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Zum Mars und in den Orbit – die Juni Nachlese von SpaceX

Es gibt wieder einige Neuigkeiten von SpaceX. Während die meisten darauf warten, wann die Firma nachdem die Bergungen der ersten Stufe nun klappen, zum zweiten Schritt übergeht und auch mal einen Satelliten mit einer gebrauchten Stufe startet gibt es dazu wenig neues. Offensichtlich überlegt man erst mal was man verlangen könnte. Es gibt zwar die Zahl 30% von Gwen Shotwell, aber so richtig fest steht die nicht. Vielleicht hat die Firma aber auch noch keinen Interessenten der auf ihre Preisvorstellungen eingeht. SES hat sich ja schon öffentlich geäußert, wollte aber 50% Abschlag. Tja man hätte eben nicht öffentlich äußern sollen, das die erste Stufe 80% der Kosten der Rakete ausmacht, da kann der Kunde ausrechenn wie viel bislliger er den Start haben kann, wenn die wiederverwendet wird.

Solche alltäglichen Dinge sind natürlich nichts für den CEO, der aufs Große und Ganze und die Zukunft der Firma schauen muss. Er hat nun erstmals einen Zeitplan für den Aufbruch zum Mars genannt: 2024 werden die ersten SpaceXnauten starten, 2025 ankommen. Ab 2018 wird die Firma jedes Startfenster nutzen, also 2018, 2020, 2022 und eben 2024. Es muss eine größere Mission werden, denn Fragen ob die Astronauten nur in einer Dragon aufbrechen werden, wie von MarsOne geplant, verneinte er wegen des geringen Platzes. (mehr …)

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In vier Jahren zu Tschurri, anstatt in zehn

In meiner kleinen Serie über Ionentriebwerke will ich mal was neues versuchen und zwar untersuchen ob eine Mission vielleicht schneller oder besser mit Ionentriebwerken durchgeführt werden kann. Dabei will ich die Originalmission weitestgehend übernehmen.

Diesmal geht es um Rosetta. Rosettas Ziel ist der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko. 67P oder „Tschurri“, da sich keiner den Doppelnamen merken kann. 67P gehört zu einer sehr häufigen Klasse dem der von Jupiter umgelenkten Kometen (Jupiter Comet familiy JCF). Diese Kometen haben ein Perihel rund um Jupiters Bahn und eine niedrige Bahnneigung. Viele der bisher von Raumsonden besuchten Kometen, eigentlich alle außer Halley gehören in diese Gruppe. Jupiter ist aber mit Ionentriebwerken zu erreichen, daher mein Ansatz Rosetta mit Ionentriebwerken neu zu simulieren. Hier die für die Simulation wichtigen Kerndaten:

  • Rosetta wiegt beim Start 3011 kg
  • Die Solarzellen wiegen 169,7 kg bei 7,1 kW Leistung
  • der Treibstoff wiegt 1670 kg, das Gesamtsystem mit Tanks und Triebwerken 1841,5 kg.
  • Rosetta gelangte beim Start in eine Bahn mit einer solaren Überschussgeschwindigkeit von 3545 m/s. Bei 150 Mill. km Startentfernung entspricht dies einer Geschwindigkeit von 33345 m/s solar.
  • 67P/Churyumov-Gerasimenko hat eine Bahn die um 6,4 Grad geneigt ist und zwischen 186 und 851 Mill. km von der Sonne entfernt verläuft.

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Mit Ionentriebwerken bemannt zum Mars

Um es vorweg zu nehmen: Der Artikel ist noch spekulativer als die sonstigen über Ionentriebwerke. Zum einen weil die genauen Elemente einer Marsmission nicht feststehen, zum andern weil man von einigen KW Leistung die heute für Antriebe verfügbar sind auf Leistungen von Hunderten von kW bis Megawatt skaliert, ebenso sind Ionentriebwerke in der Größe nicht verfügbar. Meine Annahmen beruhen auf der Annahme, das man alles skalieren kann. Eine zweite Unsicherheit liegt in den Massen und Zeitplänen. Hier muss ich einige Annahmen machen, die ich auch begründen will. Die Angaben für Strukturmassen habe ich von einer SEP Studie für einen Saturnorbiter übernommen.

Damit wir auf einem Level sind, hier einmal die Grundlagen für eine bemannte Marsmission. Anders als bei Apollo geht diese nicht mit einem Start. Aus himmelsmechanischen Gründen dauert eine Mission etwa 3 Jahre, auch mit Ionentriebwerken geht es nicht viel schneller. Man kann die Reisezeit zwischen den Planeten verkürzen, doch da Ionentriebwerke selbst Monate arbeiten, ist der Zeitgewinn beschränkt. (mehr …)

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Welchen Einsatzzweck haben „Miniraumsonden“?

Der Trend zu Cubesats hat auch zu Überlegungen geführt, ob Raumsonden so schwer sein müssen. in den letzten 20 Jahren gab es den Trend zu immer größeren und schwereren Sonden. Die Sonden des Discoveryprogramms haben eine Zeitlang diesen schon seit Beginn der Raumfahrt vorliegenden Trend gestoppt, doch da einige Missionen scheiterten, und die NASA ihre Politik änderte sind heute neue Raumsonden meist über 1 t schwer. Zugegeben – es macht auch wenig Sinn eine Kleinere bei den heutigen Trägern zu konstruieren. Mit dem Wegfall der Delta 2 klafft eine große Lücke im US-Arsenal. Die USA sind seit Jahren sowieso in einer misslichen Lage. Es gibt die Pegasus für ganz kleine Sonden, jedoch ist sie unverhältnismäßig teuer und nur noch ein Start gebucht. die Minotaurs sind nur für militärische Nutzlasten verfügbar, da ein Gesetz die NASA zum Nutzen kommerzieller Services zwingt und die Raketen auf ICBM basieren. Die Taurus hatte zwei Fehlstartes und ist inzwischen teurer als eine Falcon 9. So gibt es keine Rakete zwischen 450 und 16.000 kg LEO Nutzlast. Daher macht es auch kein Sinn eine leichtgewichtige Raumsonde zu konstruieren. (mehr …)

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Mit der Sojus zum Saturn

So, nachdem ich im letzten Beitrag erörtert habe ob man mit der Vega eine mit dem Galiloeorbiter vergleichbare Sonde starten kann legen wir heute noch eine Schippe drauf. Kann man mit einer Sojus (Alternative: Antares) eine mit Cassini vergleichbare Sonde starten?

Nun ohne Simulation könnte man schon sagen – ja denn viel höher als zu Jupiter ist die Geschwindigkeit zu Saturn nicht. Aber ich habe eine Kritik aufgenommen und will es in der gleichen Zeit wie Cassini schaffen. Cassini brauchte 6 Jahre 9 Monate zu Saturn. Das geht nicht mit einer klassischen Hohmannbahn, die schon 6 Jahre erfordert. Trotzdem habe ich mal für den solaren Teil mit Freiflugphase eine Tabelle angestellt. Sie basiert auf einer Masse von 7200 kg in der Sonnenumlaufbahn. Diese basiert auf eine Skalierung der 2030 kg die bei der Nutzlast der Vega von 2.400 kg noch übrig blieben und einer Startmasse von 8500 kg die eine Sojus in eine höhere Umlaufbahn von Kourou aus transportiert. 9000 kg werden für eine niedrige Umlaufbahn als Nutzlast genannt. (mehr …)

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