Ich lese gerade „Space Shuttle Challenger“ von Ben Evans. Es ist primär ein Buch über die Astronauten und die 10 Missionen der Challenger, aber es enthält auch einige technische Angaben, die ich ganz interessant finde. Beim lesen bin ich über folgende Sätze von Henry Pohl, ehemaliger Director of engineering and Development gestolpert: (mehr …)
Ich möchte mich heute mal wieder einem theoretischen Thema zuwenden: Kann man mit nur einer Stufe eine nennenswerte Nutzlast in den Orbit befördern und wie optimiere ich diese?
Fangen wir mal an mit den einfachsten Grundlagen:
Die Endgeschwindigkeit einer Rakete berechnet sich nach
v = Ausströmungsgeschwindigkeit der Gase nach Verlassen der Düse * ln (Startmasse / Masse ohne Treibstoff)
ln() ist der natürliche Logarithmus zur Basis e (2.71….)
Hat man die Ausströmungsgeschwindigkeit der Gase (in metri (mehr …)
Eines ist das schöne an der Technik: Man kann sie durchrechnen und erhält exakte Zahlen. Bei konkreten Raumfahrtprojekten spielen dann immer auch wirtschaftliche Aspekte eine Rolle und dann wird es kompliziert. Mich interessiert folgende Frage: Welche Nutzlast ist mit der heutigen vorhandenen Technologie erreichbar? Das Ziel sollte es sein 10% der Raketenmasse als Nutzlast in einen LEO-Orbit zu befördern.
Damit wir einen Vergleich haben: Das bisher leistungsfähigste System ist das STS mit 114 t Nutzlast bei 2032 t Startmasse (5,6%). Ariane 5 liegt bei 2,7% In dieser Region um maximal 3% Nutzlast liegen viele der heutigen Trägerraketen. Ich will nun zeigen, dass es möglich ist doppelt so viel Nutzlast in den Orbit zu hieven.
Die Fragestellung ist simpel: Was ist mit der heutigen Technik an Nutzlast möglich? Also nicht mit exotischen Lösungen sondern State of the Art oder zumindest theoretisch untersuchten Lösungen. (mehr …)
Der Begriff „man rated“ ist nicht so fest definiert, wie man es gerne hätte und ich denke er hat sich auch im Laufe der Zeit geändert. So würde man wohl die Atlas D und Titan II die man für den Start von Mercury und Gemini benutzt hat sicher nicht mehr heute als „man rated“ bezeichnen. Weiterhin ist es natürlich ein Begriff, der eigentlich auf ein System als ganzes angewandt werden muss. Vereinfacht gesagt muss ein System als Ganzes sicher sein. Die schlechte Zuverlässigkeit früher Trägerraketen wurde durch den Fluchtturm ausgeglichen. Doch ich will mich mal auf etwas beschränken, von dem man relativ viel weiß, den Triebwerken.
Triebwerke werden ausführlich getestet bevor der erste Start ansteht. Es fängt an mit den Tests einzelner Komponenten wie Turbopumpen oder der Brennkammer, es geht weiter über Prototypen. Die Tests fangen an mit kurzen Zündungen an, dann folgen längere Tests. Schließlich welche über die nominelle Betriebsdauer hinaus und unter verschärften Bedingungen wie höhere, Schub als normal. Natürlich werden auch Störungen simuliert. (mehr …)
Nehmen wir nun uns mal die Dragon als bemannten Transporter vor. Es gibt ja schon eine Reihe von bemannten Transportern wie die Apollo Kapsel und die Sojus. Von ihnen unterscheidet sich die Dragon beträchtlich. Wir immer bei SpaceX ist alles besser. So soll sie bei 10 m³ Nettovolumen nicht weniger als sieben Astronauten transportieren – Die Apollo bot bei 11 m³ Volumen nur Platz für drei Astronauten, doch auch in der Sojus ist es beengt (4 m³ für die Astronauten in der Wiedereintrittseinheit) und für kurze Zeit ist das sicher auszuhalten.
Allerdings ist die Dragon nach den derzeitigen Angaben von SpaceX nicht für Astronauten geeignet, weil die Atmosphäre nicht geregelt ist (nach offiziellem Datasheet Temperaturen von 10 bis 46°C, 25-75° Feuchtigkeit). Es fehlt also ein Lebenserhaltungssystem. Vor allem aber fehlt ein echtes Rettungssystem.
Die Lösung von SpaceX – die Antriebe für die Lageregelung sollen dies richten. Damit könnte die Kapsel sogar weich auf dem Land niedergehen. Wirklich? (mehr …)