Die SSME: Herausforderungen und Triebwerksstart

Weiter geht es in der losen Reihe über die SSME:

Zwei wesentliche Herausforderungen gab es bei dem SSME. Das eine waren die extrem hohen auftretenden Drücke, bedingt dadurch dass der Großteil des Wasserstoffs noch vor dem Erreichen der Brennkammer in Gas umgewandelt wird und so sein Volumen vervielfacht (entsprechend den Druck) und gleichzeitig dürfte das Triebwerk nicht zu schwer sein, weil es bis in den Orbit transportiert wird. Betroffen waren vor allem die Hochdruckturbinen an denen die höchsten Drücke anlagen, weil sie den Treibstoff gegen den Brennkammerdruck pressen mussten. Das verdeutlichen die Drücke bei den ersten Exemplaren an folgenden Stationen: (mehr …)

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Die SSME: Funktionsweise des Triebwerks

Weiter gehts mit meiner kleinen Reihe über das SSME (inzwischen auch als Aufsatz auf der Website). Diesmal über die Arbeitsweise des SSME. Wofür sich leider niemand fand (und das schon zum zweiten Mal), war ein Freiexemplar eines meiner Bücher. Ich hatte das als Preis für den 7 Millionsten Besucher vorgesehen, der anstatt einem Counter ein Lösungswort bekam, dass er mir zuschicken sollte. Gestern wars soweit die 7 Millionen sind überschritten (fast passend zum 15 jährigen Website Jubiläum), aber gemeldet hat sich niemand. Na ja vielleicht beim nächsten Datum. Das muss ich noch überlegen ob ich das auf 7,5 Millionen oder 7.777.777 setze…. Doch nun zum SSME:

Der Wasserstoff kommt vom Tank unter niedrigem Druck und passiert zuerst eine Niedrigdruck Turbopumpe (Low Pressure Fuel Turbopump LPFTP). Sie erhöht den Druck, hat aber auch die Aufgabe, Kavitation in den Leitungen und in der Hochdruck Turbopumpe (High Pressure Fuel Turbopump HPFTP) zu verhindern. Kavitation entsteht durch die schnell bewegenden Turbinenblätter. Es bilden sich Dampfblasen in der Flüssigkeit, die zusammenfallen und dabei Schockwellen erzeugen die Propellerblätter beschädigen können. Von der Niedrigdruckturbopumpe kommt der Wasserstoff dann zur Hochdruckturbopumpe. (mehr …)

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Die SSME: Die Vorgeschichte

1972 wurde die Entwicklung des Space Shuttles beschlossen. Schon vorher gab es aber die Entwürfe für das Triebwerk. Nachdem bei den ersten Entwürfen die man 1969 für das spätere Space Shuttle hatte, noch das J-2 als Triebwerk ins Auge gefasst war, ging man rasch zu einem neuen neuen Triebwerk über. Der Grund war, dass neben der Nutzlast auch der Orbiter eine Umlaufbahn erreichen sollte. Wenn das Gefährt für diese hohe Nutzlastmasse nicht riesig sein sollte, musste das Triebwerk sehr viel leistungsstärker als das J-2 sein. Sehr bald wurde auch klar, das es schubstärker sein musste. Die Effizienz eines Triebwerks wird darin gemessen, wie schnell die Gase die Düse verlasen. Diese Ausstromgeschwindigkeit ist ein gutes Maß für die Treibstoffausbeute. Beim J-2 betrug sie bei den letzten Serienexemplaren 4216 m/s. Ein schon entwickeltes Upgrade, das J-2S versprach die Ausströmgeschwindigkeit auf 4275 m/s zu steigern. Erkauft wurde dieser kleine Anstieg mit einer Erhöhung des Brennkammerdrucks von 50 auf 82 Bar. Das SSME sollte 4480 m/s erreichen. Dafür musste der Brennkammerdruck auf 220 bar erhöht werden. (mehr …)

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Galileo und die Oberstufenfrage

Das Buch von Heppenheimer über das Space Shuttle beschäftigt sich auch mit Oberstufen und schnitt hier auch Galileo an. Das erinnert mich an etwas das mir schon bei der Recherche zu Galileo auffiel: wie sollte die Raumsonde zu Jupiter kommen?

Eine Transferbahn zu Jupiter erfordert relativ zur Erdoberfläche eine Geschwindigkeit von mindestens 14,2 km/s. Relativ zum Erdorbit eines Space Shuttles sind es noch 6,4 km/s. Das ist eine ganze Menge. Galileo wurde als Projekt am 14.4.1977 genehmigt, 6 Monate später gab es am 14.10.1977 die Planung der Mission. Sie sollte im Januar 1982 starten, mit einem Marsvorbeiflug Energie sparen und auf einer dreistufigen IUS gestartet werden. Galileo sollte 1.958 kg schwer sein. (mehr …)

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Wie teuer war die Space Shuttle Entwicklung?

Derzeit bin ich in Heppenheimers Buch fast am Ende, und da macht er auch eine Übersicht über die Kosten. Die sind recht genau ermittelbar, es gibt in den NASA Archiven genügend Material, wie sich das Budget verteilt und ich nutzte es auch mal um die Gesamtkosten des Space Shuttle Programms zu ermitteln. Ich kam auf eine andere Summe als das CAIB, das die Kosten mit 112,9 Milliarden Dollar und 172,8 Milliarden Dollar im Wert von 2000 ermittelte. Meine Ziffer waren 126.8 Milliarden Dollar bzw., 237.7 Milliarden im Wert von 2000. (mehr …)

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