Was bringt Methan?

Mit der Möglichkeit eine konkrete Rakete nachzurechnen will ich auch an einen Dauerbrenner gehen, nämlich ob Methan so viel mehr bringt als Kerosin. Das Thema ist nicht neu, aber ganz genau konnte ich es bisher nicht berechnen. Ideal wäre es ja, wenn man Träger vergleichen könnte, doch es gibt nur wenige Methantriebwerke in der Entwicklung und ihre Daten sind nur stückweise bekannt. Selbst dann ist natürlich noch vieles nicht vergleichbar. So kann ein Triebwerk mit höherem Brennkammerdruck arbeiten oder eine Rakete Integraltanks aufweisen und andere nicht.

Ich habe es mir daher zur Aufgabe gemacht zwei hypothetische Raketen, jeweils zweistufig zu konstruieren und dabei auch hypothetische Hauptstromantriebe einzusetzen. Die Stufenverhältnisse sollen dem Optimum entsprechen. Continue reading „Was bringt Methan?“

Kerosin und LH2 – Brutto und Netto verglichen

Auf den ersten Blick ist die Verwendung von Wasserstoff ein idealer Treibstoff, denn der spezifische Impuls ist viel höher, als wenn ich Kerosin nutze – im folgenden Beispiel bei der Verbrennung mit LOX, doch das gilt auch für jeden anderen Oxidator. Nun das bleibt er auch auf dem zweiten Blick, doch will ich heute mal die Nachteile aufzeigen und quantifizieren. Continue reading „Kerosin und LH2 – Brutto und Netto verglichen“

Die Lösung für ein überflüssiges Problem: Was passiert wenn man Kerosin durch Methan ersetzt?

Derzeit ist Methan en Vogue. Es verspricht einen etwas höheren spezifischen Impuls als Kerosin, erfordert aber keine so starken Änderungen an der Rakete, als wenn man von Kerosin auf Wasserstoff wechselt.

Da es viele Fälle gab in denen man nur in einer Rakete das Triebwerk austauschte, bei der Atlas z. B. dreimal habe ich mir gedacht, was wäre wenn man nur das Triebwerk tauscht, die Tanks aber so lässt wie sie sind, lediglich die Größe anpasst. Das wäre denkbar in der Atlas, aber auch Antares. Auch SpaceX wäre es zuzutrauen.

Also Vorgabe: Tankvolumen bleibt gleich, Volumen von LOX / Kerosin und LOX / Methan kann aber unterschiedlich sein, schon alleine wegen der unterschiedlichen Stöchiometrie. Continue reading „Die Lösung für ein überflüssiges Problem: Was passiert wenn man Kerosin durch Methan ersetzt?“

Rechnen wir mal Nach: Die Vorteile von LOX/Methan

Das Tolle an der Raumfahrt ist, dass man vieles nachrechnen kann. Auch die Vorteile von neuen Wundertreibstoffen wie Ethen oder Methan. Ich will das mal tun und zwar am Beispiel einer zwei bzw. dreistufigen Rakete. Der Vergleich sollte logischerweise LOX/Kerosin sein. Das leistungsfähigste LOX/Kerosintriebwerk ist das RD-0124A mit einem spezifischen Impuls von 3521 m/s. Es ist ein Oberstufentriebwerk. Für am Boden gestartete Triebwerke sieht es schlechter aus, weil die Düsen kürzer sein müssen. Das leistungsfähigste Triebwerk bei Erststufen sind die RD-170/180/190 Familie mit fast identischen Vakuumimpulsen von 3308 m/s. Continue reading „Rechnen wir mal Nach: Die Vorteile von LOX/Methan“

Methan vs. Kerosin

Da Niels sich ja mit dem Thema beschäftigt hat und es auch durch Jewgeni-7 hier angesprochen wurde und nun auch SpaceX ein LOX/Methan Triebwerk am Stennis Test Center testen will, will ich mich mit dem Thema auch mal beschäftigen. Ich hatte ja Methan schon mal verglichen mit Wasserstoff. Mit diesem hat er auch einiges gemeinsam, er ist eine kryogene Flüssigkeit und er hat ein geringe Dichte. Noch mehr Gemeinsamkeiten gibt es mit Kerosin und bei allen Projekten ist es ja ein Ersatz oder eine Nachfolgetechnologie für LOX/Kerosin. Fangen wir also mal an mit den Gemeinsamkeiten und Unterschieden zu Kerosin: Continue reading „Methan vs. Kerosin“