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Wasser als Treibstoff

Posted on by Bernd Leitenberger

Wenn man an Treibstoffe denkt, dann nicht unbedingt an Wasser. Das ist logisch. Bisherige chemische Treibstoffe müssen miteinander reagieren und Wasser ist ziemlich reaktionsträge, wenn man nicht als Partner Substanzen wie Alkalimetalle oder Halogene wählt. Als Arbeitsgas für elektrostatische Ionentriebwerke ist es auch nicht gut geeignet, weil seine Molekularmasse gering ist. Doch es hat einige Eigenschaften, die es interessant machen: es ist gut lagerbar, nicht korrosiv, über einen großen Temperaturbereich flüssig, kann leicht verdampft werden und es kann durch Elektrolyse in seine Elemente aufgespalten werden. Während das Verdampfen bei vielen Stoffen möglich ist, ist die Elektrolyse nicht mit vielen anderen Flüssigkeiten möglich. Es ergeben sich drei Anwendungsgebiete an denen auch Firmen derzeit forschen: Continue reading „Wasser als Treibstoff“ →

Die druckgeförderte Wasserstoff-Oberstufe

Posted on by Bernd Leitenberger

Immer wieder kommt bei meinen Ideen für neue Raumfahrtprojekte mir ein Problem unter: dass die Oberstufe der Ariane 5 nicht wiederzündbar ist. Ideal wäre es, wenn die ESA für ihre Planetenmissionen einen Doppelstart nutzen könnte. Man würde dann die Nutzlast mit einer Transferstufe in einem GTO mit einem kommerziellen Satellit aussetzen und später auf die Zielbahn bringen. Die ECA ist wegen des nicht wiederzündbaren Triebwerks dazu nicht in der Lage. Bei der Ariane 6 wird es nicht viel besser werden, denn die Oberstufe ist dort wahrscheinlich schwer und wird schwerer als die Nutzlast selber sein, wodurch die Masse der Nutzlast stark absinkt, man sieht dies auch an der geringen Direkt-GEO Nutzlast, die in etwa der Nutzlast einer Marstransferbahn entspricht. Beide Bahnen haben in etwa den gleichen Geschwindigkeitsbedarf. Continue reading „Die druckgeförderte Wasserstoff-Oberstufe“ →

Technologiesonde ST-9

Posted on by Bernd Leitenberger

Ich war mal wieder auf der Suche nach Neuigkeiten über die Technologiemission ST-8. ST-8 ist eine Erprobungsmission für neue Technologie (ST: Space Technologie). Mich interessiert sie, weil sie besonders leichtgewichtige Solararrays erproben sollte, deren Leistungsgewicht ich für meine Ionen Missionen nutze. Nun wäre es schon interessant, ob sie auch funktionieren, doch seit Jahren tut sich auf der Webseite nichts. So suchte ich nach Dokumenten und stellte fest, dass die NASA schon an der nächsten Mission arbeitet, der ST-9. Diese wird drei Technologien erproben:

  • GPS Navigation im Erdorbit (als alleinige Methode zur Positionsbestimmung ohne IMU)
  • Treibstofferzeugung on Demand
  • semiadhäsive Membranen

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Triergole Antriebe

Posted on by Bernd Leitenberger

In der Raketentechnik unterscheidet man zwischen Treibstoffen aus einer Komponente, mit zweien oder dreien. Als Komponente gilt dabei ein Treibstoff oder Oxydator in einem eigenen abgeschlossenen Behälter. So ist Aerozin, eine Mischung von UDMH und Hydrazin nur eine Komponente, weil es eine Treibstoffmischung ist. Auch feste Treibstoffe bestehen nur aus einer Komponente, obwohl die aus drei unterschiedlichen Materialien bestehen (einem Kunststoffbinder, Aluminium und Ammoniumperchlorat), wobei man allerdings sagen muss, das die Einteilung in diese drei Gruppen nur bei flüssigen Treibstoffen üblich ist.

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Probier’s doch mal mit Fluor

Posted on by Bernd Leitenberger

Die letzten Kommentare haben mich bewegt dem aktuelln Blog doch eine Erklärung voranzustellen. Ich habe ja im letzten Blog auf einen Thread im Raumfahrer.net Forum bezug genommen. Wie schon erläutert, verkehre ich nicht in Foren, ich habe das vor drei Jahren mal gemacht und erkannt, dass man damit viel Zeit verbraten kann, Zeit die ich lieber für andere Dinge nutze. Hätte ich nicht den Link von Vineyard in einem Kommentar gesehen, wäre mir dieser Thread auch wohl entgangen.

Ich habe allerdings auch ein Menschenbild, und das ist das, dass man sich informiert und kundig macht. Nicht jeder kann sich die Zeit nehmen, alles zu überprüfen. Daher war meine Intention des letzten Artikels an nur einem konkreten Beispiel die Personen, die von sich sagen sie könnten den technischen Aspekt nicht beurteilen zu zeugen, dass hier einiges im Argen ist und ich mir das nicht aus den Fingern sauge. Wenn ich also schreibe „ohne Raumfahrtvorkenntnisse“, dann ist dies bezogen auf diese Personen, nicht das ganze Forum und es ist hilfreich gemeint, denn man sollte nicht alles kritiklos lesen, sondern nachfragen. Wer sich an dem Ausdruck „für Dummies“ stößt, sollte mal einen Ausflug in die nächste Bücherei machen: Diese Formulierung ist äußerst populär und zahlreiche sich gut verkaufende Bücher enden mit „für Dummies“. Ich hatte die Vorstellung das es vielleicht auch einige gibt, die mein Blogeintrag dazu bringt kritischer zu sein, sich mehr zu informieren und Fakten zu hinterfragen. Wenn diese Aufforderung zu Kritik in der Form wie ich es getan habe, falsch verstanden wurde, so tut mir das leid. Ich möchte aber darauf hinweisen, dass dies ein Blog ist (kein Artikel und keine Nachrichtenagentur) und ich sehr gerne spitz formuliere, und nicht nur zum Thema SpaceX. Auch die NASA, ESA und andere haben hier ihr Fett schon weg bekommen.

Aufgrund der bisher vorliegenden harten Fakten – absolvierte Starts, Erfolge, Veränderung der Nutzlastangaben und Preise, sehe ich die Angaben von SpaceX offensichtlich viel kritischer als einige (Betonung auf einige) Forumsmitglieder in obigem Forum.

So nun zu etwas komplett anderem. Es wird mal Zeit flüssiges Fluor als Oxidator zu beleuchten. In den 60 er Jahren gab es zahlreiche Ideen für dessen Einsatz, warum ist es so still darum geworden. Fangen wir erst mal an mit den Vor- und Nachteilen. Alle Daten sind mit dem NASA Programm FCEA 2 berechnet (Herunterladbar unter http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/ceaguiDownload-win.htm, allerdings ist der Server seit einigen Tagen down, wer Interesse hat dem kann ich es per Mail zuschicken.

Vorteil 1: Ein  hoher spezifischer Impuls

Vielleicht erinnert sich noch einer an seinen Oberstufen Chemiekurs und den Begriff der Elektronegativität. Das ist ein künstlicher Begriff um auszudrücken wie sehr ein Stoff gerne Elektronen haben möchte. Verbindungen mit einer hohen Elektronegativität nehmen gerne anderen die Elektronen weg, Stoffe mit einer geringen Elektronegativität geben sie dagegen ab. In der Raketensprache sind die ersten gute Oxidatoren, die anderen gute Verbrennungsträger. Fluor hat von allen Elementen die höchste und reagiert sogar mit einigen Edelgasen. Daher können wir bei der Umsetzung höhere spezifische Impulse erwarten als mit Sauerstoff. Das ist auch gegeben. Ob Verbrennung mit Kerosin, Hydrazin oder Wasserstoff – überall ist der spezifische Impuls höher als bei der Umsetzung mit Sauerstoff. Allerdings ist der Vorteil bei Wasserstoff geringer als bei anderen Elementen, weil das Reaktionsprodukt Fluorwasserstoff eine Atommasse von 20 u hat – Wasser dagegen eine von 18. Da diese auch wichtig für den spezifischen Impuls ist, ist der Vorteil nicht so hoch. Continue reading „Probier’s doch mal mit Fluor“ →