Die Schlüsselfrage der Marsexpedition

Betrachtet man historische Konzepte für die Marsexpedition, so unterscheiden sie sich doch von den heutigen. Wenn wir die ganze frühen Ideen weglassen die entstanden bevor man leistungsfähige Raketen hatte, und vergleicht die Konzepte der späten Sechziger/frühen Siebzigern mit den heutigen, so stellt man eines fest:

  • Man hat viel mehr Masse zum Mars bewegt

  • Die Missionen waren kürzer

Beide Tatsachen hängen zusammen. Der Hintergrund war, das man bis 1980 keine Besatzung im Weltall hatte, die nur mal die Dauer des Hinwegs zum Mars absolviert hatte. Unter diesem Aspekt war die Minimierung der Reisedauer das wichtigste. Himmelsmechanisch ist es nun mal aber so, dass man um so mehr Energie braucht, je schneller es gehen soll. Will man, wie damals meistens projektiert noch im gleichen Startfenster den Rückweg antreten so wird der Geschwindigkeitsbedarf enorm, denn sobald der Mars von der Erde überholt wurde müsste man retrograd fliegen, was bedeutet dass man die gesamte Bahngeschwindigkeit des Mars (20 km/s) zusätzlich aufbringen muss. Diese Missionen starteten weit vor dem energetisch günstigsten Startender um den Mars schnell zu erreichen, nach wenigen Tagen Aufenthalt trat man schon die Rückreise an. Trotzdem war der Geschwindigkeitsbedarf enorm. Bei diesen direkten Oppositionsflügen musste man in etwa die doppelte Geschwindigkeit aufbringen, vergleichen mit den doppelt so lange dauernden Konjunktionsflügen. Als man die Erfahrung mit langen Raumflügen hatte (bzw. die Sowjets hatten, die Amis sind ja bis heute nicht lange im All geblieben) ist man auf die heutigen Lösungen der Konjunktionsflüge übergangen bei denen man 500 Tage auf dem Mars bleibt. Dies nutzt nicht nur der Forschung (Oppositionsflüge haben 0-30 Tage auf dem Mars) sondern es bedeutet auch eine längere Zeit unter zumindest fast Erd-Gravitation. (mehr …)

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In-Situ Treibstofferzeugung auf dem Mars

Es klingt verführerisch: Man landet auf dem Mars und erzeugt den gesamten Treibstoff vor Ort. Das Konzept hat Zubrin populär gemacht und die NASA hatte auch einmal ein Experiment an Bord einer Raumsonde (MSL01) geplant, doch nachdem diese eingelagert und zu Phoenix umgebaut wurde, wurde das Experiment Mars in Situ Propellant Production gestrichen.

Die bei den meisten Vorhaben grundlegende Reaktionsgleichung ist die nach dem Sabatier-Prozess:

CO2 +4 H2 -> CH4 + 2 H2O

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Meine Meinung zur Marsorbitstation

So anstatt einem Kommentar meine etwas ausführlichere Antwort auf den Gastblog von Elendsoft.

Delta-V Betrachtungen

Betrachten wir zuerst einmal die Geschwindigkeitsanforderungen. Ich bin im folgenden von diesen Randbedingungen ausgegangen:

  • Ankunft und Rückstart aus einer Hohmann-Transferbahn 150 x 228 Millionen km.
  • Chemische Abbremsung in einen 200 x 70.000 km Fangorbit
  • Weitere Abbremsung durch Aerobraking

Dies sind Randparameter der energieärmsten möglichen Mission. Alles andere braucht mehr Energie.  Es gilt auch eingeschränkt für andere Szenarien. Bei der Treibstoffproduktion auf dem Mars mag man Treibstoff einsparen den man von der erde mitbringt, dafür muss man eine umfangreiche Gerätschaft zum Mars transportieren. Mit Ionentriebwerken kann man zwar Treibstoff auf der interplanetaren Reise einsparen, dafür dauert die Reise länger und es verkürzt sich auf der Aufenthalt auf dem Mars. (mehr …)

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Splitter nach dem Urlaub

So, nun bin ich zurück aus meinem „Urlaub“, es ist eigentlich kein richtiger, weil ich viel Zeit damit verbringe unser Ferienhaus zu säubern und den Garten und Außenanlagen auf Vordermann zu bringen. Zwei Blogs konnte ich trotzdem verfassen, weil auch das Wetter teilweise schlecht war. Lange Zeit habe ich ja trotz Internetzugang keinen Computer dort. Ich hatte die Befürchtung, dass ich dann kaum noch was arbeite, schlussendlich sind es fast nur Tätigkeiten die ich sonst vermeide, wie reinigen, Sträucher schneiden, Unkraut jäten, Fugen ausputzen. Aber das hat sich als falsch herausgestellt, auch weil mir eben alles andere fehlt – wie wichtig meine Bibliothek ist, merkt man erst wenn man nicht schnell was nachschlagen kann. (mehr …)

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Muß man auf dem Mars landen?

Alle Konzepte für bemannte Marsexpeditionen gehen davon aus, auf dem Mars zu landen. Aber ist das wirklich unbedingt nötig? Ich denke, zumindest in der Anfangszeit nicht. Eine bemannte Station auf einer Mars-Umlaufbahn wäre deutlich einfacher zu errichten und zu versorgen. Wobei man sich da eher an der Mir orientieren sollte, als an der ISS.
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