Nukleare Triebwerke – brauchen wir die?

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Vor einigen Tagen vergab die DARPA einen Auftrag für die Erforschung nuklearer Triebwerke. Der Auftrag ist (gemessen an den Summen in der Raumfahrt) klein, aber es ist der erste Auftrag, von dem ich seit Jahren höre.

Zeit sich nochmals damit zu beschäftigen. Das grundlegende Prinzip eines nuklearen Triebwerks unterscheidet sich nicht von dem eines chemischen Triebwerks. Hier wie dort wird ein Arbeitsmedium auf hohe Temperaturen erhitzt und verlässt die Düse mit hoher Geschwindigkeit, diese Ausströmgeschwindigkeit multipliziert mit dem Materiedurchsatz erzeugt den Schub der die Stufe antreibt. Der einzige Unterschied ist, dass die hohe Temperatur die das Gas für eine hohe Ausströmgeschwindigkeit erreichen muss, beim chemischen Treibstoff aus einer chemischen Reaktion stammt, die exergonisch ist und beim nuklearen Antrieb durch die Wärmeabgabe eines Reaktors, bei dem eine Kernreaktion stattfindet. Continue reading „Nukleare Triebwerke – brauchen wir die?“

Optionen für eine Oberstufe für die Vega

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Wenn die Vega C fliegt, dann wird sie rund 50 % mehr Nutzlast haben als ihr Vorgängermodell. Ich sehe darin eine Chance kleine Raumsonden zu starten, die einen begrenzten Auftrag haben, aber dafür auch billig sind. Ich denke es gibt einen guten Kompromiss zwischen Größe und Leistung in dem Segment, das heute Mikrosatelliten einnehmen, also einer Masse von 200 bis 300 kg. Eine Raumsonde wäre, selbst wenn man einen dieser Busse einsetzt, schwerer, benötigt sie doch in der Regel ein Antriebssystem, während Mikrosatelliten passiv in der Lage stabilisiert sind und ihre Bahn nicht ändern. Daneben benötigt sie ein viel leistungsfähigeres Kommunikationssystem, das aus großer Entfernung mit der Erde kommunizieren kann, das ebenfalls Gewicht addiert. Mit Instrumenten wird eine Raumsonde so bei 300 kg Gewicht ankommen. Das könnte, wenn man die Raketengrundgleichung nimmt eine Vega C mit einer zusätzlichen Stufe befördern. Doch sie hat keine Stufe, daher will ich mal Optionen für diese erörtern. Continue reading „Optionen für eine Oberstufe für die Vega“

Weltraum Transferfähren

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Ich antworte mit diesem Blog auf die Frage von „Immanuel-Kantholz“:

Herr Leitenberger,

was ist von wiederverwendbaren „Space-Tugs“ zu halten? Deren Versprechen ist schließlich riesig: Man bringe günstig viel Masse per Rakete in den LEO. Von dort schleppt sie ein wiederverwendbares Taxi per Plasma- oder Ionenantrieb an den Bestimmungsorbit. Im LEO könnte sogar Reparatur oder Integration durch Astronauten stattfinden.

Wenn dies funktioniert, dann stellt es die Ökonomie im Erdorbit völlig auf den Kopf: Weg von vielen spezialisierten Trägerraketen hin zum puren Massengeschäft; inklusive einem neuen Zweck für die bemannte Raumfahrt, nämlich Wartung und Montage.

Funktionierts?“
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Die Lösung für ein überflüssiges Problem – die Landung auf einem Himmelskörper mit Ionentriebwerken

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Derzeit laufen die Vorbereitungen für zwei Landungen mit Bodenprobenentnahmen auf zwei Planetoiden: Bennu (OSIRIS-REx) und Ryugo (Hayabusa 2). Diese sind sehr klein, beide unter einem Kilometer Durchmesser. Entsprechend gering ist ihre Schwerkraft. Da stellt sich mir die Frage, wie klein ein Himmelskörper sein muss, damit man nur mit Ionentriebwerken landen kann. Genauer gesagt, geht es um das Abheben nach der Landung. Denn es gilt folgender einfache Spruch aus der Luftfahrt: „Runter kommt man immer“. Continue reading „Die Lösung für ein überflüssiges Problem – die Landung auf einem Himmelskörper mit Ionentriebwerken“

Ionenantriebe und der spezifische Impuls

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Auf meinen heutigen Blog bin ich durch die Kommentare zum Konzept der ESA für ein neues Ionentriebwerk gekommen. Das war von einigen Entwicklungen, die ich erwähnte, das Einzige das aufgegriffen wurde, im Gegensatz zu den Entwicklungen der NASA, die deutlich weiter sind. Dabei ist es nicht mal neu, sondern schon 2006 untersucht worden. Anstatt die Kommentarspalte weiter zu füllen, hier ein Grundlagenartikel. Eigentlich steht das Ganze ja auch auf der Webseite (so ziemlich alles, was ich an Grundlagen bringe, steht in der Webseite, nur mal als Hinweis. Insbesondere bevor man fragt, sollte man die Rubrik konsultieren). Continue reading „Ionenantriebe und der spezifische Impuls“