Der hyperbolischer Exzess, Teil 2: praktische Berechnungen

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: (mehr …)

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Die druckgeförderte Wasserstoff-Oberstufe

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. (mehr …)

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Zum Kuiper Belt und in die Heliopause

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. (mehr …)

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Noch eine Berechnung: Sonnensegel vs. Ionenantrieb ins äußere Sonnensystem

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. (mehr …)

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Buchkritik: Wernher von Braun: Bemannte Raumfahrt

Eines der tollen Dinge am Internet ist, das man viel einfacher als früher an antiquarische Bücher kommt, also Bücher, die nicht mehr verlegt werden. Für mich sind diese antiquarischen Bücher aus zwei Gründen wichtig. Zum einen sind sie wichtige Zeitdokumente, weil in vielen nicht nur Technik beschrieben ist. Sondern sie geben auch oft den Zeitgeist wieder oder auch wie man sich damals die Zukunft vorstellte. Das mit der Erfahrung, wie es tatsächlich gekommen ist, ist immer interessant, bisweilen auch amüsant.

Der zweite Grund ist, das alte Bücher oft mehr über Technik enthalten als neuere oder aktuelle. Angeblich wird die Menschheit ja immer schlauer, doch zumindest bei Raumfahrtbüchern stelle ich den gegenteiligen Trend fest. Es gibt immer mehr Erdzählbücher und immer weniger technische Bücher. Das ist nicht nur auf die Bücher beschränkt. Schaut man nach aktuellen Informationen über Trägerraketen oder Raumsonden, so gestaltet sich das schwieriger, als über alte Missionen etwas zu finden. Das Informationsoptimum lag vor als das Internet noch ein junges Medium war so von 1995 bis 1999. Damals wurden auch tiefer gehende technische Informationen veröffentlichten. Die FAQ behandelten nicht nur einfache Fragen, sondern gingen ebenfalls in die Tiefe. Beispiele für Missionen sind z. B. Pathfinder, Galileo, Cassini. Einen mehrteiligen Bericht wie über Cassini oder Galileo über etwas Aktuelles wie OSIRIS-Rex oder BepiColombo zu schrieben ist heute unmöglich. Ich vermute, damals gab es noch keine professionelle Abteilung für den Webauftritt, also hat man von den Projekten die Leute das selbst machen lassen. Sobald man Profis ran lässt bekommt man zwar einen optisch viel besseren Webauftritt, dafür geben die nur das weiter was sie selbst verstanden haben und das ist dann eben bedeutend weniger. Kurzum: Optik x Informationsgehalt = Konstant. (mehr …)

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