Autor: Bernd Leitenberger

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Raumfahrtgrundlagen für Dummys – Treibstoffförderung

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Im ersten Teil habe ich den grundsätzlichen Aufbau eines Triebwerks erläutert. In diesem Teil geht es um einen zentralen Teil, die Treibstoffförderung. Es haben sich verschiedene Verfahren eingebürgert, den Treibstoff zu fördern.

Ein Raketentriebwerk verbrennt Treibstoff unter hohem Druck. Dabei muss der Druck beim Einspritzen in die Brennkammer größer sein als der durch die Verbrennung erzeugte Druck in der Brennkammer. Der Brennkammerdruck ist nicht nur eine akademische Größe. Er bestimmt auch, wie groß die Triebwerke sind. Hier ein Größenvergleich des Apollo‑Abstiegstriebwerks und des SSME: (mehr …)

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Raumfahrtgrundlagen für Dummys – Aufbau eines Raketentriebwerks

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Der folgende Artikel gilt für eine Rakete mit einem oder mehreren Triebwerken, die mit flüssigen Treibstoffen angetrieben werden. Feststofftriebwerke erhalten in dieser Kategorie noch einen eigenen Eintrag.

Während es Raketen mit Pulver als Treibstoff schon seit Jahrhunderten gibt – sie schafften es sogar in die US‑Nationalhymne – sind mit flüssigen Treibstoffen angetriebene Raketen noch nicht mal ein Jahrhundert alt. Verbunden ist ihre Entwicklung mit zwei Persönlichkeiten: zum einen mit Robert Goddard und zum anderen mit Hermann Oberth. (mehr …)

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Starship – offene Fragen

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Auf den heutigen Artikel kam ich, weil ich überlegte, ob ich beim nächsten Grundlagenartikel etwas zu den Claims von SpaceX zu den Raptoren sagen sollte. Aber es gehört eigentlich nicht da rein, und dann gibt es noch weitere Neuigkeiten. Früher hatte ich ja so eine kleine Kolumne dazu. Ich habe in den Artikel einige Fragen aufgegriffen, die zumindest mir durch den Kopf gehen. (mehr …)

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Die KI – Nachlese nach drei Jahren

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Als die KI vor einigen Jahren aufkam, konnte man ihr noch etliche Tatsachen unterschieben. Ich empfehle, meinen Beitrag „Mariner 10 und ChatGPT“ mal durchzulesen. Der Beitrag ist sehr humorvoll zu lesen, weil die KI fabuliert und sich auch entschuldigt, wenn man der KI völligen Unsinn als Tatsache vorsetzt.

Selbst Bilder waren bestenfalls suboptimal. Hier ein Bild, das Nightcafe vor drei Jahren auf das Prompt „Beautiful women in Bikini“ generiert hat. (mehr …)

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Raumfahrtgrundlagen für Dummys – Tanks (2)

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Im heutigen zweiten Teil über Tanks geht es um die Druckbeaufschlagung. Wie schon im ersten Teil erwähnt, stehen Tanks immer auf einem leichten Überdruck. Der liegt typisch bei 1–3 Bar. Das Starship hat sogar 6 Bar wegen der höheren Belastung bei der Landung. Vor dem Start sind die Tanks weitestgehend voll, nur etwa 1–2 % des Volumens entfällt auf das Druckgas. Wenn nun der Treibstoff verbraucht wird, nimmt das Volumen zu, und nach dem allgemeinen Gasgesetz nimmt der Druck proportional ab. Das bedeutet: Damit die Stabilität erhalten bleibt, muss Gas nachgefüllt werden, und dafür gibt es mehrere Möglichkeiten, die ich diskutieren will.

Doch zuerst einige Grundlagen. Nach dem allgemeinen Gasgesetz hängt der Druck nur von der Molekülzahl ab, nicht der Molekülmasse. Ein Mol Wasserstoffgas (Molmasse 2) übt in einem gegebenen Volumen den gleichen Druck aus wie ein Mol Sauerstoffgas (Molmasse 32), der Sauerstoff wiegt aber 16‑mal so viel. Daher wird man möglichst ein Druckgas mit geringer Molmasse einsetzen. So ist Stickstoff, der zu Anfang der Raumfahrt als Druckgas noch üblich war, inzwischen ganz verschwunden. (bis auf eine Ausnahme, siehe unten) 1 m³ Stickstoff wiegt bei 1 Bar Druck immerhin 1,25 kg. Würde man die Superheavy mit Stickstoff unter Druck setzen, so wöge sie 30 t mehr. (mehr …)

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