Eine neue Industrie trotz hoher Startkosten

Posted on by Bernd Leitenberger

Seit Jahrzehnten wird es gebetsmühlenartig proklamiert: Wenn erst mal die Startkosten sinken, dann beginnt eine neue Ära der Raumfahrt. Dann geht man über von der Weltraumforschung zur Weltraumnutzung. Was vorgeschlagen wird, ist zeitgeistabhängig. In den Siebzigern waren es große Kommunikationsplattformen, Energie aus dem Weltraum oder die Atommüllentsorgung und Fabrikation im Weltraum. Heute ist es wieder Kommunikation, diesmal mit Flotten kleiner Satelliten und durch Erfahrung klug geworden, prognostiziert man einfach völlig neue Industriebereiche, die durch kleinere Startpreise möglich wären.

Ich stand dem schon immer kritisch gegenüber. Aus dem einfachen Grund, das selbst bei kommerziellen Satelliten wie Kommunikationssatelliten die Herstellungskosten weitaus höher sind als die Startkosten. Dabei ist deren Herstellung schon durch den hohen Bedarf und die Konkurrenz der verschiedenen Firmen optimiert. Sie basieren auf wenigen Bussen, die dann individuell abgewandelt werden. Trotzdem sind solche Satelliten heute noch eine Investition im mehrfachen Millionenbereich. Einige Angaben:

Man muss nicht mal einzelne Projekte bemühen, 2016 betrug der Gesamtumsatz aller Satellitenhersteller 13,9 Milliarden Dollar, Launch Services dagegen 5,5 Milliarden Dollar. Ein Satellit ist im Mittel zwei bis dreimal teurer als ein Start, allerdings mit starken Schwankungen, wie auch der Report zeigt: 51% der 2016 gestarteten Satelliten hatten als Hauptfunktion die Erdbeobachtung, sie machten aber nur 12% der Umsätze aus. Die militärische Aufklärung machte nur 10% aller Starts aus, doch 44 % des Umsatzes. Continue reading „Eine neue Industrie trotz hoher Startkosten“ →

Der hyperbolischer Exzess, Teil 2: praktische Berechnungen

Posted on by Bernd Leitenberger

Da ich das Phänomen des Hyperbolischen Exzesses ausgiebig in meinem Blog über die Heliosphärensonde genutzt habe, hier eine Fortsetzung eines schon sieben Jahre alten Blogs. Es geht um den hyperbolischen Exzess. Auf die mathematische Behandlung der Grundlagen verweise ich auf diesen alten Blogeintrag. Dieser Blog geht auf einige praktische Anwendungen des Phänomens ein.

Die Formel, die ich verwende, ist diese: Continue reading „Der hyperbolischer Exzess, Teil 2: praktische Berechnungen“ →

Die druckgeförderte Wasserstoff-Oberstufe

Posted on by Bernd Leitenberger

Immer wieder kommt bei meinen Ideen für neue Raumfahrtprojekte mir ein Problem unter: dass die Oberstufe der Ariane 5 nicht wiederzündbar ist. Ideal wäre es, wenn die ESA für ihre Planetenmissionen einen Doppelstart nutzen könnte. Man würde dann die Nutzlast mit einer Transferstufe in einem GTO mit einem kommerziellen Satellit aussetzen und später auf die Zielbahn bringen. Die ECA ist wegen des nicht wiederzündbaren Triebwerks dazu nicht in der Lage. Bei der Ariane 6 wird es nicht viel besser werden, denn die Oberstufe ist dort wahrscheinlich schwer und wird schwerer als die Nutzlast selber sein, wodurch die Masse der Nutzlast stark absinkt, man sieht dies auch an der geringen Direkt-GEO Nutzlast, die in etwa der Nutzlast einer Marstransferbahn entspricht. Beide Bahnen haben in etwa den gleichen Geschwindigkeitsbedarf. Continue reading „Die druckgeförderte Wasserstoff-Oberstufe“ →

Zum Kuiper Belt und in die Heliopause

Posted on by Bernd Leitenberger

Ich greife heute ein Thema, auf das ich aber bisher nur schätzungsweise berechnen konnte, inzwischen kann ich durch Verbesserungen meines Programmes genau zu berechnen. Es geht um eine Sonde, die möglichst schnell möglichst weit von der Sonne entfernt sein sollte. Continue reading „Zum Kuiper Belt und in die Heliopause“ →

Noch eine Berechnung: Sonnensegel vs. Ionenantrieb ins äußere Sonnensystem

Posted on by Bernd Leitenberger

Nachdem ich mich letztes Mal mit dem Vergleich ins innere Sonnensystem beschäftigt hat heute ein Vergleich der beiden Systeme beim Flug ins äußere Sonnensystem. Ziel soll es sein 2000 kg auf eine Fluchtbahn aus dem Sonnensystem zu befördern. Startmasse ist wie beim letzten Mal 5.500 kg, die Nutzlast einer Ariane 5 ECA auf eine Fluchtbahn (theoretisch noch höher, doch ich lasse etwas Luft, warum, das zeigt sich noch).

Weitere Nebenbedingungen: Die Fluchtgeschwindigkeit ist lokal zu berechnen – In der Erdumlaufbahn sind es 42,1 km/s (12,3 km/s über der Geschwindigkeit der Erde) aber sie nimmt ab, wenn man nach außen geht, und nimmt zu, wenn man weiter innen im Sonnensystem ist.

  • Für Sonnensegel soll wieder gelten: Flächenmasse Segel 10 g/m², Strebenmasse: 70 g/m. 90 % Segelanteil an der Gesamtmasse (Rest Behälter und entfaltmechnaismus).
  • Bei Ionentriebwerken soll gelten: Tankmasse 20% des Inhalts, Solargenerator mit 85 W/kg Leistungsdichte (konservative Annahme – Werte von Dawn). Bei den Triebwerken probiere ich vorhandene aus. Die Strukturmasse soll 340 kg betragen – die gleiche wie beim Sonnensegel. Continue reading „Noch eine Berechnung: Sonnensegel vs. Ionenantrieb ins äußere Sonnensystem“ →