in 5 Jahren zu schaffen?

Man müsste eine Oberstufe für die SLS konstruieren, vielleicht die Zentralstufe so umrüsten, dass man vier Booster anbauen kann, sonst wäre die Nutzlast wahrscheinlich trotzdem zu gering, aber das ist schaffbar. Triebwerke für die Oberstufe wie das J-2X und BE-3 existieren und sind teil- oder ganz qualifiziert.

Die Orion ist fertig und weitestgehend einsatzbereit. An der liegt es nicht.

Was noch fehlt, ist der Mondlander. Was ihn bei Apollo so aufhielt, waren die Gewichtsbeschränkungen. Überall musste Gewicht gespart werden was dann Probleme verursachte wie leckende Leitungen, Fenster, die in der dünnen Außenhaut zitterten, die ersten Jahre bis 1965 änderte Grumman das Design laufend, der komplette Ausstieg und die Kabine wurden umgestaltet. Heute könnte man auf den Erfahrungen von damals aufbauen und diese langen Designänderungsphasen einsparen. Die Probleme mit dem Gewicht kann man lösen, wenn man eine leistungsfähigere Trägerrakete hat – die Ares V sollte, auch 62,8 und nicht 48,6 t zum Mond transportieren, das hebt die Gewichtsbilanz für den Mondlander deutlich an.

Kurzum: würde man sofort Geld in ein Programm stecken, die Landung mit zwei SLS (EOR-Verfahren) oder eine deutlich aufgewerteten SLS durchführen, damit man mehr Nutzlast hat und damit mehr Freiheit beim Mondlander, ich denke es wäre technisch in 5 Jahren möglich.

Es wäre erst recht möglich, wenn man nicht einen Mondlander braucht, sondern direkt landet. Das war ja mal geplant. Dann müsste man nur einen Raketenantrieb für die Landung entwickeln, der Rückstart würde mit dem Servicemodul durchgeführt werden. Das Hauptproblem: man braucht dann eine enorme Nutzlast. Schon bei Apollo war dafür eine Saturn C-8 oder Nova mit einer Nutzlast von etwa 70 t nötig. Die Orion ist heute fast doppelt so schwer wie das Apollo-CSM, daher bräuchte man für eine direkte Landung eine Nutzlast von rund 100-110 t in eine Mondtransferbahn. Das würde gehen mit zwei bis drei SLS Starts also dem EOR-Verfahren.

Dazu gehört natürlich die volle politische Unterstützung in dieser Zeit. Kennedy wurde knapp 2 ½ Jahre nach seiner Ankündigung erschossen. Trotzdem fielen mir bei meiner Recherche zum letzten Buch etliche Fotos auf, wo Kennedy abgebildet ist. Beim Besuch von Cape Canaveral, Huntsville, beim Test eines nuklearen Reaktors. Apollo war sicher nicht das große Thema seiner Amtszeit, auch wenn das Mondprogramm immer mit ihm verbunden sein wird, aber er war wirklich interessiert. Wie oft hat man Bush oder Obama gesehen, wenn sie mal die Raumfahrtorganisationen besucht haben? Ich kann mich nur an einen Besuch von Bush erinnern, wo er Constellation ankündigte und Obama zog es sogar vor, den Teil vom Kennedy Space Center der regierungseigen ist, links liegen zu lassen und dafür ein Mockup der Falcon 9 anzusehen.

Es klappt aber eben nur technisch

Chris Kraft beschwert sich in seinen Memoiren, wie er sah, wie zwischen Mercury und Apollo zig Managementebenen in die NASA einzogen. Der direkte Draht zu den Programmdirektoren verloren ging. Entschieden langwierig ausdiskutiert wurden. Doch verglichen mit heute war Apollo rasant. Die Entscheidung Apollo 8 zum Mond zu schicken ging innerhalb von 14 Tagen durch die ganze NASA-Hierarchie. Heute dauert es Jahre, bis nur mal das vorläufige Design feststeht, weitere Jahre, bis etwas entwickelt ist und dann gibt es nach jedem Testflug Monate bis ein Jahr Pause um alle Daten auszuwerten. Mit der heutigen NASA muss man froh sein, wenn man ein Mondprogramm in 10 Jahren schafft. Ich zitiere dazu mal Eugene Kranz aus seinem Buch „Failure is not an option“:

„Revitalize NASA. Lacking a clear goal the team that placed an American on the Moon, NASA, has become just another federal bureaucracy beset by competing agendas and unable to establish discipline within its structure. Although NASA has an amazing array of technology and the most talented workforce in history, it lacks top-level vision. It began its retreat from the inherent risks of space exploration after the Challenger accident. During the last decade its retreat has turned into a rout. The NASA Administrator is appointed by the President and to a great degree represents the current President’s views on space. If space is put on the national agenda for the coming national election [2000], a newly elected President will have the opportunity to select new top-level NASA leadership that is committed and willing to take the steps to rebuild the space agency and get America’s space program moving again.“

Dem ist nichts hinzuzufügen.

16 thoughts on “Politiker und der Mond

  1. Diesmal ist es etwas anders: China hat das Potential, in den 20er Jahren eine bemannte Mondmission durchzuführen.
    Der Wettbewerb fokussiert das Denken und öffnet das Staatssäckel.

  2. Dass in der US Raumfahrtpolitik seit Jahrzehnten die Kontiuität fehlt und durch ständige Kehrtwenden sinnlos Milliarden verbraten wurden ist eine Binse.
    Es wird auch diesmal wieder so sein: In zwei, spätestens 6 Jahren gibt es einen anderen Präsidenten und der schmeisst dann alles wieder um.
    Jede Wette.
    Zudem ist der Zeitrahmen von 5 Jahren völlig realtiätsfern.

    Zum Vergleich Apollo:

    januar 68: Apollo 5 unbemannter Test des LM in der Erdumlaufbahn
    märz 69: Apollo 9 bemannter Test des LM in der Erdumlaufbahn
    mai 69: Apollo 10 bemannter Test des LM in der Mondumlaufbahn
    Juli 69: Landung

    Es brauchte also 1,5 Jahre Testphase (und drei fertig entwickelte Trägerraketen) um ein bereits existierendes LM zur vollen Einsatzreife zu bringen.
    Und das unter absolutem Hochdruck, da man die Russen dicht auf den Fersen wähnte.
    Da ist die vage Aussicht, dass die Chiesen vielleicht in 20 Jahren….kein wirklicher Beschleuniger!

    Wenn man von 5 Jahren ausgeht müsste man bei ähnlichem Tempo bereits nach 3,5 Jahren ein flugbereites LM haben….

    1. Heutzutage sind Computer vorhanden und alle Parameter sowie die Technik bekannt. Glaube sogar es wäre in weniger Zeit zu schaffen, allerdings nicht von der NASA.(Reine Bürokratie) SpaceX würde ich es jedoch bei entsprechender Finanzierung sogar in 2-3 Jahren zutrauen und dies vermutlich zu einem Bruchteil der Kosten. Die Entwicklung der Falcon 1 kostete lediglich 90Mio.Dollar und dauerte 3 Jahre. Die Falcon 9 400Mio. Dollar auch ca. 3.5 Jahre. Die Nasa errechnete, dass eine ähnliche Rakete, entwickelt durch die NASA selber etwa 4 Mia. (x10!) Dollar gekostet hätte und ca. 7 Jahre gedauert hätte.

      1. Und wie lange hat SpaceX für die Entwicklung einer Raumkapsel benötigt, mit der Menschen mitfliegen können? Und das auch nur für den einfachen Transport zur ISS und wieder zurück zur Erde. Und bisher gab es auch nur diesen einen unbemenschten Test, für den regulären Einsatz fehlt noch der In-Flight-Test und der bemenschte Testflug. Selbst bei einer Gutschrift für die derzeitige NASA-Bürokratie wird das knapp mit den 3,5 Jahren.
        Man kann natürlich auch noch an das Starship glauben …

        1. Die Frage ist ja nur wie lange es dauert wenn man es so schnell wie möglich macht. Zur Kapsel, ist ja auch eine Frage des Marktes,der Priorität und des Budgets (SpaceX finanziert vieles privat) Im 2.Weltkrieg wurden teils komplizierte Kriegsflugzeuge in 3 Monaten entworfen, gebaut und geflogen und das ohne heutige Hilfsmittel. Welche Firma könnte dies heute ? Ein innovatives Unternehmen braucht Spirit mindestens ein Genie und auch mal verrückte Ideen, das Gegenstück sind dann bürokratische meist staatsnahe Firmen mit “ karrierebewussten Beamten “ die hauptsächlich erst Probleme sehen als deren Lösung.

          1. Vergleiche mit Flugzeugen sind wenig sinnvoll.

            “ Im 2.Weltkrieg wurden teils komplizierte Kriegsflugzeuge in 3 Monaten entworfen, gebaut und geflogen“

            Die Entwicklung (von Entwicklungsbeginn bis Einsatz) eines Kampfflugzeugs
            im 1. Weltkrieg benötigte bereits 6 Monate
            Im 2. Weltkrieg im Schnitt 2 Jahre

            Quelle: „Hundert Jahre Deutsche Luftfahrt“ Berlin 1991, Hrsg. Museum für Verkehr und Technik.

            Beim Eurofighter Tycoon 18 Jahre (trotz Computer)

            Entwicklungsbeginn 1986
            Erstflug 1994
            Einführung bei der Truppe 2004

            https://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_Typhoon

            Welchen selbst angekündigten Termin hat Space-X NICHT(mehrfach) verschoben?
            Praktisch wurden alle verschoben zum Teil sogar um mehrere Jahre, wenn man nicht gleich die Pläne komplett geändert hat, die Beispiele lassen sich hier alle nachlesen.

  3. Eigentlich sollte es zu finanziern sein, aber über Umwege. Da der Präsident eine Space Force angekündigt hat könnte ein großer Teil der Entwicklung aus dem prallen Militärbudget finanziert werden. Ich denke mal, dass auch das Militär ein Interesse an Schwerlastträgern hat, ob bemannt oder unbemannt.

  4. Hab mir mal die billigste und schnellste Variante überlegt. Die kleinste Nutzlast wird benötigt bei einer direkten Landung mit der Kapsel und parkieren des Rückkehrmoduls (SM) in einer Umlaufbahn um den Mond. Dragon 2 (4.2T) Abstieg und Aufstiegstuffe (4.3T) Total 8.5T. Restmasse zurück zur Erde 4.2T benötigt 17T SM ergibt grob 25.5T
    Somit wären wir bei ca. 100T zum Mond inkl. 3 Stufe. Diese könnte man mit 2 Starts der Falcon Heavy (63T Leo) problemlos in einen Leo bringen. Entwickeln müsste man lediglich eine Ab-Aufstiegstufe für die Dragonkapsel. Alle anderen Teile wären vorhanden und die Kosten demnach überschaubar und 5 Jahre sollten da problemlos reichen.
    Vielleicht kann das Herr Leitenberger mal genauer nachrechnen. ( Im KSP hat es so geklappt 😉 )

    1. Nein da gibt es einen Rechenfehler. Schon um die 5,5 t schwere Apollokapsel zu landen braucht man rund 80 t. Ich komme bei Strukturfaktoren von 8 (Aufstiegsstufe) und 5 (Landestufe, von Apollo übernommen) auf 49.714 kg in die TLI, wenn nach meiner Vorschrift im neuen Blog gerechnet.

  5. Es gibt wohl einen Deal zwischen dem Weißen Haus und Kongress: SLS Block 1 wird fertiggestellt. Danach bekommt NASA Marshall die Kompetenz für nukleare Antriebe, also ein NERVA-2 Programm.

  6. 80T für 5.5T um zu landen, versteh ich jetzt nicht.
    Das Landemodul der Apollo hatte ein Leergewicht von ca. 2.5T und benötigte in etwa zusätzlich eben so viel Treibstoff. Es wog vollgetankt knapp. 5T um aus einer Mondumlaufbahn in diese zurück zu kehren.
    Dennach würde eine Dragonkappsel 4.2T Leermasse etwa 4.3T Treibstoff benötigen also total 8.5t für das gleiche Manöver. Das SM wird in einer Umlaufbahn geparkt und nicht gelandet,benötigt also keinen zusätzlichen Treibstoff.
    Das Leergewicht von 4.2t muss zurück zur Erde, bei Apollo waren es fast 6T also 30% mehr, daher wird das SM lediglich 17T. Ergibt 4.2T(LM-Dragon)+4.3T(Tr. AuifAbStufe)+17T(SM)=25.5T also total etwa 30% leichter als bei Apollo (35T) und somit 100T zum Mond anstatt 130t wie Apollo. Stimmt also auch bei prozentualer Skalierung mit Apollo den Fehler kann ich wirklich nicht entdecken und wie gesagt, im Simulator klappt das 😉

      1. Glaube verstehe das Missverständnis.Natürlich wog Appolo 48.5T mit
        Adaptern und Verkleidungsteilen etc. Das habe ich nur zur Veranschaulichung weggelassen und nur die Masse der Komponenten angegeben(30+5), allerdings bei beiden Beispielen, da ist nichts falsch berechnet. In meinem Beispiel landet die Dragon ebenfalls aus einer Umlaufbahn wie das LM bei Apollo.Das Einbremsen erfolgt durch das SM wie bei Apollo.Der einzige Unterschied ist, das ich nicht eine Kapsel und ein LM verwende sondern direkt (das meine ich damit) die Kabsel als Landemodul verwende und dadurch rund 8T einspare,beim SM 7T und bei der 3Stufe 30T. Das SM lasse ich in der Umlaufbahn, weshalb es eben auch nur 4.3T benötigt. Bei einer tieferen Umlaufbahn würde es sogar noch weniger Treibstoff benötigen, was aufgrund der fehlenden Atmosphäre durchaus möglich wäre. Ihre 80T (100T) sind in der Dritten Stufe enthalten die das ganze vom LEO zum Mond bringt. Hoffe es ist nun klar genug beschrieben.
        (Konnte es sogar mit nochmals 3T weniger simulieren, klappte immer noch 😉 )

        1. Bei Apollo wog die Aufstiegsstufe 2,1 t wenn eine 4,2 t schwere Dragon (Daten sind übrigens nicht aktuell) gelandet wird braucht man entsprechend den doppelten Treibstoff für die Landung und den Start. Das wird nicht leichter als bei Apollo, selbst wenn die Kapsel 1,3 t leichter ist als bei Apollo. Zu rechnen wären dann auch noch die Verbrauchsgüter die bei der CM auch etwa 1 t ausmachten.

          Wenn schon aus der Umlaufbahn aus von einem 16,5 t schweren LM gerade mal 2,1 t übrig bleiben kann ich mir nicht denken das es mit 30 t geht, außer man hat PlatzX mäßig, völlig irreale spezifische Impulse und Strukturfaktoren angesetzt.

          1. Da haben sie recht und das ich mit etwas exotischen Treibstoffen gerechnet habe auch 😉 Mit Aerozin wie bei Apollo würde man wenigstens 20T Treibstoff benötigen. Es werden ca 3375m/s + Gravitationsverluste beim Auf/Abstieg und Reseve benötigt. Beim Strukturgewicht könnte man allerdings etwas einsparen, wenn man nur ein Triebwerk einsetzt ( Nur Abwerfen der Tanks auf dem Mond )) und dieses für Einbremsen, Abstieg / Aufstieg und anschliessend noch als Antrieb des SM zur Rückkehr verwendet. (2 x Antrieb weniger als bei Apollo) Die Dragon 2 besitzt meines Wissens Bremsraketen (keine Ahnung welchen Typs) die man ausbauen oder ebenfalls benutzen könnte ? So würde das ganze in etwa gleich schwer wie Apollo mit besserem Treibstoff leichter und immerhin mit 7 Astronauten.

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