Das Ende einer Ära

Nächste Woche wird eine Delta 2 den NASA Klimasatelliten NPP starten. Es wird der letzte geplante Start einer Delta 2 sein. Damit wird diese Rakete Geschichte sein (vielleicht auch nicht, dazu noch mehr). Zeit auf sie zurückzublicken. Die Thor war die dritte US-Trägerrakete nach der Redstone und Vanguard. Ihr erster Start war am 17.8.1958. Wie viele andere Träger dieser Tage war es eine Notlösung: die Thor war einfach verfügbar. Die Atlas noch in der Testphase. Die Redstone und Vanguard hatten eine zu kleine Nutzlast. Das die Thor das Rennen gegen die zweite Mittelstreckenrakete der USA, die Jupiter gewann hatte einen Grund: die Jupiter wurde von der Army entwickelt und inzwischen hatte die Air Force die Aufgabe übertragen bekommen alle Raketen mit einer Reichweite von mehr als 320 km zu entwickeln. Dort würde man also immer mehr Kompetenz durch neue Entwicklungen antreffen. Weiterhin hatte die Air Force auch mit den Spionagesatelliten des Keyhole Programmes schon eine wichtige Nutzlast gewonnen. Die Unmenge an Starts in den ersten Jahren entfiel auf diese Serie. Continue reading „Das Ende einer Ära“

Mythos steigende Startkosten

Seit Jahren wird gejammert: Die Startkosten für Satelliten steigen an. Und viele plappern es nach. Trotzdem werden viele kommerzielle Kommunikationssatelliten gestartet und in den letzten Jahren hat sich als neues Geschäftsfeld die Erdbeobachtung von privaten Unternehmen etabliert. Zeit dem nachzugehen.

Also lasen wir mal die Zahlen sprechen. Ich nehme hier mal vier Linien. Die Atlas, Ariane, Titan und Delta. Continue reading „Mythos steigende Startkosten“

Zurück an die Zeichenbretter!

Nun hat es auch die ESA gemerkt: Die ESC-B Stufe ist zu schwer. Ich habe das im Blog schon mal thematisiert: Die ESC-B ist wie die ESC-A viel zu schwer, sprich hat eine im Vergleich zum zugeladenen Treibstoff zu hohe Trockenmasse. Während man das bei der ESC-A noch tolerieren konnte (sie war ja mal als Lückenbüßer gedacht, weil die ESC-B Entwicklung einige Jahre dauert. So war 1998 geplant 2001 die ESC-A einzuführen und sie dann 2006 durch die ESC-B zu ersetzen) halte ich es bei der ESC-B für nicht tolerierbar.

Die Trockenmasse muss Astrium so unangenehm sein, dass ich wirklich ziemlich lange im Webs suchen musste bis ich sie fand. Ach ja, auf Anfragen haben sie auch nicht geantwortet. Nun scheint das auch der ESA aufgefallen sein. Nun will man erst mal neu überlegen.

Hallo geht’s noch? Bei Ariane lief schon in den letzten Jahren einiges schief. Zum einen waren die bisherigen Pläne für den Ausbau recht teuer, verglichen mit dem Performancesprung, die sie gebracht haben. Da macht nun auch die ESC-B keine Ausnahme. Nach den Plänen die 2001 beschlossen wurde sollte sie mal 700 Millionen Euro kosten und in 5 Jahren fertig sein. Nun sind es schon 2 Milliarden Euro und von 2017 ist die Rede – die Ariane 5 ME ist ja nichts anderes als eine umettikettierte Ariane 5 ESC-B (keine andere Veränderung ist geplant). Continue reading „Zurück an die Zeichenbretter!“

Wozu braucht die USAF das X-37B?

X-37B DiagrammLetzte Woche startete die US Luftwaffe das X-37. Es kam sogar in den Nachrichten und man fragt sich wozu das Ding den gut sein soll. Einen großen Bock schoss die Tagessschau ab, die eine Expertin brachte die vermutete das Ding würde Waffen im die Umlaufbahn bringen und diese später an jedem Platz der Welt abzusetzen.

Nun für letzteres braucht man keine Fähre die wieder landen kann, dazu würde auch ein Satellit ausreichen. Der wäre billiger und leichter und würde länger als 270 Tage im All bleiben können. Vor allem macht es militärisch keinen Sinn: Die USA können jedes Land der Welt mit ICBM angreifen und wahrscheinlich die meisten Länder auch mit konventionellen Waffen. Derartige Systeme wären nur teuer würden aber keinen Gewinn an militärischer Stärke bringen.

Nun zuerst mal isst es nur ein Shuttle also ein Transportvehikel. Die eigentliche Nutzlast ist beschränkt. Der Nutzlastraum hat Abmessungen von 7 Fuß Länge und 4 Fuß Breite und kann nach Air Force Angaben “several Hundert Kilos” aufnehmen. Also: Maximal 2,10 m Höhe, 1,20 m Durchmesser und <1 t Nutzlast.

Was kann man damit machen? Meiner Ansicht nach nicht viel. Es gibt Spekulationen ob das Vehikel andere Satelliten inspizieren, bergen (entführen) oder beschädigen soll. Doch braucht man dazu ein X-37B. Einen Satelliten zu zerstören geht heute sehr einfach mit Boden-Luft Raketen sie kosten einen Bruchteil einer Trägerrakete und wiegen nur einige Tonnen. Vor allem sind sie viel schneller einsatzbereit. Auch das Inspizieren kann ich mit einem kleinen Satelliten und Kameras erledigen. Dazu brauche ich keine Raumfähre. Das Bergen scheidet wegen der geringen Größe aus – die Nutzlast ist begrenzt auf Satelliten die eine Pegasus, Minotaur oder Falcon 1e transportieren kann – da wäre angesichts des Startpreises der Atlas V wahrscheinlich ein neuer Satellit billiger und fremde Satelliten der Russen die noch größer sind gehen erst recht nicht.

Als Transportvehikel für Satelliten scheidet das X-37B auch aus, denn um einen neuen Satelliten zu starten brauche ich keine Raumfähre, bei der kleinen Nutzlast wäre das sogar ziemlich dumm. Die Raumfähre verursacht sehr hohe Startkosten. Das limitierende ist die Flügelspannweite von 4,5 m – daher kommt nur die Atlas 501 oder Delta 4M (5,2) als Träger in Frage – Träger die eine Nutzlasthülle von 5,0 m Durchmesser aufweisen. Sie sind für die rund 5 t schwere Fähre aber enorm überdimensioniert, denn sie transportieren 10,5 und 10,3 t in den Orbit. Mehr als das doppelte Gewicht. Dadurch entstehen hohe Startkosten. Wegen der Größe scheiden preiswertere Träger wie die Delta 2 oder auch Falcon 9 aus.

Ich sehe nur einen begrenzen sinnvollen Einsatzzweck des X-37B: Den Test von neuen Materialen und Technologien im Weltraum und Missionen die durch Ressourcen begrenzt sind. Zum ersten: Es ist so möglich Materialen im Orbit zu testen – neue Beschichtungen, Legierungen, Gläser. Solarzellen etc. Anders als bei Satelliten ist eine Rückführung möglich. So kann z.B. das Erblinden von optischen Gläsern durch atomaren Sauerstoff untersucht werden. Die NASA hatte mal solche Forschungen an Bord des LDEF betrieben. Doch ansonsten geht es seit vierzig Jahren auch so, ohne das man Satelliten zurückführt. Wenn ein Material versagt zeigt sich dies aber auch anders, z.B. durch schlechtere Abbildungsleistungen von Teleskopen oder Abnahme des verfügbaren Stroms oder durch Erhitzung oder Auskühlung von Satelliten.

Den einzigen Zweck den ich heute erkennen kann wäre es das X-37B mit einem IR Teleskop auszurüsten um hochempfindliche Wärmeaufnahmen zu machen. Es kann dann solange betrieben werden, solange es Kühlmittel (flüssiges Helium) gibt und dann zurückkehren. Doch auch hier: Der Nutzen ist begrenzt. Bei astronomischen Satelliten ist die Betriebsdauer von IR Teleskopen laufend länger geworden. IRAS arbeitete 10 Monate, Spitzer schon 69 Monate. Natürlich ging dies auch weil Spitzer nun nicht mehr die Erde umkreist und damit eine Wärmequelle wegfällt. Doch auch hier: Eine einfache Güterabwägung muss erfolgen: Da die Nutzlast nur einige Hundert Kilo beträgt wäre ein Satellit mit größerem Heliumvorrat für mehrere Jahre vielleicht einige Tonnen schwer. Dem müssen dann die Startkosten von vielleicht mehreren X-37B Starts gegenübergestellt werden.

Die einzige Besonderheit des X-37B dürfte (wenn die obige Abbildung stimmt) ein großer Treibstoffvorrat sein. Der Wasserstoffperoxidtank ist in etwa so groß wie die Breite des Nutzlastraumes. da dieser 1,20 m Durchmesser hat nimmt ein zylindrischer Wasserstoffperoxidtank von 1,20 m Länge rund 1,9 t auf. Das Volumen wird wegen der Druckförderung nicht voll genutzt werden, aber es kommt ja noch der Kerosintank dazu. Also sind sicher rund 1,5 t Treibstoff zuladbar. Das ermöglicht eine Geschwindigkeitsänderung um 700-800 m/s. Das ermöglicht es der Fähre von einem mittelhohen Orbit (maximal 3000-4000 km hohe Kreisbahnen) wieder zur Erde zurückzukehren. Um in diesen Orbit zu gelangen benötigt das X-37B keinen Treibstoff, denn sie wiegt bedeutend weniger als die maximale Nutzlast der Atlas V und könnte so von ihr in diesem Orbit abgesetzt werden.

Was ist nun das X-37B? Vielleicht ist die Antwort viel einfacher: Es ist einfach ein experimentelles Vehikel, wie viele andere X-Flugzeuge auch. Nur wird es eben in den Weltraum gestartet. Es wird neue Technologien für Wiedereintritte, neue Hitzeschutzschilde und eine andere Auftriebskörperform als beim Space Shuttle erproben und zeigen ob diese besser oder praktikabler sind als beim STS. Erstmals wird auch ein Raumfahrzeug der USA automatisch landen (beim Shuttle wurde mechanisch dies verhindert, schließlich könnte ja sonst jemand auf die Idee kommen, dass man keine Besatzung für das Ding braucht). Mehr aber auch nicht. Vielleicht wird es Daten liefern die man brauchen kann wenn man später an einen neuen Shuttle geht. Ich glaube aber kaum, dass es nun viele X-37B Flüge mit irgendwelche Nutzlasten geben wird.

Die ISS

In meiner allseits beliebten Rubrik „Gut das wir es besser wissen“ heute mal ein Plan für die ISS: Die Internationale Spar-Station. Eine Idee wie es auch hätte anders laufen können.

Was machte die ISS so teuer? Die Frage ist leicht zu beantworten:

  • Die lange Projektzeit. Seit erstem Entwurf bis zur Fertigstellung vergingen nur 25 Jahre. Bei einem Projekt dieser Größe fallen jedes Jahr enorme Summen an, egal ob es weiter geht oder nicht. Man kann das leicht im Budget der NASA von 2003-5 sehen als der ausbau stoppte, die ISS Kosten in voller Höhe aber weiter gingen. Je schneller sie also fertig ist desto billiger wird sie.
  • Transport mit dem Space Shuttle. Das ist nun wirklich die teuerste Möglichkeit die Elemente in den Orbit zu bekommen. Jeder Flug kostete rund 800 Millionen Dollar. Will man es billiger haben muss es unbemannt gehen.
  • Viele unterschiedliche Elemente – Einsparungen kommen vor allem durch den Einsatz standardisierter Elemente zustande

Daher mein Vorschlag für die ISS2 – Man vereinige das beste von Russland und den USA Continue reading „Die ISS“