Die Schlüsselfrage der Marsexpedition

 38 total views

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. Continue reading „Die Schlüsselfrage der Marsexpedition“

Ernüchterung bei der bemannten Marsexpedition

 94 total views,  6 views today

Ab 1967 starteten die USA ihre zweite Serie von Explorern zur Erforschung des interplanetaren Raums. Diese bewegten sich auf weitgeschwungenen Ellipsen weit hinaus ins All, weiter als das Magnetfeld der Erde reichte. Nachdem IMP-F schon vor der ersten Mondlandung verglühte, wollte die NASA mit IMP G-J die Apollomissionen absichern. Die Satelliten sollten mit ihren Sensoren ermitteln, wenn ein Partikelsturm die Erde erreicht. Man konnte damals keine Vorhersage treffen, wie dies heute bei Sonnenstürmen der Fall ist, aber man hätte je nachdem wo die Mission gerade ist, entweder das CSM so gedreht, dass das Serviceteil zur Sonne zeigt und so die Masse an Treibstoff, Sauerstoff und Wasser schützt, oder wenn die Besatzung auf dem Mond gewesen wäre, hätte sie je nach Schwere und momentaner Arbeit sofort zur Mondfähre zurückkehren oder sogar zurück in den Orbit starten müssen. Continue reading „Ernüchterung bei der bemannten Marsexpedition“

Wie nützlich ist die ISS für Marsmissionen?

 50 total views

Lange ist es her, da wurde die ISS als der erste Schritt für weitere Expeditionen angepriesen, so nach dem Motto: „Wir investieren jetzt in die ISS und sparen später Kosten bei einer Marsmission“. Nun preist das heute keiner mehr, doch da die ISS nun ja schon 15 Jahre im Orbit ist und es der eine oder andere schon vergessen hat mal der Faktencheck. Also in wieweit könnte die ISS hilfreich sein für eine Marsexpedition? Continue reading „Wie nützlich ist die ISS für Marsmissionen?“

Die erste private Marsexpedition

 35 total views

Es soll am 30.4. zum Start der ersten COTS Mission zur ISS angekündigt werden, doch es ist schon jetzt durchgesickert: SpaceX plant bei dem Jungfernflug der Falcon Heavy Anfang nächsten Jahrs eine Marsmission. Geplant ist, eine modifizierte Dragon weich auf dem Mars landen zu lassen. Damit soll das Konzept der „Red Dragon“ der NASA schmackhaft gemacht werden. SpaceX kündigte ja schon seit Jahren an, dass die Dragon auf jedem Himmelskörper würde landen können, auch auf dem Mond und Mars. Für das Wissenschaftsprogramm der NASA war dafür eine unbemannte Variante der Dragon gedacht.

Die Falcon Heavy soll 13 t zum Mars befördern können – mehr als genug um eine Dragon aufzurüsten, die ohne Treibstoff rund 5,2 t wiegt. Die Änderungen würden in einer Umrüstung des Trunks bestehen, der nun qualifiziert für lange Missionen sein muss und angepasst sein muss für den Flug zum Mars (bessere thermische Isolation, größere Solarpaneele. Continue reading „Die erste private Marsexpedition“

Trajektorien für die bemannte Marsexpedition

 31 total views

Ich habe mich ja schon in einigen Teilen mit einem theoretischen Marsprogramm beschäftigt. Das war nur ein möglicher Ansatz, doch egal welchen man nimmt – bei allen müssen große Gütermengen zum Mars transportiert werden. Es sind je nach Größe der Rakete und der Missionsauslegung mindestens 3 in den meisten Szenarien 4-5 einzelne Starts nötig.

Wer sich an die Apollo Flüge erinnert weiß, das zwischen diesen einige Monate lagen und damals wurde wirklich mit Hochdruck gearbeitet. Es waren Tausende alleine mit den Startvorbereitungen beschäftigt. Die NASA hatte für Apollo zwei Startrampen im Betrieb, die ein minimales Intervall von zwei Monaten zwischen zwei Saturn V Starts zuließen. Wäre Apollo 11 nicht gelandet, so sahen die Pläne Flüge im Zweimonatsabstand vor, bis die Landung gluckte (Apollo 12 war soweit in der Vorbereitung, dass es auch zwei Monate nach Apollo 11 startete).

Bei einem Flug zum Mars auf einer Hohmannbahn gibt es rund 4-6 Wochen in denen die Startenergie klein genug für die Nutzlast ist. Die Abbildung unten zeigt die Startengerie für das Startfenster 1969, relativ zur Sonne. Zur Erde kommt noch die Fluchtgeschwindigkeit hinzu. Continue reading „Trajektorien für die bemannte Marsexpedition“