Über Raumfahrt, Computer, Ernährung und den Rest

Die überflüssigste Raumsonde

2015 darf die Firma SpaceX mal eine Regierungsnutzlast transportieren. Sinnigerweise eine auf die die NASA verzichten kann, bzw. seit gut 12 auf den Start Jahren verzichtet. Also die ideale Testnutzlast. Es geht um das Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Es handelt sich um eine Raumsonde die im L1-Lagarangepunkt positioniert wird. Dieser stabile Punkt des Dreikörpersystems Erde-Sonne-Satellit liegt 1,5 Millionen km von der Erde entfernt in der Linie Erde-Satellit-Sonne. Von dort aus kann man die Erde immer als Vollerde sehen. Bislang gelangten vor allem Sonnenobservatorien in diesen Punkt, weil man natürlich dort die Sonne ohne Abschattung beobachten kann und es eine (wenn auch geringe) Vorwarnzeit bei einem Sonnensturm gibt. (mehr …)

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Video killed the Information und das Glück

Da ich derzeit gerade am dritten Aufsatz über eine US-Raumsonde bin fällt mir eines auf, das ich schon seit mindestens einem Jahrzehnt beobachte: Der Rückgang der Informationen. Als das Internet jung war, so zu Zeiten von Mars Pathfinder gab es enorm viel Information über die Raumsonden. Wissenschaftler beantworteten fragen, IBM war so stolz über den Bordcomputer das es eine eigene Website gab, bei Mars Global Surveyor wurden ganze Dokumente über den Aufbau der Sonde online gestellt.

Das wurde sukzessive immer weniger, mit einigen Abweichungen nach Oben wie dem MSL als Großprojekt. Aber bei Juno sieht es wirklich mau aus. Ähnliches habe ich schon bei GRAIL und LADEE beobachtet. Früher war es noch möglich über die Instrumente viel rausbekommen, weil diese oft auf wissenschaftlichen Kongressen vorgestellt wurden, doch das scheint nun auch nicht mehr so zu sein. Meine früher immer erfolgreiche Methode nach „Raumsondenname Experimentname“ und filetype:pdf oder filetype:ppt zu suchen liefert immer weniger brauchbare Resultate.  Es ist heute fast unmöglich einen Aufsatz in der epischen Breite wie über Voyager oder Galileo zu schreiben (wo es ja nicht ein Aufsatz ist, sondern mehrere). Stattdessen finde ich auf Webseiten immer mehr Videos, Animationen, viel Flash, was diese natürlich auch für Google undurchsuchbar wird. Die Website der ESA kann man ohne Flash gar nicht mehr besuchen und besonders schlimm: sie hat nicht nur ihre Druckpublikationen eingestellt (zumindest bekomme ich keine mehr) sondern die Online-Aufgaben sind nun nicht mehr als PDF vorliegend, sondern ebenfalls in einer Flash-Animation zum Lesen. Toll wenn ich das in ein par Jahren zum Recherchieren brauche….. (mehr …)

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Eine gemeinsame Oberstufe für Atlas und Delta

Seit sich Boeing und Lockheed Martin zu ULA zusammengeschlossen haben, denken die Firmen auch darüber nach die Kosten zu senken. Das kann man bei den Startservices machen weil man in der Regel nur eine Rakete auf den Start vorbereitet, so braucht nicht jede Firma ihre eigene Mannschaft vor Ort haben, man kann das aber auch bei den Trägern machen. Eine Überlegung die schon aufkam war die Oberstufen auszutauschen, also die Centaur auf der Delta und die DCSS auf der Atlas. Sinn macht nur das erste, weil die DCSS eine im Verhältnis zur Centaur höhere Leermasse hat, die den höheren spezifischen Impuls wieder ausgleicht. Ebenso wurde schon gedacht das RL-10B2 auf der Centaur einzusetzen.

Aber warum nicht weiter gehen und eine neue Stufe, basierend auf den vorhandenen Triebwerken und Legierungen entwerfen? Ihr wisst ja, ich rechne das gerne praktisch durch. Beginnen wir an mit den Triebwerken, es gibt zwei Möglichkeiten das RL-10A-4 mit 99,2 kN Schub und das RL-10B mit 110 kN Schub. Auch der spezifische Impuls des RL-10B ist höher.  Es wiegt aber 100 kg mehr. Problematischer ist das es einen Düsenenddurchmesser von 215 cm hat. Bei der Atlas können für schwere Nutzlasten zwei Triebwerke notwendig werden und mit so breiten Düsen wird das problematisch. Eine Alternative wäre ein neues Triebwerk der 250 kN Klasse, das dann Oberstufen mit einer Treibstoffzuladung von 41 t ermöglicht. Bedingt dadurch dass man nur eines braucht und wahrscheinlich ein höherer Brennkammerdruck angestrebt wird, wird dessen Düse dann wieder in den kleineren Stufenadapter der Atlas passen. (mehr …)

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Wie weit kommt man mit Solarzellen im Sonnensystem?

Da ich gerade beim Aufsatz über Juno arbeite und damit hoffentlich bald die aufholjagt bei den Raumsondenaufsätzen abschließen kann, kam ein Thema auf. Bekanntlicherweise ist dies die erste Raumsonde die zu Jupiter aufbricht und nur mit Solarzellen betrieben wird.

Vor einigen Wochen hat die NASA 10 Millionen Dollar bewilligt um die Produktion von Plutonium-238 wiederaufzunehmen. Seit 1988 haben die USA kein Pu-238 mehr produziert. Seit 1993 bezogen sie es aus Russland, doch Russland kann oder will nun keines mehr liefern. Seit 10 Jahren wird schon über die Wiederaufnahme der Produktion diskutiert. Wegen der hohen Kosten kam es nie dazu. Für die 10 Millionen Dollar pro Jahr wird man anfangs 1 bis 1,5 kg Pu-238 gewinnen. Bedenkt man das einer der GPHS RTG die Galileo, Ulysses, Cassini und New Horizons antreiben, rund 7,6 kg dieses Materials erfordert, dann weis man, das man zum einen eine solche Mission nicht jeden Tag starten kann, und zum anderen die Stromversorgung teuer ist. Bei New Horizons konnte ein schon hergestellter GPHS wiederaufgearbeitet werden. Das kostete 75 Millionen Dollar, ein neuer 90 Millionen Dollar. Das alles für eine Stromquelle die 285 Watt liefert. (mehr …)

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Der Ideale spezifische Impuls für Ionentriebwerke

Grafik 1Beim chemischen Antrieb ist es sehr einfach: je höher der spezifische Impuls also die Ausströmgeschwindigkeit der Gase ist, desto höher ist die Nutzlast. Warum sollte es beim Ionenantrieb anders sein? Nun ein gravierender Unterschied ist, dass die Energie beim chemischen Antrieb im Treibstoff gespeichert ist, beim Ionenantrieb aber von außen kommt. Damit wir auf demselben Level sind hier eine kurze Zusammenfassung die für alle Ionentriebwerke gilt:

Ein Ionenantrieb besteht aus einem Arbeitsmedium, einer Stromversorgung und einem Antrieb. Das Arbeitsmedium wird in einen gasförmigen Zustand gebracht. Es kommt zum Ionenantrieb. Dort wird es beschleunigt, das kann geschehen indem es hoch erhitzt wird (Plasma) oder ionisiert und dann werden die Ionen/Plasma durch ein elektrisches Feld oder Magnetisches Feld beschleunigt. Die verschiedenen Antriebe unterscheiden sich in Ionisationsmethode und Beschleunigungsmethode. In jedem Galle wird aber viel Strom benötigt denn die hohe Geschwindigkeit welche die Ionen haben wenn sie das Triebwerk verlassen entspricht ja auch Energie. (mehr …)

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