Die Oktobernachlese zu SpaceX

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… ist diesmal relativ kurz, viel Aktivität gab es ja nicht. Ein Starlink Start und der der Inspriation4 Crew. Noch immer warten alle auf den ersten suborbitalen Flug des Starships, wobei das wichtigste Indiz dafür nur ein Antrag bei der FAA ist, immerhin angeheizt von Musk durch Fotos von Arbeiten an der Kombination.

Wer mich kennt, weiß, dass ich wenig zur Inspriation4 Mission schreibe. Warum auch? Es gab schon seit Jahrzehnten Weltraumtouristen. Nun gibt es ein Vehikel, das wiederverwendbar ist und automatisch arbeiten kann, sodass (anders als bei der Sojus) ein Pilot entfallen kann und infolgedessen wird es auch mehr private Raumflüge geben, die so auch billiger sind, schlussendlich fliegen gleich vier ins All, teilen sich die Kosten und das Raumschiff hat die NASA bezahlt und SpaceX verwendet es nach dem (ersten) NASA-Einsatz nochmals.

Es wurde kritisiert, dass die Besatzung wenig von sich hören lies. Gewohnt von der ISS war, dass man den gesamten Sprechfunk abhören konnte. Aber es ist eben eine „private“ Mission. Da wird gefiltert weitergegeben was einem nützt. Es muss ja nicht jeder mitkriegen das einem schlecht wird oder man irgendwelche Probleme hat. So richtig „privat“ ist die Mission auch nicht, denn nicht umsonst wurde sie mit derselben Bahnneigung wie die ISS gestartet. Zwar hätte sie wegen der Cuopla nicht andocken können, kann so aber alle Bodenstationen und Kommunikationswege nutzen die für die ISS etabliert wurden. Das Starlink-Netz von SpaceX befindet sich bei der Orbithöhe von 575 km ja unterhalb der Mission, und selbst wenn, ob die Antenne auch im Weltall bei anderen Relativgeschwindigkeiten funktioniert hätte, ist zweifelhaft.

Was man von der Inspriration4 Mission erfahren hat, reiht sich aber in die Vorkommnisse bei der Erprobung des Starships ein, bei dem zuerst Prototypen bei der Druckbeaufschlagung explodierten und dann bei der Landung oder danach. Nun ist es eine Nummer kleiner – es dreht sich um eine nicht funktionierende Weltraumtoilette und kaltes Essen. Das verwundert. Warmes Essen gibt es im US-Raumfahrtprogramm seit Apollo, Weltraumtoiletten seit Skylab. Aber es passt zu SpaceX. Es scheint als müsste die Firma jede technische Entwicklung neu zu erfinden. Tanks und Druckbeaufschlagungssysteme die nicht explodieren, Weltraumtoilette, die Produktion von heißem Wasser oder den Mikrowellenofen. Die Dragon funktionierte, da war ja auch die NASA beteiligt, aber eine Toilette ist bei den Flügen zur ISS nicht notwendig, da das Andocken an die Iss schnell geht. So was kenne ich sonst nicht. Es ist ja auch nicht so, dass andere Firmen bei jedem Produkt bei Null anfangen. Wenn Daimler ein neues Auto baut, können sie auf 100 Jahre Erfahrung zurückblicken. Und seit Erfindung des Buchdrucks kann man diese Erfahrung auch weitergeben, indem man sie aufschreibt und druckt, heute ergänzt durch weitere Methoden, mit denen man Informationen aus den Leuten herausholt, die man als Erfahrungswissen bezeichnet, wie Audio- oder Videointerviews. SpaceX hat inzwischen alle hochkarätigen Angestellten verloren, die seit Firmengründung bei der Firma waren, letzten Monat kam Hans Koenigsmann bei einer neuen Firma unter, schon seit letztem November hat Tom Mueller die Firma verlassen und inzwischen eine eigene Firma aufgemacht. In den Nachrichten liest man immer wieder, wie ein ehemaliger SpaceX Mitarbeiter woanders anheuert. Doch erklärt dieser Schwund das Phänomen? Eigentlich nicht. Denn das Wissen über die Konstruktion steckt ja nicht in dem Chef, sondern auch zahllosen Mitarbeitern und – zumindest andere Firmen machen dies so – es wird dokumentiert, schon alleine, damit man neue Angestellte besser schulen kann.

Das wird dann noch interessant, wenn die SpaceX Pläne reifen. Bisher haben sie Dinge gebaut oder entwickelt bei denen sie auf Erfahrungen einer Weltraumindustrie zurückgreifen können. Das gilt auch für das Starship, ein geflügeltes Vehikel, das aus em Weltraum wiederkommt und landet gab es schon 1981 und seitdem mit dem X-37B sogar ein Zweites in den USA (Russland hat auch eines entwickelt). Aber das Auftanken von Nicht-Druckgeförderten Triebwerken mit leicht verdampfenden Treibstoff und das nicht nur einmal, sondern mehrmals wie für Mondmissionen benötigt, ist was Neues. Ebenso zum Mars zu fliegen und zu landen. Wenn ich dran denke wie viele Versuche es gab die erste Stufe zu landen – das geschah erst beim fünften Versuch – dann wird es sicher etliche Versuche geben, bis ein Lunar Starship Menschen zum Mond befördern kann oder man gar an Marsexpeditionen denken kann. Bei Letzteren kommt hinzu, dass man aufgrund der Startfenster auch nicht einfach nach einem Fehlschlag den nächsten Versuch starten kann, sondern 26 Monate warten muss. Spätestens dann wird das iterative Vorgehen von SpaceX an die Grenze kommen.

Dann hat noch die ct‘ im Betatest die Starlink Antenne getestet. Sie benötigt viel Strom, bis zu 180 Watt. Ohne aktive Heizung (im Winter nötig) rechnet die ct‘ bei 2 Stunden Nutzung pro Tag mit 120 Euro Stromkosten pro Jahr. Die Antenne selbst kostet 559 Euro, ein Monat 99 Nutzung Euro. Ohne Smartphone funktioniert der Router nicht, da man nicht über ein Webinterface an die Einstellungen herankommt. Wieder ein SpaceX Sonderweg, genauso wie das Kabel, dass über den Netzwerkanschluss die Antenne mit Strom versorgt. POE ist zwar standardisiert, aber das kümmert SpaceX wenig, denn über POE kann man maximal 100 Watt übertragen keine 180 Watt. Entsprechend hatte der Tester Probleme das Kabel für die Außenmontage zu verlegen, weil es zu dick war. Beim ersten Test in der Großstadt riss die Verbindung laufend ab, weil im verwendeten Frequenzband schon ein Blatt Papier genügend Strahlung blockiert, von Mauern und Gebäuden ganz zu schweigen. Auf dem freien Land auf dem Dach montiert – also mit idealen Bedingungen – gab es pro 24 Stunden im Durchschnitt 37 Sekunden Ausfall, maximal 10 Sekunden am Stück. Die Datenraten lagen in der Spitze bei 235 MBit Down und 24 Mbet/s Uplink, gingen aber auch auf 70 Mbit/s im Downstream zurück.

Das dürfte sicher der Knackpunkt neben den hohen Kosten von über 1300 Euro pro Jahr sein. Der Test fand im August statt, als die erste Sphäre für Starlink schon voll ausgebaut war. In der Betaphase kann man die Hardware nicht kaufen, sondern muss sich bei SpaceX bewerben. Versorgt Veden natürlich zuerst Influencer wie die Computerzeitschrift. Wenn schon die wenigen Kunden – weltweit waren es nach Musk Angaben 100.000, dazu führen das zeitweise die Downlinkrate unter die versprochenen 100 Mbit/s rutscht, wie wird das dann erst bei einem operationellen System mit viel mehr Kunden werdem? Jeder der ersten Generation der Satelliten hat je nach Quelle 10 bis 40 GBit Kapazität, kann also maximal 100 bis 400 Kunden mit der Nennkapazität versorgen. Entsprechend kommt eine Studie auch zu dem Schluss, das Starlink selbst bei „sehr optimistischen Annahmen“ in der BRD maximal 1,3 Mio. 100 Mbit/s-Anschlüsse bereitstellt. Selbst die Firmen, die sich seit Jahrzehnten mit Kommunikation über Satelliten beschäftigen, sehen Konstellationen (allgemein, nicht nur Starlink) skeptisch. Weil die Satelliten, wenn sie erst mal im Orbit sind, die Gefahr von Kollisionen vergrößern, würde ich mir wünschen, das man erst mal einige Jahre mit den beiden Netzen in der Ausbauphase 1 Erfahrungen sammelt, bevor man an einen Ausbau auf 12.000 oder gar 40.000 Satelliten in Betracht zieht. Ebenso wäre es wünschenswert, wenn andere Firmen wie Amazon mit dem Aufbau eigener Netze abwarten, wie sich die beiden Vorteiter schlagen. Denn sind die Satelliten einmal im Orbit, dann bleiben sie dort auch lange.

Zuletzt gibt es auch noch Ärger mit dem Kontrakt beim Lunar Starship. Inzwischen hat Blue Origin gegen die NASA-Entscheidung prozessiert. Inzwischen argumentieren die NASA Rechtsanwälte dahin gehend, das der Prozess es unmöglich machen würde auf dem Mond zu landen „but that it will never actually achieve its goal of returning the United States to the Moon,“. Das passt zu der Kritik an der Auswahl von SpaceX, die nicht nur meiner Ansicht nach nur erfolgte, weil es das billigste Angebot war und die Finanzierung zu gering. SpaceX musste auch eine Reduktion der ersten Rate deswegen hinnehmen. An der Situation hat sich nichts geändert, noch immer hat dieser Teil des Mondenlandeprojektes nicht die Finanzierung erhalten, um selbst das Angebot von SpaceX zu finanzieren. Warum man also einen Auftrag vergibt, wenn selbst der billigste Anbieter nicht finanziert werden kann ist mir ein Rätsel. Sollte man nicht erst mal eine Finanzierung haben? Erinnert mich irgendwie an das Mautdebakel von Andi Scheuer, wo er auch nicht warten wollte ….

Dann noch zu etwas anderem hat primär nicht mit SpaceX zu tun, fängt aber an zu nerven. Es ist das seit einigen Monaten wieder ausgebrochene Wettrennen um Rekorde. Das ging los mit dem Wettrennen Bezos und Branson, wer den ersten Suborbitalflug mit Passagieren durchführt und nebenher noch eines wer von beiden Firmengründern als Erster selbst fliegt. Das ging weiter mit Rekorden im Alter (jüngster / ältester Raumflieger), beide neu verbessert von Bezos Blue Origin.

Die Inspiration4 Mission war ja auch ein Beispiel dafür. Selbst in deutschen Medien wurde hervorgehoben, das nun die erste Protese ins All geflogen ist, oder der erste Mensch mit Protese. Isaakman hat extra das Kommando an Sian Prcotor abgegeben, die damit die erste schwarze Kommandantin eines Raumschiffs wurde – angesichts dessen das dieses völlig automatisch arbeitet, ist das relativ bedeutungslos. Und natürlich war dies der erste Raumflug der nur aus Personen bestand die nicht Angestellte einer Regierungsbehörde sind (Weltraumorganisationen, Militär). Nun setzen die Russen nach und starteten vorgestern eine Besatzung mit einer Schauspielerin und einem Produzenten um einen Film an Bord des russischen ISS-Segments zu drehen. Auch hier kam die Idee dafür erst, nachdem die Ankündigung kam, dass Tom Cruise einen Film an Bord der ISS drehen will. Man glaubt es kaum, mehr als 60 Jahre nach dem Beginn des Weltraumrennens müssen die Russen noch Rekorde vor den Amis aufstellen. Dann noch die Meldung, dass nun William Shatner beim nächsten Flug von Blue Origin mitfliegen wird, Shatner ist 90 und würde damit den erst wenigen Monate alten Altersrekord von Wally Funk mit 82 Jahren brechen.

Das ist wirklich albern. Weltraumfahrt dreht sich um Erkenntnisse, Wissenschaft. Schon die bemannte Raumfahrt an sich haben damit wenig zu tun. Es geht bei Nationen vielmehr um Prestige, mit dem man punkten kann, selbst bei uns, denn die ISS rückt immer dann in den Vordergrund, wenn ein deutscher Astronaut an Bord ist oder seine Mission bevorsteht. Andere europäische Astronauten (wo man doch sonst immer davon redet, dass wir Europäer sind und Europa als Ganzes agieren muss). Aber das Bestreben von Firmen neue Rekorde aufzustellen ist nochmals eine Größenordnung dämlicher, vor allem bei den beiden Suborbitalfirmen. Suborbitalmissionen von Raumfahrtagenturen gab es nur zwei von den Amis, und die waren Erprobungsmissionen des Raumschiffs, die wohl auch entfallen wären, wenn man gleich in den Orbit hätte starten können. Ich sehe das nicht mal als Raumfahrt an. Aber das ist eben das Kindergartenrennen von Milliardären mit zu schwachem Ego.

Eine andere Dimension hat der Film von Roskosmos. Also das ist schon fast dasselbe niedrige Kindergartenniveau, aber auch nicht ungewöhnlich. Kurz vor der ersten US-Amerikanerin Sally Ride startete man Sawizkaja als Kosmonautin zu Saljut 7, obwohl Valentina Tereschkowa, ja schon 20 Jahre vorher die erste Frau im All war. Wahrscheinlich befürchtete man das die USA die aktive Rolle von Ride bei der Space Shuttle Mission hervorheben würden, Tereschkowa war ja nur passiver Passagier. Danach gab es wieder keine Kosmonauteninnen für lange Zeit. Bis heute gab es nur fünf weibliche russische Raumfahrer. Etwas dürftig für ein Land mit 120 Raumfahrern. Allerdings ist Deutschland mit 10 Raumfahrern und keiner Frau da auch nicht gerade ein Vorbild. Wenn mich Roskosmos beeindrucken will, dann baut endlich die Venera D oder die vielen Luna-Nachfolgemissionen, die seit Langem angekündigt und vor allem führt die Mission auch erfolgreich durch – daran hapert es nämlich. Beide Raumsonden, die Russland nach Ende der UdSSR startete, nämlich Mars 96 und Phobos Grunt scheiterten. Aber bisher glänzt Russland vor allem durch Ankündigungen, nicht durch Taten.

18 thoughts on “Die Oktobernachlese zu SpaceX

  1. Guten Mittag Herr Leitenberger,
    ich hätte da eine Frage, bezüglich des Umweltbilanz der heutigen Raumfahrt. Vor kurzer Zeit erschien ein Artikel auf Zeit,
    https://www.zeit.de/wissen/2021-10/raumfahrt-klimabilanz-co2-weltraumtourismus-raketenstarts-klimawandel-emissionen-umweltschaden?utm_source=pocket-newtab-global-de-DE

    dass die Klimabilanz der Raumfahrt analysiert. In dem Artikel wird geschrieben, dass Milliardäre wie Elon Musk große Pläne im All haben. Aber wie passt das in eine Welt, die klimaneutral sein will?
    In dem Artikel wird auch die Klimabilanz der Raketen kritisiert, dass Sie das Ozonloch beschädigen, dass ein Flug wie 10 Transatlantikflüge sein soll.
    Was ist ihre Meinung dazu? Muss bzw. soll die Raumfahrt klimaneutral sein?

    Ihre Meinung oder Analyse über die Klimabilanz der Raumfahrt würde mich brennend interessieren!
    Viele Grüße,
    D. Nguyen

    (Ich weiß nicht wo ich den Kommentar schreiben soll, BITTE verschieben falls es nicht zum Thema passt, sorry.)

    1. Es gibt zwei Einflüsse. Das einfachere ist der Bezug auf die Klimabilanz. Dann muss man nur die Emission an Kohlendioxid oder anderen relevanten Gasen betrachten. Bei der New Shepard mit Wasserstoff ist der Flug dann klimaneutral, zumindest wenn der Wasserstoff „grüner Wasserstoff“ ist. Bei einem Starship werden pro Flug 980 t Methan verbrannt, das entspricht 4900 t Kohlendioxid. Bei einem 100 Flug mit Passagieren also rund 5 t pro Passagier, was rund 50 % der Gesamtemission eines Durchschnittsbürgers der BRD entspricht. Schwerer ist die ökologische Beurteilung des nur teilweise verbrannten Methans, allerdings sind diese Reaktionsprodukte auch kurzlebig.
      Solange die Zahl der Flüge nicht extrem ansteigt sehe ich hier keine Gefahr. Nur wundert mich das Elon Musk der sich ja ein grünes Image gibt ausgerechnet auf das extrem potente Treibhausgas Methan anstatt Wasserstoff setzt.

      Schwere zu betrachten ist der einfluss auf die Hochatmosphäre, setzen die Raketen ihre Verbrennungsprodukte doch in großen Höhen frei, noch höher als Verkehrsflugzeuge die deswegen schon als umweltbelastend gelten. Sie erreichen anders als diese auch die Ozonschicht die in 15 bis 50 km Höhe sich erstreckt und anders als Reaktionsprodukte von Verkehrsflugzeugen können diese direkt mit dem Ozon reagieren und müssen nicht erst nach oben diffundieren wobei sie auch wieder abgebaut werden.

      Bisher ging man nicht davon aus, das die Raumfahrt sehr hohen Einfluss auf die Ozonschicht hat. Viel gefährlicher als Kohlenwasserstoffe sind hier Chlorverbindungen, weshalb man ja auch perchlorierte Kältegase schon vor Jahrzehnten verboten hat. Diese findet man aber noch in festen Treibstoffen (Ammoniumperchlorat) und so hat man Umweltgutachten zum Einfluss des space Shuttles angefertigt, der ja besonders viel Treibstoff in den Boostern hat und oft starten sollte, aber selbst hier kam man zum Schluss, das die Auswirkungen gering sind.

      Eine neuere Studie zeigt aber auch das die Einflüsse durch immer mehr Starts deutlich ansteigen und significant werden können:
      https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652620302560
      Ein Grund mehr nicht Zigtausende von Satelliten zu starten.

    2. Instead of relying entirely on the article and its author, you can read the source material referenced, for example Martin Ross‘ paper at https://aerospace.org/sites/default/files/2018-05/RocketEmissions_0.pdf

      Here’s a quote from the paper:
      „While the magnitude and variety of rocket emission
      impacts are not well known, we can describe the overall
      picture across the various propellant combinations
      with some confidence. CO2 and H2O emissions, which
      make up the main portion of all rocket exhaust, are
      unimportant, even at launch rates orders of magnitude
      greater than today. This is a key aspect of rocket
      emissions. Research has shown that a fleet of hydrogen-
      fueled launch vehicles, whose emissions are nearly
      entirely water vapor, could launch at any rate possible
      without risk of regulatory attention.13 Rocket CO2 and
      H2O emissions are not of any concern with respect to
      atmospheric impacts.4

      The important emissions of concern with respect to
      global impacts are chlorine and alumina particles from
      solid rocket motors (SRMs) and soot particles (hereafter,
      black carbon or BC), mainly, though not exclusively,
      from kerosene fueled engines.“

      So, no need to worry about CO2 and H2O, just need to worry about chlorine and alumina particles and soot particles.

      What the article and paper didn’t mention is that methane fueled engine used by SpaceX Starship produces virtually no soot (See the Raptor Plume Report at page 172 of this Environmental Assessment document: https://netspublic.grc.nasa.gov/main/20190919_Final_EA_SpaceX_Starship.pdf), so the environmental impact from future SpaceX launches should be minimal.

      1. Die globalen Auswirkungen der Weltraumtechnologie-Starts auf die Ozonschicht der Erde in ihrer gegenwärtigen Intensität sind (noch) sehr gering. Schon im Jahr 1987 trat das Montrealer Protokoll in Kraft. Dabei handelt es sich um ein internationales Abkommen zum Schutz der Ozonschicht, deren intensiver Abbau nach Ansicht einiger Wissenschaftler durch den Einsatz einiger halogenierter Kohlenwasserstoffe in der Industrie begann. Das Montrealer Protokoll sieht die Einstellung der Verwendung von ozonschädigenden Stoffen und deren Rücknahme aus der Produktion vor.

        Möchte hier noch einige Daten aus einer Konferenz (Montreal Protokoll) zeigen. Derzeit werden lokale Veränderungen beim Start von Raketen nach verschiedenen berechneten Daten durch einen Rückgang der Ozonkonzentration um 80–10% des Hintergrundwertes in einem Umkreis von 1-5 km um die Flugbahn des Raketenflug beobachtet. Der Hintergrundpegel wird aber in 1-3 Stunden wiederhergestellt.

        Eine detaillierte Untersuchung der Raketenemissionen und deren Wirkung auf stratosphärisches Ozon zeigt, dass die globale Abnahme des stationären Ozons unter Berücksichtigung der Wirkung bekannter Zerstörungskreise (Wasserstoff, Chlor, Stickstoff) sowie der Aerosolwirkung in der Größenordnung von Tausendstel Prozent liegt, d.h. ist unbedeutend.

        Aus den Ergebnissen theoretischer Studien ist ersichtlich, dass erstens einzelne Starts selbst so mächtiger Raumschiffe wie Energia oder Space Shuttle nur eine lokale und relativ kurzfristige Wirkung auf das stratosphärische Ozon haben; zweitens ist der globale Rückgang des Gesamtozongehalts selbst bei erhöhter Startintensität (monatliche Starts über 4 Jahre) gering und beträgt 0,2-0,3% .

        Der Beitrag verschiedener Katalysezyklen durch Raketentriebwerke und der Treibstoffe zum Ozonabbau liegt bei Sauerstoff bei 0%, etwas mehr bei Wasserstoff, 0,0012 %. Der Gesamtbeitrag aller Raketentriebwerke liegt hier bei 0,034%.

        Interessant sind die Jährliche Emissionen in die Stratosphäre von ozonabbauenden Komponenten, die Daten beziehen sich auf 9 Space Shuttle und 6 Titan Starts, sind also schon älteren Datums, aber dennoch sehr aussagend:

        1. Vulkane liefern 100 bis 1000 t. an Chlor (darüber regt sich aber kein Mensch auf)
        2. Industrie um die 300 t. Chlor
        3. Raketen nur 0,79 t. Chlor

        Raketen emittieren im Vergleich zu bekannten bodengebundenen Schadstoffquellen (Industrieemissionen) deutlich geringere Mengen dieser Komponenten, jedoch gelangen die Verbrennungsprodukte von Raketentreibstoffen direkt in die Stratosphäre, ohne in der Troposphäre umgewandelt und ausgewaschen zu werden.

        Vergleichsrechnungen mit einer anderen anthropogenen Quelle – Überschallflugzeugen – zeigen, dass bei gleichen Bedingungen der Gesamtozongehalt durch den Einfluss der Luftfahrttechnologie um 1 – 1,33% sinken kann. Die gleiche Massenabnahme kann durch eine 30-fache Zunahme der Intensität der Raketenstarts im Vergleich zu den derzeitigen auftreten. ( Quelle: Publikation von Zolensky M.E., McKey D.E., Kaczor L.A. A tenfold increase in the abundance of large solid particles in the stratosphere as measured over the period 1976-1984, J. Geophys. Res. 1989).

        Noch eine Anmerkung: Die Schicht aus Gasen und ionisierten Stoffen, die die Erde umgibt, wird Geokosmos genannt. Seine Höhe beträgt bis zu 100 km. Die Satelliten fliegen höher, aber beim Start bleiben die Verbrennungsprodukte der Raketenstufen hier. Die Ökologie des Geokosmos wird gestört. Eine große Rakete bewegt sich im Geokosmos und strahlt Energie (darunter akustische Strahlung) von mehreren Gigawatt aus. Ihre Wirkung ist vergleichbar mit der Explosion von 26.000 kg Trinitrotoluol. Aber auch die elektromagnetische Auswirkungen auf den Geokosmos sind nicht zu unterschätzen, die meisten Radiowellen werden nicht reflektiert, sondern von der Ionosphäre absorbiert, was zu ihrer zusätzlichen Erwärmung führt. Aber das ist nicht alles. Eine starke Investition von Elektrizität in die Funkkommunikation hat die Erde zu einer starken Quelle für Funkemissionen gemacht (im Bereich der Funkwellen ist die Erde heller als die Sonne). Ja, auch Geokosmos ist ein wichtiger Indikator für die Gesundheit des Planeten, aber das ist ein anderes Thema.

  2. Das is keine Raumfahrtfrage.
    Die Treibstoffe sind wenn man das wollte auch nachaltig, synthetisch herzustellen.
    Zum andere kann man das Thema umweltschädlich auf alles ausdehenen was man nicht für das direkte überleben der Menschheit benötigt.
    Hobby, Flüge, Opern, Theater, Schwimmbäder, Urlaub, ein drittes Kind, das Internet und vieles mehr. Aus umweltgesichtspunkten wäre es beser dies alles nicht zu tun.

  3. „Now it’s a size smaller – it’s about a non-working space toilet and cold food. That is surprising. The US space program has had hot food since Apollo, space toilets since Skylab.“: Not sure what’s the surprise here, space toilets malfunction frequently, this is true even on ISS: https://www.zmescience.com/space/a-broken-toilet-and-faulty-oxygen-supply-ruined-the-night-on-the-international-space-station/

    „That will be even more interesting when the SpaceX plans mature. So far they have built or developed things in which they can fall back on the experience of a space industry.“: Not true, SpaceX has certainly broke new ground and added new knowledge to the space industry. For example Falcon 9 first stage performed the first Supersonic Retropropulsion in history, before Falcon 9 this has only been theorized, but SpaceX did it in reality and gathered valuable data which they shared with NASA: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20170008725/downloads/20170008725.pdf

    „how will that be with an operational system with many more customers? Each of the first generation of satellites has a capacity of 10 to 40 GBit, depending on the source, and can therefore supply a maximum of 100 to 400 customers with the nominal capacity. A study comes along accordinglyalso to the conclusion that Starlink provides a maximum of 1.3 million 100 Mbit / s connections even with „very optimistic assumptions“ in the FRG.“: That’s why they’re already working on the next generation Starlink 2.0 which will be bigger, have more bandwidth and will launch on Starship: https://www.teslarati.com/spacex-starship-next-generation-starlink-satellites/

    „Meanwhile, NASA attorneys argue that the process would make it impossible to land on the moon, „but that it will never actually achieve its goal of returning the United States to the Moon,“. This fits in with the criticism of the choice of SpaceX“: No it does not, NASA attorney is criticizing Blue Origin and defending their choice of SpaceX.

    „which in my opinion was not only made because it was the cheapest offer and the funding was too low.“: Not true, SpaceX has the best technical and management score, even if NASA has more funding, SpaceX would still be their first choice.

    „The situation has not changed, this part of the moon landing project has still not received the funding to finance the SpaceX offer itself.“: What? Where did you hear that? There *is* enough funding to fund the SpaceX contract, the NASA manager in charge of HLS just confirmed this a few days ago: https://twitter.com/SpcPlcyOnline/status/1448693309891809284

    „This is really silly. Space travel is about knowledge, science.“: No, that’s not the only reason, there’re many more reasons. National prestige, national security, jobs, spinoffs, inspiration, space resources, settlement of other planets are all valid reasons.

  4. SpaceX Ingenieure entwickeln tragbaren Atomreaktor

    Ein Team ehemaliger SpaceX-Ingenieure entwickelt die weltweit erste emissionsfreie tragbare Stromquelle, die abgelegene Gebiete, Siedlungen und Stützpunkte mit Strom versorgen kann. Im vergangenen Jahr erhielt das Team 1,2 Millionen US-Dollar an Fördermitteln für sein Start-up Radiant, um die Entwicklung tragbarer nuklearer Mikroreaktoren sowohl für den kommerziellen als auch für den militärischen Sektor zu unterstützen.

    Strahlungstechnologie bringt eine ganz neue Dimension der Mobilität in die Kernreaktortechnologie. Die Leistung des Mini-Reaktors beträgt mehr als 1 MW, was nach Angaben des Teams ausreicht, um etwa 1.000 Haushalte bis zu acht Jahre lang mit Strom zu versorgen. Wenige Installationen reichen aus, um eine ganze Stadt oder einen Militärstützpunkt mit Strom zu versorgen. Es kann leicht auf dem Luft-, See- und Straßenweg transportiert werden.

    Radiant-Gründer und CEO Doug Bernauer ist ein ehemaliger SpaceX-Ingenieur, der während seiner Zeit bei Elon Musk an der Entwicklung von Energiequellen für eine zukünftige Kolonie auf dem Mars gearbeitet hat. Während seiner Forschungen zu Mikroreaktoren für den Mars sah er die Möglichkeit, eine flexible und erschwingliche Energiequelle auf der Erde zu entwickeln, was zur Gründung von Radiant mit zwei anderen SpaceX-Ingenieuren führte.

    Radiant hat im vergangenen Jahr zwei vorläufige Patente für tragbare Kernreaktortechnologie angekündigt. Der Mikroreaktor verwendet teilchenförmigen Brennstoff, der nicht schmilzt und höheren Temperaturen standhält als herkömmliche Kernbrennstoffe. Helium-Kältemittel reduziert die Risiken von Korrosion und Verschmutzung, die mit herkömmlichen wasserbasierten Kältemitteln in Reaktoren verbunden sind.

    Radiant kann in abgelegenen Gebieten der Erde eingesetzt werden, wie zum Beispiel in arktischen Dörfern und isolierten Militärstützpunkten, die jetzt auf fossil befeuerte Generatoren angewiesen sind. Ein tragbarer Mikroreaktor ist nicht nur eine gute Lösung für die Umwelt, sondern auch ein hohes Maß an Praxistauglichkeit, da er dauerhaft keinen Brennstoff benötigt.

    Das Unternehmen hat bereits einen Vertrag mit der Battelle Energy Alliance unterzeichnet, um ihre Technologie im Idaho National Laboratory zu testen. Wenn alles gut geht mit der Mikroreaktor-Testkampagne, wird sie zur weiteren Wiederbelebung der Atomkraft in der Welt beitragen, die für die Nutzung auf der Erde wirklich sicher sein wird. Und bei Bedarf kann Elon Musk diese Technologie jederzeit kaufen, um ein Paar solcher Mikroreaktoren zum Mars zu liefern.

    Auch der östlichen Nachbarland, Polen, setzt auf Atomkraft. Für Polen seinen ambitionierte Klimaziele ohne Atomenergie nur schwer zu erreichen, so die Regierung. Mit französischer Hilfe soll ein Kernkraftwerk der dritten Generation ( gilt als sicher und stabil) mit einer Kapazität von 6 bis 9 Tausend MW entstehen. Auch England führt ein riesiges Atomprojekt durch. Das Projekt Sizewell mit Electricite de France hat einen Wert über das 25-Milliarden-Dollar.

  5. Erste FAA Anhörung zu Starship

    Am 18. Oktober hielt die Federal Aviation Administration (FAA) die erste von zwei virtuellen öffentlichen Anhörungen ab, um die öffentliche Meinung zu SpaceX Plan zu hören, Starship von seinem Startplatz in Boca Chica aus zu starten. Die Anhörungen dauerten fast vier Stunden, es ertönten Stimmen der Unterstützung für die Pläne von SpaceX und Stimmen dagegen. Auf der FAA-Zoom-Plattform waren fast 50 Kommentare von Teilnehmern zu hören, die jeweils drei Minuten dauerten.

    Nach einer inoffiziellen Schätzung waren rund 39 Kommentare für SpaceX und 18 dagegen. Die meisten Kommentare zu Gunsten von SpaceX kamen aus anderen Staaten, von Leuten, die allgemein die Bemühungen des Unternehmens loben, die Menschheit in eine multiplanetare Spezies zu verwandeln. Es gab aber auch viele lokale Unterstützer des Unternehmens.

    Eine Reihe von Unterstützern der Pläne des Unternehmens wies auch auf die Fähigkeit des SpaceX-Projekts hin, eine neue Generation zu inspirieren. Eine Krankenschwester der Schule sagte, die Augen der Kinder leuchten, wenn das Thema neue SpaceX-Raketen auftaucht. Austin Bernard, ein aktives Mitglied der Weltraum-Community, der sein ganzes Leben in Brownsville gelebt hat, erinnerte sich daran, in Südtexas ohne Hoffnung aufgewachsen zu sein. Er sagte: „Ich weiß, dass viele Menschen an diesen Orten denken, dass eine neue Morgenröte für die unglaublichen Ideen der Menschheit gekommen ist, die unsere Zukunft beeinflussen werden, und ich finde es wunderbar und einfach unglaublich.“ Ja, sehr fortschrittliche Gedanken die ich nur unterstreichen kann.

    Die Kommissarin von Brownsville County, Jessica Tetreau, stellte fest, dass das Gebiet vor der Entscheidung von SpaceX, einen Standort in Südtexas zu bauen, von der ärmsten Bevölkerung des Landes bewohnt war. SpaceX habe alles verändert, von der Wahrnehmung des Ortes bis hin zu seinen wirtschaftlichen Aussichten, sagte sie. Mehr als 2.000 Mitarbeiter seien derzeit in den Einrichtungen des Unternehmens in Boca Chica beschäftigt, sagte sie.

    FCC genehmigt Übertragung von Swarm-Lizenzen an SpaceX

    Die FCC genehmigt nun die Übertragung von Swarm-Lizenzen an SpaceX nach der Fusion der beiden Unternehmen. Swarm wird eine 100-prozentige Tochtergesellschaft von SpaceX, gut also für die Kassen von Musk.

    Schwarm Technologies Inc. ist ein privates Unternehmen aus Kalifornien, das 2016 gegründet wurde. Sie ist bekannt für ihr ultrakleine Satelliten SpaceBEE. Hier handelt sich um Picosatelliten mit einer Größe von nur 10 x 10 x 2,5 cm. Derzeit sind über 100 solcher Satelliten im erdnahen Orbit stationiert. Insgesamt plant das Unternehmen den Aufbau einer Konstellation von 150 solcher Satelliten.

  6. Vielen vielen Dank Herr Leitenberger. Ich verfolge Ihren Blog über Raumfahrt schon länger, und möchte mich bedanken, dass Sie hier kostenlos und ziemlich einmalig im deutschen Sprachraum soviel Expertenwissen zur Verfügung stellen.
    Ich bin zwar nicht immer Ihrer Meinung, schätzte aber Ihre sachlich.- technisch fundierten Auslassungen über Raumfahrt
    und auch gesellschaftlich relevanten Themen.
    Werde mir ein Buch für meinen ältesten Sohn von Ihnen kaufen, wir planen ja wieder einen Besuch in Cape Can. Wenn
    man Starts vor Ort wieder live verfolgen kann.
    Wenn es wieder möglich ist, leider wurde Coronabedingt heuer die Reise zur Maks nach Moskau mit Besuch im Sternenstädtchen abgesagt.

  7. Starship im Orbit aufzutanken: einige technische Aspekte

    Das vielleicht größte Geheimnis des Starship-Programms ist, wie SpaceX das Starship auftanken wird, sobald es in die Umlaufbahn gelangt. SpaceX hat seinen Ansatz zum Betanken von Schiffen im Orbit nie näher erläutert, es gibt aber einige Fachpublikationen zu Musk Ansatz.

    Schon vor einiger Zeit hat die NASA die erste Testrunde an Bord der ISS erfolgreich abgeschlossen, um das Betanken von Satelliten und Raumfahrzeugen im Orbit für die Erforschung des Weltraums zu üben. Zu diesem Zweck wurde 2018 die von der Satellite Servicing Projects Division entwickelte Apparatur Robotic Refueling Mission 3 (RRM3) außerhalb der ISS installiert, die mit drei Instrumenten ausgestattet ist, um Treibstoff – flüssiges Methan, Wasserstoff oder Sauerstoff – von einem Tank in einen anderen zu gießen. Eines der Werkzeuge, das Cryogen Servicing Tool, verbindet die beiden Tanks. Der zweite, der multifunktionale MFT2, steuert die kryogenen Schachtadapter und der VIPIR2 Sichtkontrollroboter bestätigt, dass die Betankung ordnungsgemäß durchgeführt wurde. Der erste Test aller Systeme war erfolgreich, bei den Versuchen wurde gewöhnliches Wasser verwendet.

    Im Zusammenhang mit den Zielen von SpaceX, Menschen zum Mars zu bringen, sind Wiederverwendbarkeit und orbitale Betankung gegenseitig unersetzliche Komponenten. Keiner von ihnen wird ohne den zweiten die Schaffung einer autarken Kolonie auf dem Mars nicht zulassen. Das Paket Starship / Super Heavy, das wöchentlich oder sogar täglich vollständig wiederverwendet werden kann, aber nicht schnell und einfach aufgetankt werden kann, wird nicht funktionieren, da ihm die Produktivität und die wirtschaftlichen Vorteile des Baus und der Versorgung einer Stadt auf dem Mars fehlen. Wenn es nicht möglich ist, das Raumschiff im Orbit einfach zu betanken, kann es nicht schnell wiederverwendet werden, und die Errichtung einer Siedlung auf dem Mars wird um ein Vielfaches schwieriger, länger und teurer und erfordert auch eine riesige Schiffsflotte.

    Derzeit beträgt der Rekord zwischen zwei Flügen einer Falcon 9 27 Tage. Die Wiederverwendung des Crew Dragon gewinnt ebenfalls an Bedeutung, da das Unternehmen kürzlich das gleiche Schiff in nur 137 Tagen zweimal gestartet hat. Diese Zahlen nähern sich schnell denen des Space Shuttles, dem einzigen wirklich wiederverwendbaren bemannten Raumschiff.

    Die Aufgabe des Tankens im Orbit ist eine ganz andere. Der gesamte SpaceX-Plan wurde durch Elon Musks Satz beschrieben: „…der Treibstoff wird aufgrund der geringen Beschleunigung („Milli G“) der Kontrolltriebwerke in Bewegung gesetzt.“ Auf den ersten Blick wird uns dieser einfache Satz wenig verraten. Mit etwas Skepsis können wir jedoch, basierend auf Musks Hinweisen und dem Kontext der Forschungsgeschichte zur Verwendung von Treibstoff im Orbit, von einem ziemlich klaren Mechanismus zum Betanken von Starship ausgehen.

    Das Rückgrat dieser Forschung ist ironischerweise ein Artikel aus dem Jahr 2006, der von sieben Mitarbeitern von Lockheed Martin und einem NASA-Ingenieur mit dem Titel „Passive Movement of Cryogenic Fuel“ verfasst wurde. Neben den offensichtlichen Ähnlichkeiten im Titel konzentriert sich der Artikel darauf, wie die Autoren glauben, dass es am effizientesten ist, große Mengen an Raketentreibstoff im Orbit zu bewegen.

    Unter Schwerelosigkeit lässt sich der Treibstoff im Schiffsinneren leicht von den Tankwänden trennen. Bei Schub bleibt der Treibstoff stehen, bis er auf die Tankwände trifft – das ist das Grundprinzip von Newton, nach dem stehende Objekte dazu neigen, stationär zu bleiben. Beschleunigt beispielsweise ein Schiff in eine Richtung und öffnet ein Ventil am gegenüberliegenden Ende des Tanks, neigt der Kraftstoff im Inneren, der in Ruhe zu bleiben versucht, natürlich dazu, durch das Loch zu entweichen. So dockt das Schiff am Tanker an, die Tankventile öffnen, dann beschleunigt der Tanker in die entgegengesetzte Richtung zum anderen Schiff und der Treibstoff gelangt in den Tank des zweiten Schiffes.

    Die Prinzipien hinter diesem „passiven Kraftstofftransfer“ sind ziemlich einfach und unkompliziert. Die entscheidende Frage ist, wie viel Beschleunigung für diesen Prozess benötigt wird und wie teuer diese kontinuierliche Beschleunigung ist. Laut einer Veröffentlichung von Kutter aus dem Jahr 2006 ist die Antwort verblüffend: Angenommen, ein Paar von 100 Tonnen schweren Raumfahrzeugen beschleunigt mit 0,0001 G, es braucht nur 45 kg Wasserstoff und Sauerstoff pro Stunde, um diese Beschleunigung aufrechtzuerhalten.

    Die Beschleunigung „Milli G“, die SpaceX in ihren Präsentationsfolien immer wieder erwähnt hat und die zum Pumpen von Kraftstoff benötigt wird, wird zehnmal größer sein als die maximale Beschleunigung, der Kutter beschrieben hat. Laut dem Papier skaliert die Kraftstoffmenge jedoch sowohl mit der erforderlichen Beschleunigung als auch mit der Masse des Systems linear. Grob gesagt würde die Beschleunigung von zwei Starship Raumschiffen theoretisch etwas mehr als 7 Tonnen Methan und Sauerstoff pro Stunde (das sind 1,5 % des Treibstoffvolumens an Bord des Schiffes) zum Pumpen erfordern.

    Mit ausreichend großen Kraftstofftransportleitungen (20-50 cm Durchmesser), die die Tanks jedes Schiffes verbinden, sollte SpaceX kein Problem damit haben, in wenigen Stunden mehr als 1.000 Tonnen Kraftstoff zu pumpen. Dies bedeutet, dass dieses Pumpen nicht mehr als 20-50 Tonnen Kraftstoff benötigt. Jede andere Übertragung mit geringerem Gewicht erfordert noch weniger Kraftstoff. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass eine vollständige Betankung eines Orbitalschiffs oder Tankers mit etwa 1200 Tonnen Treibstoff 8 bis 14 oder mehr Starts erfordert und überraschend effektiv sein sollte – mehr als 80% des von der Erde gestarteten Treibstoffs können nach dem Pumpen verwendet werden.

    Interessanterweise ist die erforderliche Beschleunigung so gering, dass das Starship dazu Lagetriebwerke hätte verwenden können, was bedeutet, dass spezielle Triebwerke möglicherweise nicht einmal benötigt werden. Zufall oder nicht, SpaceX hat kürzlich beschlossen, die Zielstrahlruder des Super Heavy durch Gasventile zu ersetzen. Wenn SpaceX ein ähnliches System zu Starship hinzufügt, ist es möglich, dass eine Kombination aus kryogenem Kraftstoff, der bei Erwärmung natürlich siedet und sich in Gas verwandelt, und solchen Gasventilen, die zum Abbau von Überdruck verwendet werden, genug Schub erzeugen könnte, um selbst große Mengen Kraftstoff in die Umlaufbahn zu pumpen.

    Es bleiben nur noch wenige Fragen, einschließlich des autonomen Andockens im Orbit. Dragon haben in 9 Jahren mehrfach autonom der ISS genähert und 10 Mal an der Raumstation angedockt. Es ist unwahrscheinlich, dass dies zu ernsthaften Problemen beim Betanken im Orbit führt. Das Unternehmen muss auch die Rohrleitungen, Ventile und Andockmechanismen, die das Pumpen des Kraftstoffs ermöglichen, selbst entwerfen und auswählen, wo diese Mechanismen auf dem Schiff platziert werden.

    Das passive betanken ist auf der ISS nicht möglich, hier kommen recht komplizierte Technologien zum Einsatz, um die Tanks der Station (Zarja Modul kann 6100kg Treibstoff beherbergen) aufzufüllen.

    1. Ich weiß ja nicht wo Du diese ganzen Artikel her hast. Aber eine Frage stelle ich mir doch: Wie soll das Umfüllen mit „milli g“ im Detail funktionieren? Werden die Tanks nicht bedrückt?

      Durchmesser der Treibstoffleitungen: Stell Dir mal eine Leitung mit 50cm Durchmesser vor. Dann das dazu passende Cryoventil. Viel Spaß, trivial wird das nicht. Von „Es bleiben nur noch wenige Fragen“ würde ich hier bei weitem noch nicht sprechen.

      1. Du kannst Dir glaub ich Antworten auf Jewgeni-7 schenken.

        Ich habe ja einen ganzen Artikel über einen von seinen Kommentaren geschrieben. Reaktion gleich Null

        Er nutzt den Blog wohl um sein profund erworbenes Halbwissen zu verbreiten in dem er um die wahren Probleme immer einen großen Bogen macht.

        1. Dann sollte Herr Jewgeni 7 mal ein Blog eröffnen, anstatt Halbwissen bei Herrn Bernd Leitenberger zu verbreiten.

          Schade, dass er (Jewgeni 7) auf keine Fragen reagiert.

    2. Das eigentliche Problem ist nicht das Tanken, sondern die Lagerung. Bis der letzte Tanker ankommt, vergehen Wochen oder Monate. Bis dahin müssen die cryogenen Treibstoffe flüssig gehalten werden.

  8. @Anja,

    das passiven Kraftstofftransfer mit „Milli G“ beruht auf eine ältere Veröffentlichung von Lockheed Martin und einem NASA-Ingenieur. Bei den russischen ISS Modulen wird Treibstoff durch Faltenbalg gepumpt, bei Starship durch Zündung von kleinen Triebwerken gelangt das Treibstoff von einen Schiff in das andere. So zumindest Musk Pläne.

  9. @Bernd,

    mein Kommentar zum Nachtanken bezieht sich auf eine amerikanische Publikation, nicht mehr und nicht weniger. Wenn du aber meinst, das die NASA-Ingenieure nur Halbwissen verfügen, so ist das natürlich deine Meinung. Ob die Milli-G Betankung zum Einsatz kommt, oder eine andere Technologie, wissen wir nicht. Mir ist der heutige Stand von Musk nicht bekannt.

  10. Abgewiesene Klage

    Am 4. November 2021, wie zu erwarten war, hat der US-Bundesgerichtshof die Klage von Blue Origin abgewiesen. Origin argumentierte, dass die NASA sich an ein voreingenommenes Beschaffungsverfahren hält, das den Wettbewerb entmutigt und die Sicherheit der Astronauten gefährdet, aber das Gericht fand die Argumente nicht schlüssig und ließ den Fall fallen. Die NASA wurde bereits über die Einstellung des Falls informiert und wird die Zusammenarbeit mit SpaceX im Rahmen des Vertrags ab 8. November wieder aufnehmen.

    Möchte anmerken, das Blue Origin kann möglicherweise im Rahmen einer zweiten Kampagne HLS-Arbeiten durchführen und wird auch am NextSTEP-2-Programm (Next Space Technologies for Exploration Partnerships) teilnehmen und verschiedene Forschungen zum Mondlander für Artemis durchführen. Die NASA hat dazu fünf US-Raumfahrtunternehmen ausgewählt, um im Rahmen des NextSTEP-2-Programms verschiedene Studien zum Mondlander für Artemis durchzuführen. Dies sind laut der Agentur Blue Origin, Dynetics, Lockheed Martin, Northrop Grumman und SpaceX. Mit diesen Maßnahmen will die NASA die effektivsten Arbeiten an HLS etablieren und mögliche Risiken minimieren. Die Verträge mit einer Gesamtsumme von 146 Millionen Dollar haben eine Laufzeit von 15 Monate.

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