Mars

Die Red Dragon

Nun hat SpaceX ihre erste Marsmission angekündigt: Die Red Dragon soll 2018 landen, auf dem Mars landen und Daten von mitgeführten NASA-Instrumenten übertragen. Die NASA wird im Gegenzug ihre Telekommunikationsinfrastruktur zur Verfügung stellen.

Es mag den einen oder anderen überraschen, aber anders als viele andere Ankündigungen halte ich die Mission für möglich und sogar leicht durchführbar. Von der technischen Seite ist es so, dass eine Kapsel beim Eintritt in die Marsatmosphäre geringeren Belastungen ausgesetzt ist als bei der Erde. Die Dragon verwendet auch das gleiche Material für den Hitzeschutzschild wie das MSL. Die Vorräte an Treibstoff (publiziert: 1290 kg bei 4000 bis 4900 kg Masse) sind wesentlich höher als bei Marslandesonden sodass einer weichen Landung nichts entgegensteht. Die einzige offene Frage ist ob die Dragon die mehrere Monate dauernde Transferphase zum Mars absolvieren, kann der abnehmende Strom ausreicht und man zuverlässig dort die Lage und Bahn kontrollieren kann. (So wie ich SpaceX einschätze werden sie aus Kostengründen wahrscheinlich GPS-Sensoren zur Ortsbestimmung einsetzen und die funktionieren außerhalb niedriger Erdorbits nicht).

Auch für SpaceX könnte es eine Low-Risk Operation werden. Gelandete Dragons wird man bis 2018 genügend haben. Pro CRS-Versorgungsflug fällt ja eine an, bis dahin vielleicht sogar eine bemannte Version die ja auf Land mit den eigenen Triebwerken landen soll. (mehr …)

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Mars, Venus und Erde als Sprungbretter im Sonnensystem

Wenn man an Gravity Assist oder Swing-By denkt, dann sicher an die klassischen Reisen von Voyager, vielleicht auch Mariner 10. Seit Galileo jedoch nicht mehr direkt zu Jupiter gelangen konnte sind Vorbeiflüge an den inneren Planeten die Regel. Heute will ich mal Venus und Mars als Sprungbrett untersuchen. Fangen wir mit dem Mars an. (mehr …)

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Die Schlüsselfrage der Marsexpedition

Betrachtet man historische Konzepte für die Marsexpedition, so unterscheiden sie sich doch von den heutigen. Wenn wir die ganze frühen Ideen weglassen die entstanden bevor man leistungsfähige Raketen hatte, und vergleicht die Konzepte der späten Sechziger/frühen Siebzigern mit den heutigen, so stellt man eines fest:

  • Man hat viel mehr Masse zum Mars bewegt

  • Die Missionen waren kürzer

Beide Tatsachen hängen zusammen. Der Hintergrund war, das man bis 1980 keine Besatzung im Weltall hatte, die nur mal die Dauer des Hinwegs zum Mars absolviert hatte. Unter diesem Aspekt war die Minimierung der Reisedauer das wichtigste. Himmelsmechanisch ist es nun mal aber so, dass man um so mehr Energie braucht, je schneller es gehen soll. Will man, wie damals meistens projektiert noch im gleichen Startfenster den Rückweg antreten so wird der Geschwindigkeitsbedarf enorm, denn sobald der Mars von der Erde überholt wurde müsste man retrograd fliegen, was bedeutet dass man die gesamte Bahngeschwindigkeit des Mars (20 km/s) zusätzlich aufbringen muss. Diese Missionen starteten weit vor dem energetisch günstigsten Startender um den Mars schnell zu erreichen, nach wenigen Tagen Aufenthalt trat man schon die Rückreise an. Trotzdem war der Geschwindigkeitsbedarf enorm. Bei diesen direkten Oppositionsflügen musste man in etwa die doppelte Geschwindigkeit aufbringen, vergleichen mit den doppelt so lange dauernden Konjunktionsflügen. Als man die Erfahrung mit langen Raumflügen hatte (bzw. die Sowjets hatten, die Amis sind ja bis heute nicht lange im All geblieben) ist man auf die heutigen Lösungen der Konjunktionsflüge übergangen bei denen man 500 Tage auf dem Mars bleibt. Dies nutzt nicht nur der Forschung (Oppositionsflüge haben 0-30 Tage auf dem Mars) sondern es bedeutet auch eine längere Zeit unter zumindest fast Erd-Gravitation. (mehr …)

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Meine Meinung zur Marsorbitstation

So anstatt einem Kommentar meine etwas ausführlichere Antwort auf den Gastblog von Elendsoft.

Delta-V Betrachtungen

Betrachten wir zuerst einmal die Geschwindigkeitsanforderungen. Ich bin im folgenden von diesen Randbedingungen ausgegangen:

  • Ankunft und Rückstart aus einer Hohmann-Transferbahn 150 x 228 Millionen km.
  • Chemische Abbremsung in einen 200 x 70.000 km Fangorbit
  • Weitere Abbremsung durch Aerobraking

Dies sind Randparameter der energieärmsten möglichen Mission. Alles andere braucht mehr Energie.  Es gilt auch eingeschränkt für andere Szenarien. Bei der Treibstoffproduktion auf dem Mars mag man Treibstoff einsparen den man von der erde mitbringt, dafür muss man eine umfangreiche Gerätschaft zum Mars transportieren. Mit Ionentriebwerken kann man zwar Treibstoff auf der interplanetaren Reise einsparen, dafür dauert die Reise länger und es verkürzt sich auf der Aufenthalt auf dem Mars. (mehr …)

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Der hat ein Rad ab …

… musste ich denken als ich diesen Artikel mit Zitaten von Obervisionär Elon Musk las. Er erinnert mich an ein Zitat von Helmut Schmidt: „Wer Visionen hat, soll zum Arzt gehen.„. Das geht schon mit den Nahzeitprophezeihungen los: „Earlier this year, Musk announced his SpaceX firm was making ‚progress‘ towards establishing a smaller colony on the red planet by 2020. „. (mehr …)

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