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 …)
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 …)
So anstatt einem Kommentar meine etwas ausführlichere Antwort auf den Gastblog von Elendsoft.
Betrachten wir zuerst einmal die Geschwindigkeitsanforderungen. Ich bin im folgenden von diesen Randbedingungen ausgegangen:
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 …)
… 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 …)
Noch gibt es ja die SLS nicht, aber man kann sich ja schon Mal Gedanken machen, was man jenseits von Orionflügen damit anstellen kann. Auch die Nutzlast ist leider noch nicht bekannt. Die erste Version liegt im Bereich von 70 bis 100 t in einen LEO (ohne/mit Oberstufe), ein Ausbau soll die Nutzlast auf mindestens 130 t anheben. Aus Erfahrungswerten kann man dann eine Nutzlast für Mars- und Venusmissionen ableiten die etwa bei einem Drittel dieser Werte liegt, mit einer Oberstufe noch mehr. Eine Oberstufe steigert noch die Nutzlast und wäre für Hochenergiemissionen sinnvoll. Hier bietet sich die Verwendung schon existierender Oberstufen an. Für die erste Mission wird eine Delta IV Zweistufe verwendet die auch auch in den Beispielen zugrunde gelegt habe. Etwas höhere Nutzlasten erhält man beim Einsatz der Centaur, da sie ein geringeres Leergewicht aufweist. Außer für jupiter und Saturnmissionen ist das aber kaum relevant. (mehr …)