Ariane

Schwerlastraketen

Eigentlich sollte nun ja der Artikel über erneuerbare Energien kommen. Dummerweise habe ich jedoch die Mail ausversehen gelöscht. Für jeden Kommentar im Blog bekomme ich eine Mail und als ich da einen ganzen Block (durch die vielen Antworten auf Thomas Artikel) davon löschen wollte, war leider die Mail mit dem Artikel mit drin. Ich habe ihn aber noch mal abgefordert und hoffe er kommt bald. Gelegenheit über etwas zu schreiben was ja auch in der Diskussion über ein „vernünftiges“ Mondprogramm aufkam: Die Diskussion über eine Scherlastrakete. Wie bei der bemannten Raumfahrt ist so eine Diskussion ziemlich emotional belastet: Große Raketen sehen einfach gut aus. Sie sind majestätisch beim Abheben. Doch sehen wir es einfach mal praktisch:

Was sind die Argumente für eine Schwerlastrakete?

  1. Eine Schwerlastrakete vereinfacht die Mission enorm: Ein Start und alles ist auf dem Weg zum Mond. Bei kleineren Raketen muss man mehr Starts durchführen. Das wird organisatorisch aufwendiger (Kopplung im Weltraum) und das Risiko des Scheiterns der Mission steigt, weil mehr Starts für eine Mission durchgeführt werden müssen.
  2. Pro Kilogramm Nutzlast ist eine Rakete um so preiswerter, je größer ist ist.

Doch wie sieht es mit den Nachteilen aus?

  1. Zuerst einmal: Große Rakete = Hohe Entwicklungskosten. Die Saturn V kostete rund 9 Milliarden Dollar. Teilt man diese Summe auf die 13 Fluge auf, so ist ein Start dann viermal so teuer. Die Folge: Aus dem billigen Träger wird ein teurer.
  2. Eine Schwerlastrakete hat nur einen Verwendungszweck. Fällt dieser weg, so ist sie überflüssig. Auch dies kann bei allen bisher gebauten Exemplaren  (Saturn,N-1 und Energija) zu sehen.
  3. Wenn dagegen eine kleinere Rakete mehrfach gestartet wird, dann wird die Produktion billiger, d.h. auch andere Transporte profitieren davon. Schon unter diesem Aspekt ist die Entscheidung der NASA für die Ares nicht gerade gut für die amerikanische Raketenindustrie.

Die Frage aber ist: Gibt es eine Alternative zu einer Schwerlastrakete? (mehr …)

WeiterlesenSchwerlastraketen

Gravitationsverluste

Eine Mail in der ich gebeten wurde, die Reisezeit mittels Ionentriebwerken von einer LEO Bahn in den Lagrangepunkt L2 zu berechnen und ich dies ablehnen musste, weil es nicht mit einer einfachen Formel getan ist, sondern über eine Simulation gelöst werden muss, hat mich zum heutigen Thema gebracht. Den verantwortlich dafür sind die Gravitationsverluste. Sie sind ja eigentlich keine Verluste in dem Sinne, das Energie verloren geht. Sie bedeuten aber, das Energie in eine Form umgewandelt wird, die nicht so nützlich ist, wie wir das gerne hätten.

Gravitationsverluste gibt es bei jeder Arbeit in einem Gravitationsfeld. Ich will das mal an zwei Beispielen verdeutlichen, die auch praktisch die wichtigsten sind. Das erste ist der Aufwand einen Orbit zu erreichen. Nehmen wir mal an, wir hätten eine Erde ohne Atmosphäre. Wir wollen auf dieser nun eine 200 km hohe Kreisbahn erreichen. Am geschicktesten ginge das mit einem Impuls: Eine Railgun beschleunigt z.B. einen Satelliten ganz schnell und er erreicht im Bruchteil einer Sekunde eine hohe Geschwindigkeit. Beschleunigen wir auf 7912 m/s, so haben wir eine Kreisbahn in 0 km Höhe. Da das wegen der Berge und Hügel hinderlich ist, beschleunigen wir auf 7967 m/s und erreichen eine elliptische Bahn mit einem erdfernsten Punkt von 200 km Höhe. Dort angekommen (nach einem halben Umlauf) haben wir nur noch eine Geschwindigkeit von 7724 m/s. Um eine Kreisbahn zu erreichen braucht man aber 7785 m/s – Beschleunigen wir um weitere 61 m/s, so haben wir die Geschwindigkeit die nötig ist, um eine 200 km hohe Kreisbahn beizubehalten.

(mehr …)

WeiterlesenGravitationsverluste

Vorschläge für das ATV und die ISS

In meiner (zumindest von mir allseits beleibten Rubrik) was wäre wenn  ist mir wieder was aufgefallen. Ich studiere also gerade für mein Buch das Launchkit zu V179, dem bisherigen Rekordflug von Ariane 5 (9535 kg GTO Nutzlast) und ich entdecke da, dass bei Abtrennung der EPC Oberstufe und Nutzlast noch 28.8 t wiegen bei 6913 m/s (relativ zur Erdoberfläche). Bis zur Orbitalgeschwindigkeit fehlen dann noch rund 430 m/s (zu den 6913 m/s muss man die Erdrotationsgeschwindigkeit von 465 m/s hinzuaddieren. Die Orbitalgeschwindigkeit in einem 185 km hohen Parkorbit beträgt 7802 m/s). Weitere 150 m/s mehr und man hat die ISS erreicht. Also fehlen noch 580 m/s zur ISS. Bei Einsatz des Aestus Triebwerks entspricht dies einem Treibstoffverbrauch von 4.8 t.

(mehr …)

WeiterlesenVorschläge für das ATV und die ISS

Eine Alternative zur ESC-B

Ariane 5Wie sicherlich bekannt ist, wird die ESC-B nicht so schnell kommen. Bei der letzten Ministerratskonferenz der ESA wurde zwar als Ziel die Erhöhung der Nutzlast um 1.5 t beschlossen, jedoch keinen Zeitrahmen angegeben und vor allem nicht die ESC-B Entwicklung wieder aufgenommen.

Auch Arianespace rechnet nicht so schnell, damit, dass die ESC-B bald kommt. Vor einem Monat gab es den bislang größten Auftrag an EADS über 35 Ariane 5 – alle in der ECA Version. Da noch 13 vom aktuellen Los auf den Start warten, dürfte bei 7 Starts pro Jahr dieses Los bis Mitte 2017 reichen.

Okay, die ESC-B kommt also bestimmt nicht vor 2016 – wie sonst könnte man die Nutzlast erhöhen? Mein Ansatzpunkt wäre eine "ESC-A Mark II".Es gibt hier zwei Punkte die ich für denkbar halte:

  • Reduktion des Trockengewichts
  • Erhöhung der Treibstoffzuladung durch mehr Triebwerke

(mehr …)

WeiterlesenEine Alternative zur ESC-B

Kinder, wie die Zeit vergeht….

Samstag 28.2.2008: Kinder wie die Zeit vergeht….

Auf diesen Gedanken bin ich gekommen, als ich bei der Recherche zum aktuellen Buch in einem alten P.M. Computerheft von 3/1985. Da war ein Artikel über den Bordcomputer der Ariane 1 und den Startablauf drin. Einiges davon ist brauchbar, auch wenn einige Zeitangaben falsch sind und auch sonst einige Fehler "NAVAL" anstatt "Natal", "Isle de Rois" anstatt "Île du Diable". Ich hoffe mal das gilt nicht für die Angaben die ich übernommen habe. Aber warum ich drauf komme: Natürlich blättert man dann mal weiter – und kommt ins Schmunzeln. Einige Zitate:

(mehr …)

WeiterlesenKinder, wie die Zeit vergeht….